Микола Кибальчич спроєктував реактивний літак

На початку 1880-х років людина ще не мала літака, а про пілотований ракетний політ можна було говорити хіба що як про сміливу фантазію. До першого польоту братів Райт залишалося 22 роки, а до появи фундаментальних теоретичних праць про космічний політ ще більш як два десятиліття. Саме в цей час, 23 березня 1881 року, 27-річний уродженець Чернігівщини Микола Кибальчич завершив рукопис, у якому запропонував пілотований літальний апарат із реактивною тягою.

Це не було готовим кресленням ракети у сучасному розумінні. Але Кибальчич детально розібрав принцип роботи реактивного двигуна, спосіб безперервної подачі палива, вертикальний зліт, керування напрямком руху, зависання та посадку. Його рукопис став однією з найраніших відомих інженерних пропозицій пілотованого ракетного апарата.

Микола Кибальчич: дитинство, освіта та шлях до підпілля

Микола Кибальчич народився 31 жовтня 1853 року в Коропі Чернігівської губернії в родині священника. Спочатку він навчався у Новгород-Сіверській гімназії, де виявив здібності до точних наук, а 1871 року вступив до Петербурзького інституту інженерів шляхів сполучення. Через два роки перейшов до медико-хірургічної академії.

У середині 1870-х років Кибальчич долучився до народницького руху. 1875 року його заарештували. Частину ув’язнення він провів у Лук’янівській тюрмі Києва. Після звільнення Кибальчич приєднався до революційного підпілля, а згодом став одним із технічних фахівців “Народної волі”.

Спеціалізацією Кибальчича стали вибухові речовини. Микола Кибальчич організував лабораторію, де виготовляли вибухові пристрої, і брав участь у підготовці замахів на Олександра II. Саме його діяльність як фахівця з вибухових речовин зрештою призвела до справи “першомартовців” — учасників замаху 1 березня 1881 року за старим стилем. 17 березня Кибальчича заарештували знову. Під час слідства він уже думав про зовсім іншу проблему, а саме як використати реактивну тягу для польоту людини.

Проєкт Миколи Кибальчича у в’язниці

Микола Кибальчич працював над проєктом під час перебування під вартою в різних тюремних установах. За історичною реконструкцією, 17–20 березня він перебував в окремій камері секретного відділення Петербурзького градоначальства, 20–24 березня — у тюрмі Департаменту поліції, де й працював над “Проєктом повітроплавального приладу”. 24 березня його перевели до Дому попереднього ув’язнення.

Сам рукопис датований 23 березня 1881 року. У вступі Микола Кибальчич пояснює, навіщо взагалі взявся за нього в останні дні життя. Він просить учених серйозно розглянути ідею і, якщо вона виявиться здійсненною, продовжити роботу над нею після його смерті.

При цьому він не видає задум за готову технологію. Він пропонує майбутнім експертам визначити співвідношення між розмірами двигуна, товщиною порохових зарядів та масою апарата. Остаточну відповідь, пише він, може дати лише експеримент.

Як працював реактивний апарат Миколи Кибальчича

Основою конструкції Кибальчич зробив платформу, на якій мав стояти пілот. У центрі над нею розташовувався циліндричний двигун із соплом у нижній частині. Джерелом тяги мав бути не звичайний вибух, а пресований порох, який горів поступово.

Микола Кибальчич звернув увагу на відому властивість ракетного пороху: якщо сформувати його у вигляді циліндричного заряду і забезпечити контрольоване горіння, гази утворюватимуть тягу протягом певного часу, а не одномоментний вибух.

Кибальчичу потрібен був не снаряд, який один раз відштовхнувся від газів і полетів балістичною траєкторією, а двигун, який можна було б використовувати для керованого польоту. Для цього він запропонував систему послідовних “порохових свічок” — циліндричних зарядів пресованого пороху. Коли один заряд згорав, автоматичний механізм мав встановлювати на його місце наступний. Автор навіть пропонував використати для цього механізм, подібний до годинникового, щоб заміна відбувалася без перерви в горінні.

Як Микола Кибальчич планував регулювати тягу ракетного двигуна

Сьогодні це легко назвати програмованою подачею палива, хоча сам Микола Кибальчич такого терміна, звичайно, не використовував. Ідея полягала в тому, щоб змінювати інтенсивність тяги коштом товщини порохових зарядів та їхньої подачі.

На старті двигун мав працювати вертикально. Якщо тиск газів перевищував вагу платформи, двигуна і пілота, апарат піднімався. Щоб зависнути на певній висоті, Кибальчич пропонував використовувати тонші заряди, які створювали б тягу, приблизно рівну вазі конструкції.

