导弹先驱齐奥尔科夫斯基

文/寿大本 钟名一

导弹先驱齐奥尔科夫斯基

文/寿大本 钟名一

现代火箭理论的奠基人、被后人尊为“宇宙航行之父”的齐奥尔科夫斯基，1857年9月17日诞生在俄国梁赞州伊诺夫斯克林区一个小林务官的家中。小齐奥尔科夫斯基是个聪明好学、有丰富想像力的孩子。小时候母亲曾送给他一只小小的氢气球。他非常喜欢这个小玩意儿，常常出神地看着这只小气球在空中自由地飞来飞去。他想，要是人也能像这只氢气球一样飘浮在空中，再飘向浩瀚的星空去探索宇宙的秘密，那该多好啊！

“小聋子”醉心“发明”

7岁那年，他上学读书了。他非常热爱学校生活，学习成绩也很好。但10岁时，一场巨大的不幸突然降临到他的头上。他患了严重的猩红热病，并引起并发症，双耳几乎失去了听觉，成了一个半聋子。从此，他听不见老师的讲课，也听不见同学们的交谈。

他不得不离开学校。他没有老师，也没有伙伴，不懂的问题只能靠自己的苦思冥想。他所有的知识几乎全都靠自学获取的。他不断地从父亲的书架取书阅读，读了一本又一本。父亲的书架上有一些自然科学方面的教科书，通俗易懂，阐明了许多科学道理。这些书把齐奥尔科夫斯基领进了一个多姿多彩的科学世界。从此他爱上了科学。

除了读书，齐奥尔科夫斯基一个人不声不响地制作玩具和模型。他照着书中的图样，剪剪裁裁，敲敲打打，动手制作，很快就造出许多有趣的模型和玩具，有风车，有用蒸汽推动的机车、带翅膀的飞行器等等。附近的孩子们都来参观他精心制作的这些小玩意。齐奥尔科夫斯基就动手演示给他们看：风一吹，小风车的叶片就飞快地转动起来，带着小磨子转动，将麦粒磨成面粉。蒸汽机车上装着小锅炉，锅炉里水蒸气不停地往外喷，推动了机车的杠杆，带动车轮不停地转动，蒸汽机车真的跑起来了。孩子们都被迷住了，大人们也认为这个不爱说话的小聋子，将来会有大出息的。齐奥尔科夫斯基通过手工劳动，学会了木工、钳工、车工等许多活儿。这种实际操作技能，对他成年后的科学发明创造具有很重要的意义。

垂髫之后刻苦深造

为了学到更多的知识，他16岁离开家乡到莫斯科求学。可是，只受过两三年小学教育又严重失去听觉的乡下少年，哪个学校也上不了，只能自学。于是，图书馆成了他的学校和课堂。每天早上一开馆，他就带着黑面包和一瓶水，第一个走进图书馆。晚上天黑了，馆内工作人员点亮了煤油灯，他就在灯下埋头苦读。图书管理员费多罗夫是个热心人。费多罗夫了解到这个耳聋的外地孩子是一个人来莫斯科求学时，非常感动。费多罗夫帮助他制订了一个读书计划，为他提供了中学、大学必读的图书。从此，齐奥尔科夫斯基就一头钻进书本的海洋，系统地自学了高等数学、物理学、机械学、天文学等基础课程。尽管许多理论、公式像一只只拦路虎挡在他的面前，但他毫不畏惧，发奋努力地刻苦自学。整整3年，每天从清晨到深夜，除了读书、计算，他就在自己住的小屋里做实验。为了购买实验材料，有时甚至买面包的钱也花掉了，他只能饿着肚子苦读、做实验。终于，他以令人难以想像的坚强毅力，在最短的时间里，把中学、大学的课程全部学完了。

回到家乡以后，齐奥尔科夫斯基制订了系统的自学计划，继续读书深造。这时，他父亲已经退休，家庭生活只靠微薄的养老金，日子过得拮据。他就经父亲介绍去做家庭教师，挣钱补贴家用。尽管他听力很差，但是讲课认真负责，通俗易懂，受到学生和家长的好评。

