Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Учёный в области механики сплошных сред, член-​корреспондент Академии Наук СССР (1943), действительный член Академии артиллерийских наук (1947). В 1952—1953 — заместитель научного руководителя и главного конструктора КБ-11, лауреат Сталинской премии l-й степени (1948)

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин

родился 7 (20 января) 1911 года в Казани, в семье служащего торговой фирмы. Был седьмым ребёнком, старшие дети все были девочки.

В 1928 году Алексей окончил одну из лучших школ в Казани и подал заявление о поступлении в Казанский университет, но принят не был из-за непролетарского происхождения. Чтобы получить рабочий стаж, Алексей полтора года работал станочником по дереву на судоремонтном заводе «Красный металлист». В 1929 году он поступил в Казанский университет, но уже в декабре этого года перевелся на I-й курс физико-​математического факультета МГУ. В 1930-1931 гг., проходя производственую практику, он освоил слесарно-​кузнечное дело.

Научная и инженерная работа началась для Алексея Антоновича Ильшина весной 1932 году в ЦАГИ имени профессора Н.Е. Жуковского. В ЦАГИ тогда изучали динамику сложной фигуры высшего пилотажа «штопора», нередко оканчивавшегося аварией. Прочитав статью Н.Е. Жуковского «Колебания маятника о двух степенях свободы», он предложил свой метод определения тензора инерции самолёта путем качания самолета с грузом и лётчиками. Незаурядные качества студента были отмечены, и его перевели в отдел Особых конструкций ЦАГИ, где он, занимаясь поэлеметными расчётами лопастей несущего винта, имеющих все три степени свободы, обнаружил существенные эффекты кориолисовых ускорений. Через год ему было присвоено звание инженера ЦАГИ.

В 1933 году Алексей Антонович Ильюшин написал первую научную работу о расчёте лопастей автожира, с отличием защитил диплом по специальности «аэрогидромеханика», поступил в аспирантуру и одновременно стал ассистентом кафедры «Теория упругости» мехмата МГУ.

Летом 1934 года Алексей Антонович Ильюшин придумал аттракцион «Параболоид чудес», который предложил построить на территории ЦПКО им. Горького. Аттракцион представлял собой 10-метровый шар деревянно-​тросовой конструкции, вращающийся вокруг вертикальной оси. Изнутри это был точный параболоид с конусообразной крышей. При скорости 18 об./мин. начинались «чудеса»: люди стоят под разными углами на стенах, при быстром изменении взгляда кружится голова, брошенный мяч кажется летящим по спирали и т.д. Аттракцион просуществовал четыре года.

В 1935 году Алексей Ильюшин начал преподавательскую деятельность в Московском университете чтением курса лекций «Прикладная теория упругости». Одновременно он был назначен заведующим лабораторией испытания материалов, преобразованной из лаборатории сопромата, и привлечён к работе на предприятиях оборонной промышленности (консультант Государственного союзного конструкторского бюро 47 Наркомата боеприпасов).

В 1936 году Алексей Антонович. Ильюшин защитил кадидатскую диссертацию «К вопросу о вязко-​пластичном течении материала», а в 1939 году — докторскую диссертацию «Деформация вязко-​пластичного тела». В этих работах, касающихся течения вязкопластического материала, он впервые внёс в теорию уравнения распространения тепла и термодинамику.

В 1938 году, одновременно с присуждением степени доктора физико-​математических наук, Алексею Ильюшину было присвоено звание профессора МГУ по кафедре теории упругости, а в мае 1940 года он получил свой первый орден «Знак Почёта» «за выдающиеся работы, имеющие крупное значение для обороны».

В 1940 году Алексей Антонович Ильюшин вступил в ВКП(б).

С началом Великой Отечественной войны и до эвакуации в октябре 1941 года часть студентов и преподавателей мехмата МГУ сформировала группу по охране зданий и остававшегося в Москве имущества университета и готовилась к обороне Москвы в составе ополчения. Во главе группы, называвшейся «бойцы пожарно-​сторожевой охраны», был профессор Алексей Антонович Ильюшин.