Для горизонтального руху Кибальчич розглядав два варіанти. Перший — встановити окремий горизонтальний циліндр, який створював би тягу в потрібному напрямку. Другий, який автор вважав цікавішим і хотів використати один двигун, здатний нахилятися.

Зміна кута нахилу камери мала одночасно змінювати вертикальну та горизонтальну складові тяги. Частина сили утримувала апарат у повітрі, інша штовхала його вперед. Щоб змінювати напрямок польоту, двигун мав ще й повертатися навколо осі, описуючи своєрідний конус.

Микола Кибальчич розглядав також стійкість апарата, розташування центру ваги та можливість використання додаткових стабілізаторів — “крил і тому подібних” регуляторів. Для посадки він пропонував поступово зменшувати розмір порохових зарядів, щоб тяга падала і апарат повільно опускався.

Тобто на кількох сторінках рукопису з’являється фактично ціла система: тяговий двигун, регулювання потужності, автоматична подача палива, зміна напрямку тяги, стабілізація, зависання і контрольоване зниження. Саме ця комплексність і робить проєкт історично важливим.

Реактивний апарат Кибальчича: наскільки він випередив час

Ракетний принцип був відомий задовго до Миколи Кибальчича, а в XIX столітті існували й інші проєкти літальних апаратів, у яких пропонувалося використовувати реактивну силу. Але точно можна сказати, що його проєкт був першою зафіксованою пропозицією такого роду, адже він був ранньою документованою концепцією пілотованого реактивного апарата.

Тут важлива різниця між Кибальчичем та Ціолковським, адже у 1903 році останній опублікував працю, яку вважають фундаментальною для теоретичної космонавтики. Там уже були математичні розрахунки, що дозволяли говорити про ракетний політ як про фізично обґрунтовану задачу.

Але Микола Кибальчич працював на два десятиліття раніше, і хоча його рукопис не був завершеною математичною теорією, у 1881 році він вперше запропонував детально опрацьовану схему пілотованого реактивного апарата, задовго до формування сучасної теорії ракетного польоту.

Чому проєкт Миколи Кибальчича 37 років пролежав в архіві

Найбільшою перешкодою для проєкту стала не техніка. Микола Кибальчич передав рукопис через свого захисника і просив дати його на розгляд фахівцям. Він навіть заявив про свій проєкт під час судового процесу, наголошуючи, що не матиме можливості стежити за його подальшою долею. Але чиновники вирішили не передавати документ ученим.

На самому рукописі залишилася резолюція директора Департаменту поліції, щоб долучити матеріал до справи 1 березня, а його розгляд ученими визнати несвоєчасним, оскільки це могло спричинити “неуместные толки” (формулювання оригіналу).

Після страти Кибальчича рукопис опинився в поліцейському архіві. Його автор уже не міг нічого пояснити, виправити чи продовжити розрахунки. Саме тому сьогодні ми маємо справу не з реалізованим винаходом, а з документом, який показує, наскільки далеко могла зайти інженерна думка у той час.

Широка публіка дізналася про проєкт лише після революції 1917 року. У 1918 році рукопис опублікували: від моменту його створення минуло близько 37 років. За цей час світ уже встиг зробити перші кроки до авіації, а ідея Кибальчича майже чотири десятиліття пролежала серед матеріалів кримінальної справи.

Кратер на Місяці та спадщина Миколи Кибальчича

Микола Кибальчич прожив лише 27 років. 3 квітня 1881 року його стратили через повішення разом з іншими засудженими у справі замаху на Олександра II. Проте через десятиліття його ім’я опинилося там, куди він подумки намагався відправити свій апарат.

1970 року Міжнародний астрономічний союз затвердив назву Kibal’chich для ударного кратера на зворотному боці Місяця. Його діаметр — близько 92 км. Ім’ям Кибальчича також названо гору в Антарктиді. У рідному Коропі зберігся будинок, де він народився. Там працює меморіальний музей Кибальчича.

145 років тому українець, який чекав на виконання смертного вироку, на кількох аркушах послідовно розібрав проблему, яку наступні покоління вирішуватимуть уже за допомогою авіації, ракетної техніки та космонавтики. Він залишив креслення, принцип роботи двигуна, спосіб регулювання тяги, систему подачі палива та схему керування польотом.

Рукопис могли знищити або назавжди поховати в архіві. Натомість він пережив свого автора на десятиліття і зрештою став одним із документів, за якими можна простежити, як людство навчалося уявляти керований політ на реактивній тязі ще задовго до появи першого літака.