Константин Эдуардович Циолковский


« Я страстно любил читать и читал все, что можно было достать... Любил мечтать и даже платил младшему брату за то, чтобы он выслушивал мои бредни... »

К. Э. Циолковский


Константин Эдуардович Циолковский - выдающийся исследователь, крупнейший ученый в области воздухоплавания, авиации и космонавтики, подлинный новатор в науке, родился 5(17) сентября 1857 года в селе Ижевском Рязанской губернии в семье лесничего Эдуарда Игнатьевича Циолковского. Он рос смышленым, любознательным и впечатлительным ребенком. Уже в эти годы формировался характер будущего ученого - самостоятельный, настойчивый и целеустремленный. "Я думаю, что получил соединение сильной воли отца с талантливостью матери", - писал он впоследствии.....

Семья, надо сказать, была гигантская: у Константина Циолковского имелось десять братьев и две сестры. Заработков отца, служившего по Лесному департаменту, едва хватало на то, чтобы сводить концы с концами. Отец был человеком холодным, сдержанным, резким. С детьми возилась мать, Мария Ивановна Юмашева, милая, веселая женщина, в венах которой бурлил обычный в наших широтах коктейль из русско-татарской крови. Именно мать дала Циолковскому первое, домашнее образование.
Будущий отец космонавтики рос нормальным мальчишкой: носился со сверстниками по округе, плавал, лазил по деревьям, строил шалаши. Исступлённая любовь детства — воздушные змеи, их Циолковский мастерил своими руками. Запустив в небо очередное творение, Циолковский по нитке отправлял в небо «почту» — спичечный коробок с обалдевшим от происходящего тараканом.

В 10-летнем возрасте его постигло большое несчастье - заболел скарлатиной и в результате осложнения почти полностью потерял слух. Выдающиеся способности, склонность сына к самостоятельной работе и изобретательству заставили отца задуматься над его дальнейшим образованием.

В 1871 году отец вынужден был забрать сына из гимназии: глухота не позволяла Циолковскому усваивать программу, а за злые шалости он не вылазил из карцера. Больше Циолковский не учился ни в одном учебном заведении — нигде и никогда. Оказавшись наедине с безмолвным миром и книжными полками, он стал самоучкой — может быть, самым выдающимся в мире. «Лет в 14, — пишет Циолковский в своей автобиографии, — я вздумал почитать арифметику, и мне показалось там всё совершенно ясным и понятным». Ещё через 3 года он — тоже самостоятельно освоил физику, дифференциальное и интегральное исчисление высшую алгебру аналитическую и сферическую геометрию.

Циолковский постоянно мастерил всякую дребедень: игрушки, станки, приборы. Он умудрился соорудить даже крылья, на которых пытался подняться в небо и, разумеется, чуть не свернул себе шею. А ещё он своими руками делал игрушечные локомотивы, причём делал их стальных каркасов для дамских кринолинов, которые в ту пору окончательно вышли из моды и за гроши продавались на рынке.

« Я помню отлично, что, кроме воды и черного хлеба, у меня тогда ничего не было. Каждый три дня я покупал на 9 копеек хлеба. Все же я был счастлив своими идеями и черный хлеб меня нисколько не огорчал. »

Тем временем семья Циолковских (отец постоянно менял места службы, пытаясь прокормить ораву ребятишек) приживается в Вятке. Очевидные, не лезущие ни в какие ворота способности глухого провинциального паренька смущают даже его родных. Наконец 1873 отец решается и отправляет сына в Москву — поступать в техническое училище.

Однако с поступлением ничего не вышло — то ли снова помешала глухота, то ли Циолковский просто не хотел отвлекаться от самостоятельных занятий. Факт, что он проживал в Москве 2 года, целыми днями просиживая в читальном зале. Отец присылал сыну 10-15 рублей в месяц, которые Циолковский практически полностью тратил на покупку реактивов и материалов для опытов. Он не стригся («Некогда было»), ходил в драном платье, очевидно, голодал — но именно в эти годы задумал всё то, что в последствии станет основным смыслом его жизни, а заодно опередит современную науку на десятки, а то и сотни лет. Космические ракеты, преодоление силы тяжести и освоение космоса — вот чем бредил семнадцатилетний мальчишка, гуляя по ночным московским улочкам.