По приказу уполномоченного ГКО по науке Сергея Васильевича Кафтанова 16 октября в 16-17 часов Алексей Антонович Ильюшин последним составом (международный вагон) выехал в Ашхабад. В силу внутреннего протеста Алексей Антонович Ильюшин сходит с поезда и на буксирном пароходе добирается до Казани, где в эвакуации находился Институт механики Академии Наук во главе с академиком Борисом Григорьевичем Галеркиным. Институту дан ряд заданий от Комитета обороны, и среди них важнейшее — ликвидировать снарядный голод на фронте.

В начале войны половина металла страны уходила на боеприпасы, а большое число снарядов по существовавшим к началу войны нормам приёмки отбраковывалось после их изготовления. Алексей Антонович Ильюшин построил новую теорию проектирования и нормирования прочности осколочно-​фугасных снарядов при выстреле. Он, в частности, допустил при выстреле пластические деформации снаряда и упростил технологию термообработки снаряда. Работы Алексея Антоновича Ильюшина привели к огромной экономии сил, средств и материалов при производстве снарядов, позволив существенно увеличить их выпуск. Алексей Антонович Ильюшин сыграл огромную роль в модифкации конструкций и технологии производства снарядов и стволов артиллерийских орудий.

За годы Великой Отечественной войны Алексей Антонович Ильюшин выполнил многие другие важные для фронта и Победы работы, такие как создание и испытание танковых броней и авиабомб, инженерные расчёты защитных сооружений и др. Его заслуги были отмечены: в 1943 году он был награждён боевым орденом «Красной Звезды», а в 1944 году — медалью «За Оборону Москвы».

В 1943 году его избрали членом-​корреспондентом Академии Наук СССР, а в 1947 году — действительным членом Академии артиллерийских наук СССР.

В дальнейшем им была сформулирована теория упруго-​пластического расчёта артиллерийских стволов (термофреттаж, термоусталость), вошедшая в его монографию «Пластичность» (1948 г.), получившую Сталинскую премию первой степени.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин лауреат Сталинской премии, 1948 год

В 1947-1950 гг. Алексей Антонович Ильюшин — научный руководитель отдела, заместитель начальника по научной работе (с 1949 г.) НИИ-88 (впоследствии ЦНИИмаш) Министерства общего машиностроения СССР, занимавшегося созданием отечественной баллистической ракеты. Здесь он разработал теорию обтекания тел сверхзвуковым потоком газа, привёл проблему к плоской задаче (гипотеза плоских сечений) и получил выражение давления потока газа на тело (1947 г.), занимался проблемой панельного флаттера при сверхзвуковом обтекании тонких плоских и криволинейных поверхностей. В это же время им была сформулирована задача создания крылатых ракет.

В марте 1950 года его назначают ректором Ленинградского университета.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин, начало 1950-х гг.

В 1952 году распоряжением Совета Министров СССР от 15 февраля 1952 года Алексей Антонович Ильюшин был откомандирован в распоряжение Первого главного управления при Совете Министров СССР и назначен заместителем главного конструктора КБ-11 Министерства среднего машиностроения СССР (РФЯЦ-​ВНИИЭФ) в Арзамасе-​16. Здесь он подключился к работам по созданию ядерных зарядов для снарядов. Им с коллегами, в частности, было показано, что возможно создание специзделия с наименьшими габаритами в виде надкалиберного снаряда с переходом на принцип осевого обжатия. 25 мая 1953 года было проведено первое полигонное испытание ядерного заряда МК 9 диаметром 280 мм, и к этому времени было изготовлено первое специальное орудие, весившее 93 тонны.

В этот период Алексей Антонович Ильюшин разработал общую теорию поведения пластических материалов при малых и конечных деформациях, внеся в неё гипотезу макрофизической определимости и постулат изотропии (1954 г.).

За время работы в КБ-11 он трижды встречался с главным куратором атомного проекта Лаврентием Павловичем Берией. По словам Алексея Антоновича Ильюшина, тот глубоко вникал в проблемы, но был непреклонен в изменении сроков изготовления изделий: сделаете в срок — всем будут награды, не сделаете — будет всем тюрьма.

В КБ-11 он проработал до сентября 1954 года, отказавшись от должности на личной встрече с генеральным секретарём ЦК КПСС Никитой Сергеевичем Хрущёвым.

