齐奥尔科夫斯基(К. Э. Циолковский)是苏联航空和火箭动力学以及飞机和飞船理论方面的学者和发明家、现代宇航学的奠基人。

齐奥尔科夫斯基于1857年9月17日出生在梁赞省斯帕斯克县的伊热夫斯克村。14岁时,他开始对物理、化学、力学、天文学、数学等课发生兴趣。16岁去莫斯科继续自修,因为他们家住在偏僻的维亚特卡,那里缺少学习的条件。齐奥尔科夫斯基在莫斯科过了三年极其贫困的生活。家里每月寄给他10~15卢布生活费,但他把这些钱基本上都用来买书、仪器和化学制品等。正如他后来说的:“我记得,当时除了水和黑面包我一无所有。我每三天去一次面包铺,买9戈比的面包。这样一来,我每个月生活费用90戈比……我精神上仍然感到幸福,黑面包丝毫不使我伤心。”

回到维亚特卡后,齐奥尔科夫斯基为了挣钱,开始在本地学校里代课,而在业余时间里进行发明创造(他创造了自动船)。

一年后,他们家搬迁到梁赞。这里人生地不熟,当然也就没课代了。为了生计,齐奥尔科夫斯基以校外生的身份报考教师,获得了在教育部所属的县立学校任教的资格。1879年冬,他被派往博罗夫斯克去工作。

齐奥尔科夫斯基作为科学家和发明家载入了世界和俄国的科学史。他研究了三大问题:全金属飞艇、流线型飞机理论和星际交通的火箭。他被公认为现代星际航空学的奠基人。

齐奥尔科夫斯基有关飞艇方面的著作大多完成于1886~1892年间。他的飞艇与过去的飞艇有哪些不同之处呢?首先,全部用金属制造,这保证了飞艇有很高的强度。其次,波纹蒙皮,故飞艇可以改变自己的体积,从而可以在各个高度和在各种温度的空气的条件下维持足够的升力。飞艇的特殊推力系统可保证其体积的改变。最后,周发动机废气的热量加热蒙皮的填充料,这同样能影响在所需要的方向上升力的大小。

齐奥尔科夫斯基的设计虽然得到了物理学家A · 斯托列托夫和化学家A · 门捷列夫的支持,但却遭到了当时的俄国技术协会航空部权威们的否定。他在给斯托列托夫的信中写道:“最尊敬的亚历山大 · 格里戈里耶夫!我对受控金属飞艇的远大前途充满倌心,而且这个信心越来越大,现已达到极点。我怎样才能使别人相信‘费力是值得的’呢?我对个人得失无所萦怀,只要我的事业走在正确的道路上。”

齐奥尔科夫斯基为制造飞艇造舆论说:“最方便的路是空路,最短、不结冰、无须保养、最安全、世界上到处都有。”他还指出飞艇运输货物的优点。他说,这种运输工具便宜,便于运输易碎物品,因为飞艇在高空飞行能使货物完好无损。他为了引起舆论和科学界官方人士对受控飞艇设计的兴趣作了许多努力,但都没成功。他们当中很多人对这个小地方的中学教员的发明不屑一顾。正因为如此,俄国的第一架飞艇1908年才出现。飞艇首次成功飞行是在法国(1899年)和德国(1900年)。事实上,德国飞艇设计家F. 齐伯林的设计(1895年)比齐奥尔科夫斯基的设计晚5年。

航空思想凭借重于空气的飞行器取得了长足的进展,这使齐奥尔科夫斯基增添了研究这个问题的勇气。1891年,他写了一篇题为《利用翅膀飞行的问题》的文章。1894年,他又写了名为《飞机或仿鸟(航空)飞行器》的论文。在这篇文章里,齐奥尔科夫斯基第一次进行了飞机的空气动力计算,并提出了结构图(比别国发明家的技术思想早15~20年)。飞机制造的发展正是走的这条路。齐奥尔科夫斯基设计的飞机的特点是:机翼前缘稍厚、机身呈流线形、轮式起落架、电动陀螺驾驶仪操纵升降舵。

为了用试验作为其理论计算的可靠依据,齐奥尔科夫斯基于1897年制造了“鼓风机”。这样的设备在俄国还是第一个,比茹科夫斯基的风洞早5年。如果说茹科夫斯基被称作是“俄国航空之父”,那么齐奥尔科夫斯基可以称得上是“俄国空气动力学的鼻祖” 。

齐奥尔科夫斯基对宇航作出了重要贡献。他首次科学地5 E明了借助火箭和反作用力推进实现星际交通的可能性。

早在1883年,齐奥尔科夫斯基就萌生了利用反作用力原理进行宇宙飞行的初步思想。1903年,在一篇《乘火箭飞船探测宇宙》的论文里,鉴于运行中火箭质量的变化,他提出了数学上很严密的火箭飞行理论,并奠定了液体喷气式发动机及其结构部件的理论基础。法国经过10年、美国经过16年、德国经过20年之后,才发表类似的论文。