1878年，他以优异的成绩通过了教师资格考试，取得了教师称号。这位完全靠自觉成才的残疾青年从此有了一份正式的职业。

研究喷气式火箭理论

1879年冬天，22岁的齐奥尔科夫斯基告别了父亲，开始独立谋生。他来到卡卢加州的彼得罗夫斯克的一所公立中学，在那里他教授数学和物理。他在该市和一个勤劳善良的姑娘结了婚。在学校，他尽心尽责地教授学生，他物理实验做得尤其出色，在校很受学生们的欢迎和尊重。他的课余时间，全用在了科学研究和实验上。每天清晨起床，上课前他先要搞几个小时的研究工作，下课后他也是继续搞研究做实验直到深夜。他很少与人交往，他要挤出更多的时间从事科学研究事业。

科学研究的道路是不平坦的。他花了很大的精力搞出的研究成果——气体运动理论的论文，寄到彼得堡后，很快被否定了。因为这项研究别人早已做过，只由于他信息不灵，结果自己白白地浪费了时间和精力。齐奥尔科夫斯基没有气馁，继续钻研自己选定的课题，不久写出了第二篇论文《生物机体力学》。这篇论文得到了著名生物学家谢切诺夫的好评，齐奥尔科夫斯基也因此被选为俄罗斯物理化学协会会员。

当时世界上飞机还没有发明，飞艇刚刚问世，引起人们很大的兴趣。但是飞艇的外壳是胶布做的。在高空飞行时，飞艇内的大量气体迅速膨胀，以致会在高空将外壳撑破，造成严重的事故。齐奥尔科夫斯基决心解决这个问题。他花了两年的时间，设计发明了一种又轻又牢固的全金属飞艇，并写出了《气球的理论和实验》这篇总结性的科学研究报告。他被邀请到莫斯科去报告自己的成果，受到了与会科学家们的热烈称赞。大家鼓励他继续研究下去。

齐奥尔科夫斯基高高兴兴地从莫斯科回了家。不料一场灾难突然降临到他的头上。一天半夜，邻居草棚失火，大火把他们家也烧着了。他所有的手稿、图纸、模型、工具、仪器全部毁之一炬。他多年的心血毁了。在这巨大打击下，他生了一场大病。病愈之后，他又重新振作起来，从头开始，继续研究。终于一个全金属的飞艇模型在他手中诞生了。他把精心制作的飞艇模型和设计手稿的第一部分寄给了大科学家门捷列夫。门捷列夫很重视，立即推荐给俄罗斯技术协会航空部门，希望他们认真研究。可是官僚们对小城市一个中学教员的发明丝毫不感兴趣。他们宁肯花大量的金钱到国外去购买飞艇的技术和材料，也不愿意花时间研究一下他的论文。齐奥尔科夫斯基在这些老爷面前是不可能得到重视和支持的。

但他并没有灰心，没有停止自己的科学研究。

在研究全金属飞艇的外形和飞机机翼的作用力时，他十分谨慎小心地用实验来证明各种数据。他当时所做的许多实验都和风密切相关。然而天然的气流——风是变幻无常、不听人类摆布的。所以他迫切想要制造一台送风机来进行实验。他曾写信和打报告给俄罗斯物理化学协会。请求给予经济资助，协会以“计划太简单”为由拒绝提供科研经费。最后他只得勒紧裤带，从微薄的工资中再省出了一笔钱来制造送风机。他硬是从牙缝里省下钱来，于1897年发明制造成功了送风机——俄国第一座实验风洞。

1903年，齐奥尔科夫斯基发表了一篇极其重要的论文——《用喷气工具探测宇宙空间》。在这里他第一次从理论上论证了用喷气式的火箭进入宇宙的可能性。他设想，火箭在刚开始离开地面时速度并不是很快，在飞行过程中逐渐加速，速度越来越快，最后达到足以飞出地球大气层的速度。他推导出了著名的火箭运动公式——齐奥尔科夫斯基公式：V=Cln mi/mk