С 1954 по 1960 гг. Алексей Антонович Ильюшин возглавлял Института механики АН СССР, где им был создан вычислительный центр с современными ЭВМ. Он подвергался идеологическим нападкам за свои научные теории и по этическим соображениям отказался баллотироваться в руководители института на третий срок.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной АрмииАлексей Антонович Ильюшин читает лекцию в МГУ

В шестидесятые годы научная и педагогическая деятельность Алексея Антоновича Ильюшина в основном была сосредоточена на руководимой им кафедре теории упругости механико-​математического факультета МГУ.

Созданный им коллектив кафедры в течение многих лет являлся центром научной мысли в целом ряде областей механики сплошной среды.

В 1964 году Алексей Антонович Ильюшин возглавил проводившиеся в НИИ-88 работы в области прочности зарядов твёрдого топлива. В короткие сроки под его руководством были выпущены нормы прочности и руководства для конструкторов. Для анализа поведения материалов при взрывах он спроектировал и построил ряд механических ускорителей. Занимался оценкой прочности вязкоупругих конструкций из наполненных полимерных материалов. Для решения задач теории пластичности при произвольном сложном нагружении Алексей Антонович Ильюшин предложил принципиально новый универсальный метод СН-​ЭВМ, в котором алгоритм последовательных приближений включает вычислительные операции на ЭВМ и испытания стандартных образцов на машине СН.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной АрмииАлексей Антонович Ильюшин среди коллег 

Необходимо отметить выдающийся вклад Алексея Антоновича Ильюшина в решение сложной проблемы обеспечения прочности коллекторов парогенераторов атомных электростанций. В 1992 году он стал инициатором постановки комплексной проблемы, решение которой потребовало использования технологий ракетно-​космической техники в интересах народного хозяйства. Одним из важных факторов, позволивших разобраться в причинах существовавших ранее концентраций напряжений в коллекторах, приводивших к частым авариям, было применение теории упругопластических процессов Алексея Антоновича Ильюшина, что дало возможность повысить надежность конструкций. В результате проведенных работ были внесены конструктивные и технологические изменения, исключившие аварии на парогенераторах атомных станций.

Алексей Антонович Ильюшин являлся бессменным председателем Совета АН СССР по проблемам прочности и пластичности, сотрудничал в правительственных экспертных комиссиях, в редакциях научных журналов и сборников, в течение многих лет работал членом Президиума ВАК СССР, членом спецсекций Комитета по Ленинским премиям при Совете Министров СССР, членом Генеральной ассамблеи Международного союза по теоретической и прикладной механике.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной АрмииАлексей Антонович Ильюшин и Юрий Филиппович Голубев

Заслуги Алексея Антоновича Ильюшина в развитии науки были отмечены высокими правительственными наградами. Он награждён двумя орденами Ленина (1971 г., 1986 г.), четырьмя орденами Трудового Красного Знамени (1945 г., 1953 г., 1954 г., 1975 г.), орденом Красной Звезды (1944 г.), двумя орденами «Знак Почёта» (1940 г., 1961 г.), орденом Октябрьской революции (1981 г.) и медалями.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной АрмииПочтовый конверт посвящённый 100-летию Алексея Антоновича Ильюшина

В 1995 году Учёный Совет Московского университета присудил ему премию им. М.В. Ломоносова I-й степени за цикл работ «Теория упругопластических процессов: экспериментально-​теоретические исследования».

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной АрмииСпециальное гашение в честь 100-летия Алексея Антоновича Ильюшина 

Алексей Антонович Ильюшин является одним из немногих профессоров МГУ, чье имя при жизни было занесено на Золотую Доску Почёта Московского университета.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин скончался 31 мая 1998 года в городе Москве и был похоронен на Новодевичьем кладбище (участок №2).

    ВСЯ ЖИЗНЬ – НАУЧНЫЙ ПОИСК

Член-​корреспондент РАН, академик Российской академии ракетных и артиллерийских наук Алексей ИЛЬЮШИН.

