Презентация для участия в конкурсе Звёздные дали — Гениальный учёный К.Э.Циолковский

Гениальный учёный К.Э. Циолковский Основоположник современной космонавтики. Обосновал вывод уравнения реактивного движения, пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» — прототипов многоступенчатых ракет. Автор работ по аэродинамике, воздухоплаванию и другим наукам.Представитель русского космизма, член Русского общества любителей мироведения. Автор научно-фантастических произведений, сторонник и пропагандист идей освоения космического пространства. Константин Эдуардович Циолковский(1857-1935) «Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед. Вот почему я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы, но я надеюсь, что мои работы, может быть, скоро, а может быть в отдаленном будущем, дадут человечеству горы хлеба и бездну могущества » Ученый и мыслитель«Отец космонавтики»«Калужский мечтатель» Изобретатель ракеты Биография К.Э.Циолковского Константин Эдуардович Циолковский родился 5 (17) сентября 1857 в селе Ижевское под Рязанью. В возрасте девяти лет Костя Циолковский заболел скарлатиной. В результате осложнения после болезни он потерял слух. Наступило то, что впоследствии он назвал «самым грустным, самым тёмным временем моей жизни». Тугоухость лишила мальчика многих детских забав и впечатлений, привычных его здоровым сверстникам. В 1869 он поступает в гимназию. Большими успехами будущий ученый не блистал. Предметов было много, и полуглухому мальчику учиться было нелегко. … В 1871 году — отчисление из гимназии c характеристикой «… для поступления в техническое училище». … Но именно в это время Константин Циолковский находит свое истинное призвание и место в жизни. Константин Эдуардович начинает заниматься образованием дома самостоятельно. В отличие от гимназических учителей, книги щедро оделяют его знаниями и никогда не делают ни малейших упреков. В это же время Константин Циолковский приобщается к техническому и научному творчеству. Он самостоятельно изготавливает :астролябию (первое измеренное ей расстояние — до пожарной каланчи), домашний токарный станок, самодвижущиеся коляски и локомотивы. Видя увлечения сына, отец отправляет его для дальнейшего обучения в Москву.За первый год жизни в Москве будущий учёный самостоятельно изучил физику и начала математики. На втором - Константин преодолевает дифференциальное и интегральное исчисление, высшую алгебру, аналитическую и сферическую геометрию. Из-за дороговизны проживания в Москве в 1876 году отец отзывает сына в Вятку. Константин становится частным репетитором и зарабатывает самостоятельно, а в свободное время продолжает заниматься в городской публичной библиотеке. В 1880 году Константин Циолковский сдает экзамены на учительское звание и переезжает в Боровск, по назначению от Министерства просвещения на свою первую государственную должность. учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище. Там же он женился на Варваре Евграфовне Соколовой. Молодая чета начинает жить отдельно и молодой ученый продолжает физические опыты и техническое творчество. Первый удар и … первое признание великого учёного… Находясь вдали от основных научных центров России, Циолковский, оставаясь глухим, решил самостоятельно проводить исследовательские работы в интересовавшей его области — аэродинамике. Он начал с того, что разработал основы кинетической теории газов и отослал свои расчеты в Русское физико-химическое общество в Петербурге и вскоре получил ответ от Менделеева: кинетическая теория газов уже открыта… 25 лет назад. …. Но Циолковский пережил это известие, ставшее для него как ученого ударом, и продолжил исследования. В Петербурге заинтересовались одаренным и неординарным учителем из Вятки и пригласили его войти в состав вышеупомянутого общества. Направления работы и трудыК.Э. Циолковского Работы по авиации К.Э.Циолковский не только внимательно следил за достижениями авиаконструкторов и летчиков, но и сам внёс большой вклад в развитие авиации. В своих трудах он охарактеризовал следующие направления: предложил схему моноплана со свободнонесущими крыльями, близкую к современной, подробно ее исследовал, проанализировал как с точки зрения прочности конструкции, так и с точки зрения аэродинамики;описал конструкцию самолета, состоящую из нескольких веретенообразных полых тел, образующих крыло;обосновал неизбежность замены поршневых двигателей с воздушным винтом реактивными двигателями;дал критическое сравнение самолетов поршневых с реактивными самолетами и доказал возможность создания реактивного самолета с неизмеримо большими скоростями;Работал над созданием двигателя и высококалорийного горючего для реактивного самолета. Особое место среди первых проектов самолётов занимает работа Циолковского, опубликованная в 1884 году. Согласно проекту Циолковского ,самолёт представлял собой моноплан классической схемы с бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Основным материалом для конструкции должен был служить алюминий.Для устранения действия реактивного момента винта самолёт предполагалось снабдить двумя соостными тянущими пропеллерами, вращающимися в противоположные стороны. Согласно расчёту, в одноместном варианте взлётный вес самолёта составлял 450 кг, мощность двигателя 18,6 л.с., скорость 128 км/ч, максимальная продолжительность полёта 4 часа. Работы по аэродинамике К.Э.