以后,齐奥尔科夫斯基成功地研究了许多与星际交通有关的问题。他提出制造多级火箭或曰“火箭列车”,用以达到宇宙速度。宇宙飞行现在仍是按照这样的方式进行的。

另一种思想是把多个火箭并连在一起。齐奥尔科夫斯基把这种结构叫做“火箭飞行大队”。按照这种方式,所有的火箭同时工作,直至燃料用完一半时,然后边上的火箭把剩下的另一半燃料和氧化剂倒给其余的火箭,便自动脱落,而“飞行大队”继续飞行。最后,中间的一级火箭把有效荷载送到太空。

齐奥尔科夫斯基最先解决了宇宙飞船在地球重力场的运行问题,并计算了为克服引力所需要的燃料储备。他还研究了大气层对火箭飞行的影响、通过装在废气道上的舱面操纵其飞行的可能性、用燃料组分冷却燃烧室壁的方法、各种各样的燃气(例如,酒精和液态氧)、制造人造地球卫星以及其他一系列问题,并且预言宇航员在失重状态下会有什么感觉。

齐奥尔科夫斯基最先阐述了关于制造人造地球卫星的思想。1895年,他在《关于地球与天空的幻想》一书中写道:“想象的地球卫里像月球一样,但可以离我们的地球任意远,只要是在地球的大气层外,即是说离地球表面大约300俄里(1俄里等于1.06公里),在质量很小的情况下它能提出失重环境的实例。”

齐奥尔科夫斯基不只是在宇宙学和飞艇制造方面有很多发明和发现。例如,他还预言将出现气垫列车。他写道:为了获得高速度,“车轮已不适用了,而需要有特别光滑平坦的路面。列车下面充满空气,所以摩擦力很小,平底的列车便可在空气层滑行。”

齐奥尔科夫斯基是一位很有才干的科学普及家。他有一个夙愿:尽量和更多的人分享自己的发现和知识。这个愿望促使他写科普和科幻书籍,以“激发人们充满智慧的和令人振奋的思想”。他知道,“读专业书籍的人不多,而读普及书籍的人成千上万”。因此,他把自己的专业著作尽量写得浅显明白,极少涉及到深奥的数学知识。他的科普作品都写得生动活泼,通俗易懂。

齐奥尔科夫斯基是一个很全面的人。他不仅研究征服大气层、恒温层和星际空间的问题,还著有天文、天文物理、数学、生物学、哲学方面的著作。其中有:《引力——世界的能源》,《地球和太阳系的形成》、《动物体力学》(此书得到了俄国生理学学派创始人и. 谢切诺夫的肯定)、《气体理论》(此书叙述了气体动力学理论的原理)等。

1917年以前,齐奥尔科夫斯基的天才未被承认。正如他自己说的:“苦恼的是,我在逆境中孤独无援地工作了许多年,无论哪里也看不到一线光明和援助。”尽管如此,他仍然孜孜不倦地工作。在谈及自己科研工作的目的时,齐奥尔科夫斯基写道:“我生活的主要动机就是做些对人类有益的事情,不虚度一生,哪怕使人类有一点进步。这就是没给我粮食,没给我力量,我也心甘情愿的原因。但我希望我的著作——也许不久,也许在遥远的将来——会给社会堆积如山的粮食和无穷无尽的巨大力量。”

伟大的十月社会主义革命后,齐奥尔科夫斯基受到了苏维埃国家无微不至的关怀,获得了终身养老金,他的名字在广大的劳动人民中间享有盛誉,他的著作自由出版,广为流传。

齐奥尔科夫斯基在他75周岁生日时,被授予劳动红旗勋章。

在逝世前不久,他在《只是幻想吗?》中写道:“我工作越多,遇到的各种困难和障碍也越多。这以前,我认为需要几百年才能用天文速度(8~17公里/秒)飞行,这已经被国内外取得的微小成果所证明。然而最近连续不断的工作却动摇了我的上述消极观点。过几十年,就会找到带来令人惊叹的成果和方法。”

他的预言应验了。在他诞生100周年、逝世22周年之际,第一颗人造地球卫星上天了,过了4年,苏联公民尤里 · 加加林实现了人类的第一次宇宙飞行。

1935年9月17日,齐奥尔科夫斯基与世长辞了。

在《真理报》的;悼词中写道:“……无论何时,我们的后代将征服宇宙空间,他们将隆重纪念齐奥尔科夫斯基,因为他最先科学地证明了星际旅行的假想。”

齐奥尔科夫斯基葬于卢卡加。他的墓碑上镌刻着他的话:“人类不会永远在地球上,为了追求光明和空间,先是谨慎地穿过大气层,然后征服近太阳系的整个空间。”

他深信,“今天不可能的,明天将成为可能。”

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