В 1993 году журнал “Наука и жизнь” обратился к своим читателям – ветеранам науки, атомной и космических программ, ко всем, кто строил города, заводы, электростанции, работал на оборону и поднимал страну из руин войны, с просьбой вспомнить о событиях, в которых они участвовали. Ведь любые личные воспоминания, любые свидетельства того, как эти люди жили и трудились в то время, – бесценны. Редакция получила много откликов на это обращение. Некоторые из писем-​воспоминаний были нами опубликованы. Предлагаемая статья – ещё одно свидетельство о жизни учёного, отданной своей стране и науке. С самого начала войны учёные работали на оборону, их новейшие достижения незамедлительно применялись для создания вооружений и боеприпасов. (Подробный материал на эту тему был опубликован в “Науке и жизни” № 2, 1968 г.) Решение важнейшей в то время задачи – ликвидировать “снарядный голод” и обеспечить фронт артиллерийскими боеприпасами – взял на себя Институт механики АН СССР. Работу возглавил доктор физико-​математических наук, профессор МГУ А. А. Ильюшин. Разработанная им теория расчёта на прочность корпусов осколочно-​фугасных снарядов помогла в несколько раз увеличить их производство. Сегодня Алексей Антонович Ильюшин вспоминает свой путь в науке и работу на оборону.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин/1957 год

Жизнь университетского профессора со стороны кажется размеренной, неторопливой и очень далёкой от тех событий, которые происходят рядом. На самом деле серьёзный научный результат неразрывно связан с частной жизнью исследователя и зависит от той среды, в которой он существует. Об этом я и пытаюсь рассказать, вспоминая некоторые свои наиболее значительные работы по динамике сплошных сред и анализируя обстоятельства, их сопровождающие.

В декабре 1929 года я перевёлся из Казанского университета в Московский на первый курс физико-​математического факультета. Первые два года учёбы были отданы напряжённым теоретическим занятиям физикой и математикой, следующие два – изучению специальных дисциплин: аналитической динамики, аэродинамики, гидромеханики, теории упругости, гидравлики, сопротивления материалов, а также лабораторным занятиям и специальным курсам по теории крыла и винта, статике и динамике сооружений, прикладной механике. Была ещё производственная практика, она дала мне звание техника. Так что, уже имея квалификацию станочника по дереву, приобретённую за год работы на производстве до поступления в Казанский университет, пришлось освоить слесарно-​кузнечное дело.

Собственно научная и инженерная работа началась для меня весной 1932 года в Секции лётных исследований Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) – главного центра авиационной науки страны, созданного в 1918 году Н.Е. Жуковским.

Здесь изучали тогда динамику одной из наиболее сложных фигур высшего пилотажа – “штопора”, его выполнение нередко оканчивалось аварией. Для увеличения числа витков “штопора” в хвостовую и боковые части самолёта У-2 перед полётом добавляли песок. Мне поручили расчётным путём точно определить изменения центровки и моментов инерции самолёта. На решение этой задачи натолкнула статья Н.Е. Жуковского “Колебания маятника о двух степенях свободы”. Результатом её осмысления стал метод определения тензора инерции самолёта, основанный на его качании и одновременном кручении на специальных подвесках. В испытаниях участвовали опытные бывалые лётчики и даже руководитель темы Ю.А. Победоносцев – они качались в подвешенной машине во время её подготовки к полёту.

Вскоре меня перевели в отдел особых конструкций. Ими называли тогда автожиры и вертолёты. Я занимался расчётами лопастей несущего винта. Сравнивая данные своих таблиц с опытными, я обнаружил эффекты кориолисовых ускорений, которые очень меня заинтересовали.

В общетеоретическом отделе ЦАГИ под руководством академика С.А. Чаплыгина работали в то время В.В. Голубев, А.И. Некрасов, Л.Н. Сретенский, Н.Е. Кочин, М.А. Лаврентьев. Слушая незабываемые лекции по механике А.И. Некрасова и А.П. Минакова, я увлёкся идеей построить невиданный до той поры аттракцион “Параболоид чудес”. Его посетители могли бы в полной мере на себе ощутить воздействие криволинейного поля ускорений, особенно знаменитого “кориолиса”.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Внутри шара деревянной конструкции возводится параболоид

Местом для него выбрали Центральный парк культуры и отдыха имени М. Горького. Директор парка Бетти Глан доверила мне, молодому инженеру ЦАГИ, и моему школьному товарищу, технику-​строителю А.Я. Эпштейну, проектирование и строительство параболоида.