Циолковский начал заниматься вопросами аэродинамики с середины 80-х годов XIX века, когда методы экспериментального исследования были несовершенны. После многочисленных экспериментов в естественных условиях ученый пришел к идее испытания моделей в искусственном потоке воздуха. С этой же целью в 1897 году Циолковский построил первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью ("воздуходувку", по терминологии ученого). "Воздуходувка" Циолковского отличалась равномерным потоком воздуха, что достигалось впервые примененной, ориентируемой по воздушному потоку решеткой и чувствительным прибором для измерения сил сопротивления. Результаты исследования Циолковский опубликовал в 1898 году в статье "Давление воздуха на поверхности, введенные в искусственный воздушный поток", которая явилась первой публикацией по вопросам аэродинамики. Предвидение ученого о значении аэродинамических труб, его программа работ по экспериментальной аэродинамике получили полное подтверждение в дальнейшем развитии авиации и воздухоплавания. Работы по воздухоплаванию "Мысль о металлическом аэростате засела у меня в мозгу. Иногда она меня утомляла, и тогда я по месяцам занимался другим, но в конце концов я возвращался к ней опять» К.Э.Циолковский а — схема металлического дирижабля К. Э. Циолковского;б — система блочного стягивания оболочки К.Э.Циолковский проблеме воздухоплавания посвятил более 50 трудов.К систематическим исследованиям в области воздухоплавания К.Э.Циолковский приступил в 1885 году. Уже через год он закончил первый большой научно-теоретический труд "Теория аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлиненную форму» К.Э.Циолковский сразу же поставил перед собой труднейшую задачу - создать такой дирижабль, который был бы наиболее совершенным, безопасным для пассажиров, прочным, простым в эксплуатации, наиболее выгодным экономически. Он пришел к выводу о необходимости строить корабль целиком из металла. Этой идее цельнометаллического дирижабля ученый оставался верен всю жизнь.Свои технические идеи Константин Эдуардович всегда подтверждал математическим анализом и опытным моделированием. В работах "Возможен ли металлический аэростат?", "Простое учение о воздушном корабле и его построении", "Аэростат и аэроплан" и многих других ученый приводил теоретические обоснования деталей конструкций дирижабля, разъяснял свои технические замыслы. Циолковский фактически выдвинул программу поэтапного дирижаблестроения - от эксперимента, моделирования, научно-теоретических обобщений до поисков совершенно новых решений и их осуществления в рабочих чертежах, при обязательном соблюдении ранее выдвинутых им положений, гарантирующих полную безопасность пассажиров и экипажа. В 1893 году он послал свои труды по воздухоплаванию вместе с моделью дирижабля во Французскую Академию наук. Желая защитить приоритет России в воздухоплавании, Циолковский запатентовал свои изобретения в девяти зарубежных странах. Работы по космонавтике Наиболее ранние записи К.Э.Циолковского по вопросам межпланетных сообщений относятся к 1878-1879 годам, когда он начал составлять "астрономические чертежи", тогда же им был сконструирован прибор для изучения действия на живой организм ускорения силы тяжести. Первой научной работой, в которой ученый высказал мысль о возможности использования принципа реактивного движения для перемещения в мировом пространстве, была монография "Свободное пространство" (1883г.).В 1903 году в журнале "Научное обозрение" № 5 К.Э.Циолковский опубликовал работу "Исследование мировых пространств реактивными приборами", в которой впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи жидкостных ракет и даны основные расчетные формулы их полета. Константин Эдуардович был первым в истории науки, кто строго сформулировал и исследовал прямолинейное движение ракет как тел переменной массы. Простейшая схема жидкостногореактивного двигателя К.Э. Циолковского Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя К.Э. Циолковского Формула Циолковского Формула Циолковского - основное уравнение движения ракеты, определяющее её характеристическую скорость; опубликована Циолковским в 1903 году в работе "Исследование мировых пространств реактивными приборами". По формуле Циолковского определяется максимальная скорость, которую может получить одноступенчатая ракета в идеальном случае, когда её полёт происходит не только вне пределов атмосферы, но и вне пределов поля тяготения Земли. Циолковский считает начальную скорость ракеты равной нулю. Формула Циолковского часто записывается в виде: Vmax = V * Ln ( Мо / Мk ) = V * Ln ( 1+Мт / Мk ), где: Vmax - скорость ракеты; V - эффективная скорость истечения продуктов сгорания из сопла ракетного двигателя; Мо - начальная (стартовая) масса ракеты; Mk - масса ракеты без топлива (в конце работы ракетного двигателя на активном участке траектории полёта ракеты); Мт - масса выгоревшего топлива. Чертежи ракет, созданные К.Э.Циолковским Ракета К. Э. Циолковского — проект 1903 года (с прямой дюзой). Чертеж К. Э. Циолковского Ракета К. Э. Циолковского — проект 1914 года (с кривой дюзой). Чертеж К. Э. Циолковского Ракета К. Э. Циолковского — проект 1915 года.Чертеж К. Э. Циолковского Схема четырехступенчатойракеты (поезда) К.Э.Циолковского Описание действия эскадрильи ракет К.