После возвращения из Москвы осенью 1879 года Константин Эдуардович экстерном сдал экзамен в Рязанской гимназии на звание учителя уездных училищ и спустя три месяца получил назначение в небольшой городок Боровск Калужской губернии. Циолковский, чтобы хоть как подработать начал давать частные уроки и неожиданно обнаружил в себе ещё и недюжинные педагогические способности. В течение 12 лет Циолковский жил и работал в Боровске, преподавая арифметику и геометрию. Тогда же, в 1880 году, он окончательно решил посвятить всё своё свободное время науке. Специально для этого женился. Женился он на Варваре Евграфовне Соколовой - дочери боровского священника, у которого Циолковский снимал комнату. Варвара была страшненькой бесприданницей, которая ровным счетом ничего не понимала в космических пространствах и цельнометаллических монопланах. но зато она стала Циолковскому верной подругой, прожила с ним долгую. нищую и непростую жизнь. безропотно смиряясь со странностями своего великого мужа и вынося бесконечные насмешки окружающих.Она безоговорочно приняла суровые условия мужа: никаких гостей в доме, никаких родственников и посиделок, ни малейшего шума и суеты, которые могли бы помешать его занятиям. Циолковский даже поселил жену в отдельной комнате, через сенцы от своей, чтобы не отвлекать понапрасну на супружеский долг. Однако сенцы оказались преодолимым препятствием: через год после свадьбы родилась дочка, а следом — шестеро детей.

Детей — своих собственных — он не любил. Дома все ходили по струнке, боясь даже пикнуть. Несмотря на глухоту, Циолковский не выносил никакого шума, поэтому дети не смели лишний раз шелохнуться. При этом, что удивительно, школьников Циолковский обожал, учителем был отличным и часами терпеливо возился с чужими ребятишками, пока его собственные дети сидели дома затюканные и в обносках.

По поводу обносок — никаких шуток. Семья Циолковского всегда жила в жесточайшей нужде, при том что школьный учитель зарабатывал около 100 рублей в месяц (для сравнения: рабочий самой высокой квалификации получал тогда в месяц 12 рублей). Однако большая часть зарплаты уходила на опыты и модели. Будем откровенны: Циолковский прекрасно понимал, что он гений, гордился этим и на науку и собственные потребности средств не жалел. Он заказывал по почте детали и реактивы, строил недешёвые модели, издавал за своё счёт рукописи и купил — ещё до революции — один из первых в стране фотоаппаратов (примерно тоже самое, что сейчас завести себе собственный поезд в метро). Да что там! Циолковский без звука отвалил 50 рублей за велосипед на котором совершал длительные прогулки, чтобы поправить пошатнувшееся здоровье. Циолковский делал для себя слуховые трубы, называя их «Слухачами». По сути «слухач» — это обычная воронка. Узкую часть Циолковский прикладывал к уху, а широкую направлял на собеседника. Чем хуже слух становился с возрастом, тем больше по размеру слухачи приходилось делать. В Доме-музее Циолковского в Калуге можно и сейчас подержать в руках последний «слухач» Циолковского — едва ли не полутораметровый и невероятно тяжелый и неудобный.



Со здоровьем и правда было не очень. Преподавание отнимало много времени и еще больше сил. Чтобы успевать заниматься исследованиями, Циолковский вставал затемно и далеко заполночь ложился. Все в доме подчинялось строгому распорядку. Впервые Циолковский задумался о том, что не все его порядки пошли на пользу семье в 1902 году, когда один из его сыновей покончил с собой. Спустя несколько лет так же ушел из жизни второй сын. Но изменить сложившийся порядок вещей Циолковский уже не мог. Семья всю жизнь была для него несносной обузой. Варенька, состарившаяся, некрасивая, считала медяки и терпела. Молча. Вряд ли она понимала, что Циолковский — гений. Но он был ее мужем.

В 1892 году Циолковского переводят в Калугу — снова в уездное, то есть в начальное училище. Но в Калуге на талантливого учителя с научными трудами и отличными рекомендациями быстро обратили внимание: он получил предложение стать преподавателем физики и математики в епархиальном училище. Там Циолковский проработал 20 лет и, по его собственным слова, был этим горд и счастлив. Учительствуя, Константин Эдуардович начал заниматься научной работой. Уже в 1883 году он написал работу "Свободное пространство", в которой сделал важный вывод о возможности использования реактивного движения для перемещения в мировом пространстве. Почти всю жизнь Циолковский много занимался вопросами воздухоплавания.

