Вклад Циолковского в развитие теории реактивного движения

Введение
Константин Эдуардович Циолковский является русским и советским философом, изобретателем, преподавателем в школе, основоположником теоретической космонавтики. К. Э. Циолковский обосновывает применение ракет для полетов в космос, говорит о важности применения «ракетных поездов» - это прототипы многоступенчатых ракет. Базовые труды в науке Циолковского относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике [1].
В своих трудах К. Э. Циолковский решает задачи о поступательном прямолинейном движении ракеты – «задачи Циолковского». Ученый предлагал заселить пространство космоса орбитальными станциями, говорил о создании космического лифта и поездов на воздушной подушке. Исследователь также считал, что развитие жизни на одной из планет нашей Вселенной может привести к такому совершенству, что даст возможность справляться с силами тяготения и рассеивать жизнь во Вселенной.
Данная работа имеет цель – рассмотрение вклада Циолковского в развитие теории реактивного движения.
Задачи работы:
1) Рассмотрение сущности реактивного движения;
2) Анализ формул Мещерского и Циолковского, аргументация теории Циолковского.

1 Сущность реактивного движения
1.1 Определение реактивного движения
Реактивное движение – это движение тела, которое создается, когда части тела отделяются от него с некоторой относительно тела скоростью. Создается «реактивная сила», которая совершает толчок тела в сторону, которая противоположна направлению движения части тела, которая от него отделилась.
На рисунке 1 мы показали реактивное движение ракеты. Камера сгорания в этом случае – основной элемент реактивного двигателя. В одной из стенок камеры сгорания есть реактивное сопло – это отверстие, которое необходимо для выхода газа. Газ этот формируется при сгорании топлива. Газ с большой скоростью выходит из сопла, поскольку имеет место быть высокая температура и давление.

Рис. 1 – Реактивное движение ракеты [5]
1.2 Особенность реактивного движения
До работы двигателя импульс ракеты и горючего был равен нулю, следовательно, и после включения двигателей геометрическая сумма импульсов ракеты и истекающих газов равна нулю (1):
mυ⃗ 1+Mυ⃗ 2=0. (1)
где m и υ⃗ 1
— масса и скорость выбрасываемых газов, M и υ⃗ 2
— масса и скорость ракеты.
Основная специфика реактивного движения состоит в том, что ракета может совершать как ускорение, так и торможение, повороты без каких-либо взаимодействий с другими телами, если сравнивать ее с другими транспортными средствами [2].
Передвижение осьминогов, кальмаров, каракатиц и медуз совершается как раз по принципу реактивного движения. Перечисленные морские обитатели набирают воду, потом ее под давлением из себя выдавливают, и это приводит к тому, что они быстро перемещаются под водой.
1.3 К. Э. Циолковский о реактивном движении
Огромный вклад в развитие теории реактивного движения внес К. Э. Циолковский. Ученый создал теорию полета тела переменной массы (ракеты) в однородном поле тяготения и провел расчеты запаса топлива, которые нужны чтобы преодолеть силы притяжения Земли. Циолковский также заложил основы теории жидкостного реактивного двигателя, рассчитал элементы его конструкции, теорию многоступенчатых ракет. В последнем Циолковский предложил следующие варианты:
1) Параллельный (несколько реактивных двигателей совершает работу одновременно);
2) Последовательный (реактивные двигатели совершают работу друг за другом).
Ученый строго научно аргументировал то, что возможно полететь в космос при помощи ракет с жидкостным реактивным двигателем. Также К. Э. Циолковскому принадлежит предложение специальной траектории посадки космических аппаратов на Землю. Ученому также принадлежит выдвижение формирования межпланетных станций на орбитах, а также идея автоматического управления ракетой.
То, что создал Циолковский, дает возможность развиваться современной ракетной технике [4].