Э. Циолковским (1935г). Представьте себе, что в полет отправилось 8 ракет, скрепленных параллельно, как скрепляются бревна плота на реке. При старте все восемь реактивных двигателей начинают работать одновременно. Когда каждая из восьми ракет израсходует половину запаса топлива, тогда 4 ракеты (например, две справа и две слева) перельют свой неизрасходованный запас топлива в полупустые емкости остающихся 4 ракет и отделятся от эскадрильи. Дальнейший полет продолжают 4 ракеты с полностью заправленными баками. Когда оставшиеся 4 ракеты израсходуют каждая половину имеющегося запаса  топлива, тогда 2 ракеты (одна справа и одна слева) перельют свое топливо в остающиеся две ракеты и отделятся от эскадрильи. Полет продолжат 2 ракеты. Израсходовав половину своего топлива, одна из ракет эскадрильи перельет оставшуюся половину в ракету, предназначенную для достижения цели путешествия. Преимущество эскадрильи состоит в том, что все ракеты одинаковы. Переливание компонентов топлива в полете является хотя и трудной, но вполне технически разрешимой задачей. Заслуги К.Э. Циолковского в ракетостроении:научно обосновал проблемы, связанные с ракетным космическим полетом;Детальный анализ всего, что касается ракеты (одно- и многоступенчатой): законы движения ракеты, принцип ее конструкции, вопросы энергетики, управления, проведение испытаний, обеспечения надежности систем, создание приемлемых условий обитаемости и даже подбор психологически совместимого экипажа. указал на средство проникновения человека в космос — ракету, дал подробное описание двигателя ракеты. идеи о выборе жидкого двухкомпонентного топлива, о регенеративном охлаждении камеры сгорания и сопла двигателя компонентами топлива, керамической изоляции элементов конструкции, раздельном хранении и насосной подаче компонентов топлива в камеру сгорания, об управлении вектором тяги путем поворота выходной части сопла и газовыми рулями. возможность использования энергии распада атомов в качестве топлива. В 1926 году К.Э.Циолковский для достижения первой космической скорости предложил применить двухступенчатую ракету, а в 1929 году в работе "Космические ракетные поезда" дал стройную математическую теорию многоступенчатой ракеты, в 1934-1935 гг. в рукописи "Основы построения газовых машин, моторов и летательных аппаратов" предложил еще один способ достижения космических скоростей, получивший название "эскадры ракет". К.Э.Циолковский наметил грандиозный план завоевания мировых пространств, который в настоящее время успешно осуществляется. Награды Циолковского и увековечение его памяти-   Орден Святого Станислава 3-й степени. За добросовестный труд представлен к награде в мае 1906 года, выдана в августе.-   Орден Святой Анны 3-й степени. Награждён в мае 1911 года за добросовестный труд, по ходатайству совета Калужского епархиального женского училища.-   За особые заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической мощи и обороны СССР Циолковский в 1932 году награждён орденом Трудового Красного Знамени. Награждение приурочено к празднованию 75-летия ученого. В Калуге и Москве сооружены памятники учёному; создан мемориальный дом-музей в Калуге, дом-музей в Боровске и дом-музей в Кирове (бывшая Вятка); его имя носят Государственный музей истории космонавтики и педагогический институт (ныне Калужский Государственный Педагогический университет), школа в Калуге, Московский авиационно-технологический институт.-   В Москве, Санкт-Петербурге, Липецке, Тюмени, Кирове а также во множестве других населённых пунктов есть улицы его имени.  В Калуге, начиная с 1966 года, проводятся Научные Чтения памяти К. Э. Циолковского.   Именем Циолковского назван кратер на Луне и малая планета 1590 Tsiolkovskaja  В 1991 году учреждена Академии космонавтики им. К. Э. Циолковского. 16 июня 1999 года Академии присвоено наименовании «Российская».-   В год 150-летия со дня рождения К. Э. Циолковского грузовому кораблю «Прогресс М-61» было присвоено имя «Константин Циолковский», на головном обтекателе был помещён портрет ученого. Запуск состоялся 2 августа 2007 года.-   В феврале 2008 года К. Э. Циолковскому присуждена общественная награда медаль «Символ Науки», «за создание истока всех проектов освоения человеком новых пространств в Космосе». Циолковский - основоположник теории межпланетных сообщений. Его исследования впервые показали возможность достижения космических скоростей, доказав осуществимость межпланетных полётов. Он первым изучил вопрос о ракете – искусственном спутнике Земли и высказал идею создания околоземных станций как искусственных поселений, использующих энергию Солнца, и промежуточных баз для межпланетных сообщений; рассмотрел медико-биологические проблемы, возникающие при длительных космических полетах.Константин Эдуардович явился первым идеологом и теоретиком освоения человеком космического пространства, конечная цель которого представлялась ему в виде полной перестройки биохимической природы порожденных Землёй мыслящих существ. В связи с этим он выдвигал проекты новой организации человечества, в которых своеобразно переплетаются идеи социальных утопий различных исторических эпох.Циолковский – автор ряда научно-фантастических произведений, а также исследований в других областях знаний: лингвистике, биологии и др.При Советской власти условия жизни и работы Циолковского радикально изменились. Циолковскому была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной деятельности. Его труды в значительной степени способствовали развитию ракетной и космической техники в СССР и других странах.