Циолковский наизобретал и напредсказал грандиозную кучу вещей в самых разных областях человеческих знаний. Большая часть его предсказаний до сих пор выглядит научной фантастикой. Впрочем, именно с трудов Циолковского научная фантастика превратилась в научный прогноз. Юрий Гагарин, вернувшись из космоса, сказал: «Обо всём этом я уже читал у Циолковского». Кстати, никаких шуток: совпадает всё, вплоть до подробнейшего описания выхода космонавтов в открытый космос.

В 1894 году Циолковский обосновал (с чертежами и техническими выкладками) идею постройки цельнометаллического моноплана со свободнонесущим крылом. Учёные всего мира в ту пору бились над созданием летательных аппаратов с машущими крыльями. Аэроплан Циолковского похож на застывшую парящую птицу с толстыми изогнутыми и неподвижными крыльями. К тому же изобретатель подчёркивает, что для получения больших скоростей необходимо улучшить обтекаемость аэроплана.
В 1883 году Циолковский — снова впервые в мире! — пишет о том, что космос будут покорять ракетами. К 1896 году он создаёт стойкую теорию реактивного движения. Его работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» стала основой современной космонавтики и ракетостроения. Циолковский решает практическую задачу прямолинейного движения ракеты, разрабатывает теорию многоступенчатых ракет и теорию движения тел переменной массы, описывает способы посадки космического корабля на поверхности планет, лишенных атмосферы, а заодно определяет вторую космическую скорость.

« Со сверстниками и в обществе я часто попадался впросаки, конечно, был смешон со своей глухостью. Оскорбленное самолюбие искало удовлетворения. Явилось желание подвигов, отличий, и в 11 лет я начал с писания нелепейших стихов. »

10 мая 1897 года калужский затворник вывел формулу, которая установила зависимость между скоростью ракеты и ее массой. Формула Циолковского легла в основу современного ракетостроения. Он первым заговорил о ракете как об искусственном спутнике земли, о возможности создания околоземных станций, которые станут для человечества промежуточными базами во время освоения космоса. Циолковский разработал даже способ выращивания растений на ракетах, которые должны были доставлять космонавтов в другие галактики. О его практических разработках говорить страшно: тут всё, начиная с графитовых газовых рулей для управления ракетой и заканчивая окислителями для ракетного топлива.
Но самое главное — Циолковский был всерьез уверен, что со временем человечество расселится по всему космосу. И не просто расселится — принципиально изменит свою сущность. Эволюция, по его разумению, должна была пойти по пути духовного совершенствования, а конечной точкой станет превращение каждого индивида в некий светящийся духовный шар. Теперь напряжём воображение: конец XIX — начало XX века, самая окраина Калуги, по заросшим травой улицам ходят куры, гуси, козы. Сюда даже извозчики не едут, потому что слишком крутая гора. И за столом на чердаке сидит человек, который пишет: «Мы живём больше жизнью космоса, чем жизнью Земли». Не мудрено, что его считали совершенно сумасшедшим.

Циолковский много и с удовольствием писал и рассуждал о будущем переустройстве человечества. Собственно, Циолковского и в космос-то тянуло потому, что космос, по его разумению, — это такое царство гармонии и справедливости, в котором все живое, включая атомы, жандармов и старых дев, просто вынуждено стать разумным и добрым. Каждая молекула, каждая планета, каждый кварк (которых тогда еще не открыли) — все это будет полно жизни, света и доброй воли. Если, конечно, вовремя полетит в космос. Впрочем, чтобы в этот самый космос попасть, одних ракет недостаточно. Сперва надо разобраться со всеми проблемами на Земле. И тут Циолковский размахнулся так, что прямо страшно. Отдельное правительство для женщин, отдельное — для мужчин (чтоб, значит, не отвлекались на половое влечение). Отдельные выборы по половому признаку, отдельное принятие решений — по половому признаку же. Поселки для гениев и поселения для обычных граждан. Гениям размножаться можно, остальным — нет. Нет, сексом негениям заниматься можно хоть до упаду, а вот детишек рожать доверено только самым умным. Все это, включая общественно полезные работы по часам и размышления о тщете всего сущего в свободное время, должно было привести человечество сначала в космос, а потом и на высшую ступень эволюционного развития. То бишь мы должны превратиться в пресловутый сияющий шар. И расселиться по всей Вселенной. Вот так.