Летом 1934 года новый аттракцион был построен. Параболоид чудес представлял собой деревянный шар диаметром 10 метров с горизонтально отрезанной верхней частью. Изнутри это был точный параболоид, по верхнему контуру присоединённый к крыше, сделанной в виде конуса. Согласно расчётам, каждый, кто находился внутри параболоида у его верхнего края, ощущал на ногах двойной “собственный вес”, говоря языком космонавтов, испытывал коэффициент перегрузки, равный двум (двойное ускорение силы тяжести). Шар окружал кольцевой балкон. Была в нём входная дверь, через неё участники аттракциона (до 10 человек) входили внутрь шара, дверь закрывалась, и он начинал вращаться вокруг вертикальной оси. При скорости 18 оборотов в минуту начинались все “чудеса” криволинейного поля ускорений и относительности: нельзя было понять, где верх, где низ, брошенный мяч летел по спирали, при быстром изменении взгляда кружилась голова. Люди стояли в странных позах, кто на стенах, кто вниз головой на потолке.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

В Центральном Парке Культуры и Отдыха им. М. Горького заканчивается строительство невиданно го до той поры аттракциона “Параболоид чудес” конструкции А.А. Ильюшина/1934 год.

Параболоид чудес был прототипом будущего тренажёра  для космонавтов. И всё же невесомость в нём  недостижима, поскольку коэффициент перегрузки может возрастать и убывать, но не ниже нормального, земного притяжения, равного единице. К сожалению, сильно динамически нагружённая деревянная конструкция параболоида постепенно теряла прочность, поэтому ему установили “срок жизни” всего четыре года. После этого аттракцион закрыли, а затем и разобрали.

В 1934 году после защиты диплома я поступил в аспирантуру МГУ и тогда же начал заведовать лабораторией сопротивления материалов, которую вскоре превратил в лабораторию сложных динамических процессов, и занялся созданием первого линейного механического ускорителя в виде пневматического скоростного копра. Этот ускоритель открыл для меня тематику будущих исследований в области больших скоростей и давлений. Одновременно я занялся поиском методов моделирования динамических процессов, включая и проблемы артиллерии.

Свой скоростной копр мы смонтировали прямо в лаборатории, в бывшей парикмахерской МГУ на Моховой. Он представлял собой небольшой воздушный компрессор (давление 10 – 15 атмосфер) с электромотором, задвижкой с быстрым пусковым устройством и трубой диаметром около 20 сантиметров и длиной 1 метр. Внутри трубы двигался полый снаряд, в него помещали испытуемые модели и измерители. Главным элементом была мощная, открыто заделанная в железобетонный фундамент высокопрочная и вязкая броневая плита площадью два квадратных метра и толщиной 30 сантиметров. Вместе с ассистентом С.М. Поповым и слесарем, токарем, фрезеровщиком в одном лице В.М. Рябовым (это был настоящий универсал) мы имитировали на ускорителе падение на землю авиационных бомб и добивались реальных высоких давлений и напряжений, возникающих при их воздействии.

Я больше теоретик, хотя всю жизнь занимался экспериментами. В теории пластичности меня как аэрогидродинамика привлекали в основном большие деформации и общая картина течений среды. В 1936-38 годах я написал и защитил кандидатскую и докторскую диссертации по вязко-​пластическим течениям. В этих работах впервые в теорию пластичности были введены термодинамика, уравнения распространения тепла, решались и новые задачи. Свойства вязкопластических материалов экспериментально определялись гидравлическими методами, а свойства твёрдых тел – на нашем пневматическом скоростном копре.

Работа на оборону

Пришла война, и все беды обрушились сразу. Наши войска, отступая и оставляя в тылу у немцев военные базы, технику и боеприпасы, оказались перед “снарядным голодом”. Вся артиллерия – полевая, танковая, авиационная, морская – без снарядов становилась бессильной. Таково было положение под Москвой в ноябре – декабре 1941 года.

В это время Государственный Комитет Обороны принял решение срочно увеличить производство артиллерийских снарядов за счёт упрощения технологии их изготовления при безусловном обеспечении безопасности выстрела. Это подписанное Сталиным, требующее неукоснительного исполнения распоряжение, по-​видимому, было воспринято в Президиуме АН СССР как поручение металлургам-​технологам. Во всяком случае, директор эвакуированного в Татарию Института механики АН СССР Б.Г. Галеркин узнал о нём уже в Казани, и ему казалось, что механики тут ничего сделать не могут.