公式中V是火箭运动的速度，C是燃烧产物由喷管中流出的速度，mi是火箭起飞前的原始质量，mk是燃料和氧化剂燃烧完后火箭的最终质量。他还首先提出用液体燃料来取代传统的固体燃料。他说用液体燃料能提高火箭的喷气速度，从而提高火箭前进的速度，最终能飞出大气层。他还在论文中画了世界上第一幅液体火箭发动机的构造图。

1915年，他的又一篇宇航论文《星际航行》发表了。经过10多年对宇航理论的不断研究，他的理论进一步得到完善。他预见到将来的火箭如果从宇宙返回地球，将遇到一个大难题——由于火箭返回地球的速度极快，高速回归的火箭与地球大气层摩擦后会产生高温。这种高温足以把火箭化为灰烬。经过长期的思考和研究，他在这篇论文中提出了解决上述难题的对策：利用液态氮来冷却回归地球时火箭的外壳。他的这一理论使火箭返回地球成为可能。

齐奥尔科夫斯基邮票

齐奥尔科夫斯基故居

苏联时期提出多级火箭理论

齐奥尔科夫斯基在航空航天方面的理论研究工作，在沙皇统治时期，一直没有受到重视。他只是凭着科学家的责任感和事业心，一个人默默地孤军奋战。十月革命胜利后，苏维埃政权给予他巨大的支持和鼓励。1920年列宁亲自下令支持齐奥尔科夫斯基的工作。1921年，齐奥尔科夫斯基已经过了花甲之年。为了能在晚年集中精力从事科学研究，他请求解除他的教学职务。他的这一请求立即得到了回复。苏联政府决定“给予航空专家、科学发明家齐奥尔科夫斯基终身抚养金”。从此，他彻底解除了后顾之忧，一心一意地投身于科学研究之中。

1929年，齐奥尔科夫斯基发表了《火箭列车》这篇著名论文。在论文中，他首次提出了多级火箭的思想。这一伟大的思想使人类终于能够凭借液体燃料冲出地球飞向宇宙。在文中他详细介绍了串列多级火箭和并联多级火箭两种设计方案。

以串列式多级火箭为例，火箭发射时先点火发动在地面的第一级火箭，靠着它的动力把前面几级火箭往高空推送，在它的燃料用尽时，便与“火箭列车”自动脱离；与此同时第二级火箭的发动机开始工作，第二级火箭继续推动着前面的火箭，一直到燃料用完再自行脱落。而最前面一级的飞行物最终能被送入太空，进入宇宙遨游。卫星或是飞船可以靠多级火箭逐级把它送入飞行轨道。齐奥尔科夫斯基的多级火箭理论是火箭技术研究中的一个重大突破。今天，世界各国发射的洲际导弹和各种航天器都是用多级火箭发射上去的。

齐奥尔科夫斯基的晚年一直在政府的支持下从事航空航天研究。1931年，苏联成立了喷气推进研究小组。1933年，由齐奥尔科夫斯基设计的第一枚液体燃料火箭在苏联发射成功。这枚火箭的发射成功，为以后的导弹技术和航天事业的发展奠定了坚实的基础。

1935年9月19日，科学家齐奥尔科夫斯基与世长辞了，终年78岁。齐奥尔科夫斯基的一生是为科学事业鞠躬尽瘁的一生。他共写了近600篇论文、科普文章和科幻小说。为了纪念这位先驱，现在莫斯科航空学院和月球上的一个环形山都以“齐奥尔科夫斯基”命名。

▶链接在美国，有一位人称现代“火箭之父”的导弹技术先驱戈达德博士。他根据齐奥尔科夫斯基创建的现代火箭理论，于1923年造出了第一台液体火箭发动机并进行了试验。1926年3月16日，戈达德在美国马萨诸塞州发射了世界上第一枚液体燃料火箭。该火箭达到12.5米的高度，飞行了56.1米远。试验取得了成功。1931年，戈达德使用自动化程序装置发射了一枚火箭。1932年他又首次用陀螺控制的燃气舵操纵火箭的飞行。1935年他试验成功超音速火箭，最大射程达到20公里。齐奥尔科夫斯基、戈达德是名副其实的导弹先驱、火箭先驱。

摘编自解放军出版社出版《呼啸的火花——导弹发明史》