Революцию и гражданскую войну Циолковский, скорее всего, не заметил бы, но дядьку странного вида в дурацких очках сцапали на улице бдительные чекисты (раз борода и очки — точно эсер). И быстро отвезли в Москву на Лубянку. «Вы хоть понимаете, с кем говорите? — спросил он следователя, озверевшего от бессонницы, спирта и кокаина. — Человечество вряд ли будет способно понять меня через 300 лет, а я трачу время на вашу ерунду!» Циолковского, вопреки революционной логике, не просто выпустили — окружили заботой.
Советская власть выписала учёному пенсию (полмиллиона рублей по номиналу 1921 года) и всячески ласкала. Словосочетание «реактивные двигатели» уже не казалось никому дурацким или смешным. СССР рвался в небо и космос — строить коммунизм. Циолковского возвели в ранг сокровища нации. Молодой Королёв и стая начинающих учёных только что не молились великому старику. Впрочем, дирижабль — мечту всей жизни ему построить так и не дали. Взамен Родина увеличила учёному пенсион и подарила просторный дом на улице, которой немедля дали имя Циолковского.

« Я сделал огромный воздушный шар из бумаги. Внизу приспособил сетку из тонкой проволоки, на которую клал несколько горящих лучинок. Однажды шар мой умчался в город, роняя искры. Попал на крышу сапожнику. Сапожник заарестовал шар. »

Калужане смекнули, что глухой придурок, над которым они потешались двадцать лет и впрямь, видно, важная шишка! К сожалению, Циолковский был уже не молод. Рак желудка у него обнаружили слишком поздно. Прилетевший из Москвы консилиум провёл получасовую операцию под местным наркозом. Фактически врачи разрезали Циолковскому живот и с сожалением развели руками. Это был приговор.
Циолковского похоронили в одном из самых любимых его мест — в городском парке. 24 ноября 1936 года над могилой возвели обелиск. Один их правнуков, Сергей Собуров, работает в звёздном городке, обеспечивает связь космонавтов с Землёй. В отряд космонавтов его не взяли — слишком большая конкуренция. Но Сабуров рассчитывает, что кто — нибудь из потомков Циолковского непременно полетит в космос. Пусть даже в виде светящегося шара.

***

Подробнее :

Его первая научная работа по воздухоплаванию "Аэростат металлический, управляемый" увидела свет в 1892 году. В этом же году в связи с переводом Константина Эдуардовича в Калужское уездное училище семья Циолковских переехала в Калугу. Цеппелины фон Цеппелина были дирижаблями с металлическим каркасом. Циолковский обставил графа не только по времени, но и по конструкции. Его аэростат был задуман цельнометаллическим, без всякого каркаса. Дирижабль обеспечивали необходимой жесткостью давление газа и оболочка из гофрированного металла. Забавно, что метод гофрирования Циолковский разработал, получив в подарок машинку, которая плиссировала дамские воротнички. Еще забавнее, что в авиации этот метод начали применять только через 30 лет. И совсем уже удивительно, что, возясь со своим дирижаблем, Циолковский мимоходом разработал технологические методы сварки тонких листов металла, конструкции газопроницаемых шарнирных соединений и метод гидростатического испытания на прочность оболочки дирижабля. Все это применяется в авиации и кораблестроении до сих пор.



Здесь стоит подробнее рассмотреть историю вопроса….

В мае, 15-го числа 1915 года, небо над Лондоном стало тёмным. Армада гигантских немецких дирижаблей — цеппелинов — накрыла город и разбомбила лондонский портовый район Ист-Энд. Это была первая в истории человечества воздушная атака.
Несмотря на то что бомбы, сброшенные с неуклюжих «небесных сигар», сумели разрушить всего лишь пару зданий да отправить к праотцам только семь зазевавшихся портовых рабочих, никто в Англии больше не мог спать спокойно. Небо первой мировой войны ненадолго, но очень убедительно стало Германским. Графа Фердинанда фон Цеппелина — изобретателя воздушных чудовищ — в Берлине чествовали как олимпийского бога. А слова «цеппелин» и «дирижабль» навсегда стали синонимами. И до сих пор почти никто не знает, что настоящим отцом металлических дирижаблей был провинциальный и практически глухой учитель математики из дореволюционной Калуги — Константин Эдуардович Циолковский.