Мой приезд в Казань в это время был следствием ряда случайностей. 16 октября 1941 года вместе с группой других ученых я выехал из Москвы последним поездом в Ашхабад. Понимая бессмысленность и бесцельность этого путешествия, я выдумывал разные способы возвращения, но движение поездов в сторону Москвы в то время было категорически запрещено. В Перми я “совершенно случайно” оставил поезд и попал на буксирный пароход. На нём путь мой лежал вниз по Каме, вверх по Волге, и вот – я в Казани. В Институте механики АН СССР при первой же встрече с Б.Г. Галеркиным я в деталях узнал содержание распоряжения Комитета Обороны и вплотную занялся этой проблемой.

Уже в ноябре 1941 года я начал исследовать развитие деформационных подходов в теории пластичности. Буквально за два месяца удалось создать фундамент теории малых упругопластических деформаций и доказать, что простейшая деформационная теория пластичности физически достоверна для простых (пропорциональных) нагружений. Необходимо только, чтобы процессы нагружений могли существовать одновременно во всех точках внутри тела. При соблюдении этих условий получаемые расчётные результаты совпадают с опытными, и за правильность расчётов можно ручаться. Это было доказано рядом теорем. Главным же теоретическим итогом этих исследований стало создание так называемого “метода упругих решений конкретных задач”.

Все эти общие теоремы и методы были созданы для того, чтобы разобраться в явлениях, происходящих в артиллерийском снаряде при движении по каналу ствола. Они помогли обосновать возможность нового подхода к изготовлению артснарядов и коренным образом изменить, упростить и удешевить их проектирование и расчёт, а главное – производство и военную приёмку. До конца войны мы с С.М. Поповым и сотрудниками кафедры теории упругости МГУ и Института механики АН СССР, где я также заведовал отделом прочности, провели большую научную работу по артиллерийским снарядам.

Чтобы получить представление о расходе артснарядов во время военных действий, достаточно сказать, что значительно больше половины всего производимого в стране чёрного металла идёт не на корпуса танков, самолётов, кораблей и строительные конструкции, а именно на артснаряды.

К началу войны артиллерийский снаряд представлял собой стальной, довольно толстостенный цилиндр со скругленной головной частью и слегка конической донной. Между ними по окружности располагался ведущий поясок, придающий снаряду вращение вокруг оси при движении по нарезам в канале ствола.

Передо мной встала проблема увеличить прочность снарядов при выстреле. Военная приёмка на заводах проверяла тогда снаряды по наибольшей остаточной деформации корпуса. На полигонах снаряды отстреливали по мягким грунтам, собирали и индикаторами измеряли деформацию поверхности рядом с ведущим пояском: если она была меньше 0,25 миллиметра по диаметру, то снаряд считался годным, если нет – отбраковывался. Когда это условие прочности не выполнялось, забраковывалась вся партия, и их было много.

Налицо было явное противоречие: прочность снаряда определялась по остаточной, то есть пластической деформации, возникающей в нём при прохождении ствола, а проектирование и расчёты на прочность велись во всем мире методами теории упругости. Иными словами, мои предшественники не учитывали совместных деформаций ствола и движущегося в нём снаряда.

Отсюда понятен поворот моих научных изысканий от теории пластического течения к созданию теории малых упругопластических деформаций, точнее, к физически достоверной теории пластичности. Новая теория давала в расчётах на прочность надёжные числовые значения основных параметров изделий. В это время нашу и без того “обескровленную” артиллерию настигла ещё одна беда: случались, хотя и нечасто, преждевременные взрывы снарядов в каналах стволов, уничтожающие пушки и обслуживающие их солдатские расчёты.