Зачем дирижаблю воротничок?

В 1887 году Циолковский ненадолго приезжает из Калуги в Москву, чтобы выступить в Обществе естествоиспытателей с научным докладом о возможности создания большого цельнометаллического дирижабля (к слову сказать, работу над аэростатом он начал ещё в 1885 году). Циолковскому всего 30 лет, и он под завязку набит идеями, которые мирным калужским обитателям кажутся безумными. Впрочем, не только они выразительно вертят пальцем у виска, заслышав рассуждения о том, что в небо можно запросто поднять здоровенькую штуковину из металла. И не просто поднять, а сделать её управляемой! Учёные мужи тоже выслушали чокнутого провинциала с кислыми улыбками, и… не выделили денег даже на постройку модели. Мол, всё вы конечно, правильно придумали, батенька Константин Эдуардович, но возвращайтесь — ка лучше в родную Калугу и продолжайте учить детишек таблице умножения.
Но Циолковский и не думал сдаваться. Это был не первый и не последний пинок, который он получил от судьбы, так что иммунитет к неудачам у него был отменный. За несколько лет до этого он, например, самостоятельно разработал кинетическую теорию газов, понятия не имея, что 24 года назад эта самая теория была открыта и доведена до ума другими учёными. Удар был, конечно, страшным, но несмотря на то, что открытие изрядно запоздало, Циолковского избрали членом физико — химического общества. На его рукопись обратили внимание физиолог Сечено и химик Менделеев. Именно к Менделееву и обратился Циолковский с просьбой хоть как –то пристроить цельнометаллический дирижабль.
В 1890 году Менделеев передал чертежи молодого калужского изобретателя в VII воздухоплавательный отдел Русского технического общества. Надо сказать, что там заседали не только учёные, но и военные, которым сам бог велел заинтересоваться перспективным проектом. Но, увы, Циолковского подняли на смех и отказали с формулировкой: «Аэростат должен навсегда силой вещей остаться игрушкою ветров». Циолковский не сломался и на этот раз: он опубликовал несколько работ о дирижаблестроении и даже книгу «Аэростат металлический, управляемый». Всё напрасно.
В 1895 году, через 10 лет после Циолковского в Германии военные и правительство бурно поддержали разработки немецкого офицера графа Фердинанда фон Цеппелина и начали масштабные работы по созданию управляемого металлического дирижабля. Впечатлённый Кайзер назвал Цеппелина «самым выдающимся немцем XX столетия». О том, что впервые идею создания такого аэростата высказал Циолковский, никто и не вспомнил. В том числе и сам Цеппелин.



В 1903 году в журнале "Научное обозрение" № 5 появилась первая статья К. Э. Циолковского по ракетной технике "Исследование мировых пространств реактивными приборами". В этом труде ученый впервые для реального осуществления космического полета предложил проект жидкостной ракеты, обосновал теорию ее полета. Первая часть статьи "Исследование мировых пространств реактивными приборами" прошла незамеченной для широких научных кругов. Вторая часть, опубликованная в журнале "Вестник воздухоплавания", увидела свет в 1911-1912 годах и вызвала большой резонанс.
Известные популяризаторы науки и техники В.В.Рюмин, Я.И.Перельман и Н.А.Рынин занялись распространением космических идей Циолковского, стали со временем его настоящими друзьями. Большую помощь оказывали ученому и многочисленные калужские друзья: В.И.Ассонов, П.П.Каннинг, С.Е.Еремеев, а позднее А.Л.Чижевский и С.В.Щербаков. В 1914 году Константин Эдуардович издал отдельной брошюрой "Дополнение к "Исследованию мировых пространств реактивными приборами". Научная деятельность занимала все свободное время К.Э.Циолковского, но основной в течение многих лет все же была учительская работа. Его уроки вызывали у учащихся интерес, давали им практические навыки, знания. Только лишь в ноябре 1921 года в возрасте 64 лет Константин Эдуардович оставил педагогическую работу.
После признания советской властью, ученый с новыми силами взялся за работу, он по-прежнему много внимания уделял научной работе, пропаганде научных знаний, вел большую общественную работу. Встречался с рабочими, учеными, колхозниками, часто выступал перед молодежью, был консультантом научно-фантастического фильма "Космический рейс".

Работы по авиации

Работы К.Э.Циолковского по авиации занимают значительное место в научном творчестве ученого. Первый в мире самолет, на котором была установлена паровая машина, был построен в России Александром Федоровичем Можайским в 1881 году. Затем к созданию самолетов приступил целый ряд энтузиастов в России, Франции, США, Англии и других странах.
Уже в первые десятилетия XX века были созданы самолеты, способные летать благодаря мощности собственного мотора и выполнять полет в течение минут, а затем и часов. К.Э.Циолковский внимательно следил за достижениями авиаконструкторов и летчиков. Совершенствование двигателей внутреннего сгорания сделало возможным создание легкого и достаточно мощного авиационного двигателя. Первыми поставили на самолет двигатель внутреннего сгорания американские механики братья Райт. Первый полет был совершен ими в 1903 году.
Циолковский в 1894 году опубликовал свой труд "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина". Знаменательно не только то, что Циолковский предложил схему моноплана со свободнонесущими крыльями, близкую современной, но и то, что он подробно ее исследовал, проанализировал как с точки зрения прочности конструкции, так и с точки зрения аэродинамики.
В изданной в 1929 году работе "Новый аэроплан" Циолковский дал описание конструкции самолета, состоящей из нескольких веретенообразных полых тел, образующих крыло. В этой, как и в последующих работах по авиации, Циолковский обосновал неизбежность замены поршневых двигателей с воздушным винтом реактивными двигателями. В работе "Реактивный аэроплан" (1930г.) он дал критическое сравнение самолетов поршневых с реактивными самолетами и доказал возможность создания реактивного самолета с неизмеримо большими скоростями. Схема и расчет стратосферного самолета с двигателем, который мы сейчас относим к воздушно-реактивным, даны ученым в работе "Стратоплан полуреактивный" (1932г.). "За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных или аэропланов стратосферы", - писал он. Проблеме создания двигателя и высококалорийного горючего для реактивного самолета посвящен целый ряд работ Циолковского: "Реактивный двигатель" (1929г.), "Как увеличить энергию взрывных тепловых двигателей" (1931г.) и "Сжиматель газа" (1931г.). Профессор В.А.Семенов, исследователь трудов К.Э.Циолковского в области авиации, писал "В своих трудах К.Э.Циолковский на основе развитой научной интуиции и чисто теоретических соображений предвидел конкретные формы на обозримом пути развития авиации".

Работы по аэродинамике

К.Э.Циолковский начал заниматься вопросами аэродинамики с середины 80-х годов XIX века, когда методы экспериментального исследования были несовершенны. Работы Циолковского по теоретической и экспериментальной аэродинамике были, несомненно, обусловлены необходимостью дать более точное понимание подъемной силы и лобового сопротивления и, следовательно, более строго обосновать аэродинамические расчеты дирижабля и аэроплана. 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.
Цикл экспериментов, проведенных ученым в аэродинамической трубе, дал огромный исследовательский материал, обработка которого позволила выявить важнейшие закономерности в аэродинамике дозвуковых скоростей. 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.
Еще в конце XIX века К.Э.Циолковский писал: "Я мечтаю о построении обсерватории по сопротивлению воздуха...В ней было бы удобно хранить модели и производить опыты неопределенное число лет, потому что дело это великое, чрезвычайно великое, как океан". (Центральный аэрогидродинамический институт - ЦАГИ - был создан в 1918 году, в настоящее время является одним из крупнейших в мире центров аэрогидродинамических исследований.) Исследователь творчества К.Э.Циолковского А.А.Космодемьянский писал: "С горечью приходится отмечать, что большинство результатов по экспериментальной аэродинамике не было опубликовано в дореволюционной России, поэтому многие его выводы о законах сопротивления воздуха были повторены в XX веке другими исследователями".

Работы по воздухоплаванию

К.Э.Циолковский проблеме воздухоплавания посвятил более 50 трудов. "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", - писал ученый в своей работе "Простое учение о воздушном корабле и его построении". 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" и в 1887 году в Москве на заседании физического отделения Общества любителей естествознания сделал доклад о результатах своих исследований. 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. Ученый вводил простейшую систему изменения объема несущего газа как для выдерживания заданной высоты полета при различных температурах, так и для совершения маневров. При этом дирижабль Циолковского не нуждался в балласте. Система блоков и тросов внутри оболочки обеспечивала изменения ее объема в зависимости от высоты полета дирижабля, его горизонтальную устойчивость.
В 1890 году он послал свою статью "О возможности построения металлического аэростата" вместе с бумажной моделью в Русское физико-химическое общество Д.И.Менделееву, который переслал ее со своим отзывом в VII (воздухоплавательный) отдел Русского технического общества. Работа ученого была рассмотрена и одобрена, но никакой практической поддержки ему оказано не было. Несмотря на это, Циолковский продолжал упорно работать. Он публиковал свои работы, строил модели, проводил эксперименты. В 1914 году выезжал в Петербург на III съезд воздухоплавания, где был заслушан его доклад о цельнометаллическом дирижабле.
Проект воздушного корабля Циолковский дал еще в 1892 году в работе "Аэростат металлический, управляемый". 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. Все это составляет научную и практическую ценность теоретических работ Циолковского по дирижаблям. Циолковский пытался заинтересовать идеями управляемого аэростата зарубежных ученых. 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.
Однако ему не удалось осуществить мечты о создании дирижабля. Попытка построить дирижабль Циолковского в 1931 году на комбинате "Дирижаблестрой" не увенчалась успехом, главным образом из-за низкого по тому времени технологического уровня. Но постройка и испытание модели дирижабля объемом 1000 кубических метров убедили инженеров в справедливости основных теоретических положений ученого о преимуществах его цельнометаллического дирижабля. В наше время жизнь выдвигает новые задачи перед воздушным транспортом. Этим и объясняется все возрастающий интерес, который проявляют к воздухоплавательному транспорту специалисты разных стран.

Работы по космонавтике

Основное место в научном творчестве Циолковского занимают вопросы ракетодинамики и космонавтики. Наиболее ранние записи 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" он  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.  Был первым в истории науки, кто строго сформулировал и исследовал прямолинейное движение ракет как тел переменной массы. В архиве Российской Академии наук сохранился листок, датированный 10 мая 1897 года, на котором была дана формула, устанавливающая зависимость между скоростью ракеты в любой момент времени, скоростью истечения газа из сопла двигателя, массой ракеты и массой израсходованных взрывчатых веществ: 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. Это знаменитая Формула Циолковского. 
Открытие Циолковского указало основные пути совершенствования ракет: повышение скорости истечения газа и увеличения относительного запаса горючего. Вторая часть труда "Исследование мировых пространств реактивными приборами" была опубликована в 1911-1912гг. в журнале "Вестник воздухоплавания". В 1914 году вышло дополнение к первой и второй части труда того же названия отдельной брошюрой в издании автора.
В 1926 году работа "Исследование мировых пространств реактивными приборами" была переиздана с некоторыми дополнениями и изменениями. Особенностью творческого метода ученого было единство научно-теоретического исследования и анализ и разработка возможных путей их практического осуществления. Он научно обосновал проблемы, связанные с ракетным космическим полетом. Детально рассмотрел все, 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.
Циолковский не ограничился тем, что указал на средство проникновения человека в космос — ракету, но и дал подробное описание двигателя. Пророческими оказались его 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. Думал он и о возможности использования других видов топлива, в частности, энергии распада атомов. Мысль об этом он высказал в 1911 году. В том же году выдвинул идею создания электрореактивных двигателей, указав, что "может быть с помощью электричества можно будет со временем придавать громадную скорость выбрасываемым из реактивного прибора частицам".
Ученый рассмотрел многие конкретные вопросы, касающиеся устройства космического корабля. 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". Особенно большое значение придавал ученый проблеме создания межпланетных станций. В решении этой задачи он видел возможность осуществления давней мечты о завоевании человеком околосолнечного пространства, создания в будущем "эфирных поселений". Проще говоря наметил грандиозный план завоевания мировых пространств, который в настоящее время успешно осуществляется.

Перу Циолковского принадлежит много научно-фантастических произведений: "Вне Земли", "На Луне", "Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения" и другие, которые являются прекрасным образцом научно-фантастической литературы. В них глубоко научно излагаются основные положения науки о звездоплавании, принципиальные основы устройства средств ракетной техники, подчеркивается значение для людей освоения просторов Вселенной. В повести "Вне Земли" красной нитью проходит идея интернационализма (ни много ни мало !)) в космических исследованиях. Его работы по ракетодинамике и теории межпланетных сообщений были первыми строго научными изысканиями в мировой научно-технической литературе.

Философские сочинения К.Э.Циолковского

Циолковским написано 181 произведение философского характера (эта цифра составляет 33,1% от общего числа работ "калужского мыслителя"). По жанру эти произведения могут быть классифицированы как книги, статьи и заметки (134), ответы на вопросы читателей и корреспондентов (25), отчеты о проделанной работе (2), обзоры, перечни написанных и опубликованных трудов (19), интервью (1). Кроме того в личном архиве Циолковского сохранилось 112 подготовительных материалов к философским произведениям - выписок, планов, заметок, набросков (32,6% от общего числа дошедших до нас "творческих заготовок" основоположника космонавтики).
Философские тексты Циолковского существуют в виде рукописей и публикаций. Их крайние даты май 1887г. - май 1935г. Характерно, что подавляющее число философских произведений (172 из 181) и подготовительных материалов (110 из 112) относятся к последним двум десятилетиям жизни и творчества Циолковского. Хотя цифра, характеризующая объем философских сочинений мыслителя, внушительна, они далеко не равнозначны с точки зрения подготовленности к вынесению их на суд читательской аудитории. Пожалуй, большинство из них остались не доведенными до такой степени "зрелости" текста, которая позволяет автору ввести свой труд в широкий культурный оборот. Сам Циолковский опубликовал только 35 (из 181) философских произведений. Изучение степени завершенности его философских текстов показывает, что эта цифра ненамного возросла бы, даже имей он самые благоприятные финансовые и идеологические условия для их издания. Хотя познавательный и исследовательский интерес представляют, естественно, все философские тексты Циолковского, среди них выделяется несколько этапных произведений, наиболее полно и четко отразивших взгляды и убеждения ученого. 
К ним относятся: - статьи "Научные основания религии" (1898г.), "Нирвана" (1924г.), "Бог милосерд" (1915г.), "Горе и гений" (1916г.), "Наука и вера" (1917г.); - цикл "Мысли о лучшем общественном устройстве", включивший сочинения "Этика или естественные основы нравственности" (1903-1918-1928гг.), "Идеальный строй жизни" (1917г.), "Приключения атома" (1917-1918гг.), "Общественный строй" (1917-1918гг.), "Свойства человека" (1917-1918гг.), "Богатства Вселенной" (1919-1920гг.); - цикл "Евангельских преданий" (1918-1926гг.); - статьи и заметки "Монизм Вселенной" (1925г., 1931г.), "Причина космоса" (1925г.), "Двигатели прогресса" (1927-1928гг.), "Ум и страсти" (1928г.), "Любовь к самому себе или истинное себялюбие" (1928г.), "Воля Вселенной" (1928г.), "Неизвестные разумные силы" (1928г.), "Общественная организация человечества" (1928г.), "Научная этика" (1930г.), "Монистический материализм" (1931г.), "Есть ли бог" (1925г., 1931-1932гг.), "Ничего нет (Мысли безбожника)" (1932г.), "Космическая философия" (1935г.).

Философские сочинения Циолковского несут на себе отпечаток влияния на его мировоззрение многих и зачастую самых противоречивых систем. Не случайно, Циолковский неоднократно замечал: "Все, что я пишу, конечно, навеяно чтением книг и работами других авторов... Что это так, видно из того, что я готов отречься от приоритета всего, что сообщаю...". Совокупность идей, гипотез, тезисов, составивших содержание его философских сочинений, Циолковский назвал "Космической философией". Ее центральным элементом стало смоделированное с помощью научных методов учение о смысле жизни и постижении его в процессе реализации нравственной практики. Иными словами, ядром „Космической философии", по утверждению самого Циолковского, является этика.