В результате исследований удалось определить, что такое несущая способность корпуса снаряда и критерий её сохранения, найти теоретически допустимые и остаточные прогибы, рассчитать нормы военной приёмки. Что касается причин преждевременных взрывов снарядов в канале ствола, то были установлены эффект “трещины” – взрыв вследствие образования кольцевой трещины на внутренней поверхности корпуса под пояском и эффект “спички” – воспламенение взрывчатки из-за трения при проталкивании её силами инерции на очень высокой скорости от головной к донной части корпуса.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

За годы Великой Отечественной войны советская промышленность боеприпасов произвела 333,3 миллиона снарядов для полевой и корабельной артиллерии

В 1942 году новые методы расчётов, проектирования, технологии производства снарядов и нормы их военной приёмки не только были признаны, но и стали законом. Удалось от трудоёмкого литья и сложных токарно-​фрезерных работ перейти к элементарной штамповке снарядов, причём не из дорогостоящей стали, а из пластичного, так называемого сталистого чугуна. Только отмена термообработки давала экономию десятков тысяч тонн топлива.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

В 1941-1945 годах советские артиллеристы уничтожили свыше 70 тысяч вражеских танков. На фото: самоходная 152-мм артиллерийская установка. Она стреляла осколочно-фугасными тяжелыми снарядами весом свыше 40 кг и использовалась как противотанковое орудие

Была ликвидирована шлифовка, снизились нормы приёмки. “Снарядный голод” резко пошёл на убыль, вскоре появился даже избыток снарядов. Только тогда у военного командования появилась возможность организовывать крупномасштабные операции типа Сталинградского артиллерийского кольца.

Повороты судьбы

В 1947 году меня пригласили в только что организованный ракетный центр НИИ-88 в подмосковном Калининграде (теперь это ЦНИИМАШ, если можно так сказать, нечто вроде ракетного ЦАГИ) и вскоре назначили заместителем начальника института по науке. Заведующим конструкторским отделом НИИ-88 был тогда С.П. Королёв, членами Совета – М.К. Тихонравов, Ю.Л. Победоносцев…

По примеру ЦАГИ в НИИ-88 началось создание теоретико-​экспериментальных отделов динамики прочности и аэродинамики. Я пригласил туда на работу известных профессоров МГУ – Н.Д. Моисеева, Г.Н. Дубошина, Х.А. Рахматулина, В.М. Панферова, А.В. Кармишина, П.Е. Краснушкина и способную молодёжь. Тогда же встал вопрос о том, как быть с аэродинамическими расчётами, точнее, с экспериментальным определением аэродинамических коэффициентов сил и моментов ракет, если нужные для этого сверхзвуковые аэродинамические трубы очень малого диаметра были в то время только в МГУ да ЦАГИ. Начались поиски теоретического решения этой проблемы газодинамическими методами.

В том же 1947 году я сформулировал и доказал закон плоских сечений в аэродинамике больших сверхзвуковых скоростей. Он позволял пространственную задачу представить как плоскую и решать её более простыми и доступными методами. Специально собравшаяся для обсуждения закона комиссия сочла его неправдоподобным. Впрочем, один из членов комиссии – бывший тогда проректором МГУ известный во всем мире математик И.М. Виноградов молчал, да и другой – М.В. Келдыш не спешил с выводом. А Л.И. Седов был ярым противником нового закона и утверждал, что его вообще не может быть. Тем не менее в НИИ-88 закон сразу стали использовать для определения сверхзвуковых аэродинамических коэффициентов, а вскоре он был принят и в ЦАГИ.

Создание научно-​исследовательского института, особенно такого, как НИИ-88, – дело непростое и очень ответственное. Меня захлестывало множество организационных вопросов, но это была уже не моя профессия.

Весной 1950 года я ушёл из института и стал ректором Ленинградского университета, а через два года меня назначили заместителем Ю.Б. Харитона в Арзамас-​16. Там не было суматохи и организационных хлопот, можно было спокойно заняться наукой. Мы с Н.Н. Боголюбовым и М.А. Лаврентьевым проводили теоретико-​экспериментальные работы. После напряжённого дня отдыхали – ходили в театр, в гости друг к другу. Боголюбов был великий знаток и мастер приготовления кофе, Лаврентьев подбирал коньяки, ну а я готовил всевозможные шашлыки. И.В. Курчатов – верховный руководитель всех работ – в наших встречах не участвовал.

За время работы в Арзамасе-​16 я вместе с другими руководителями работ по атомным производствам три раза встречался с Л.П. Берия. Помню, он всегда был непреклонен, если речь заходила об удлинении сроков работ: “Сделаете в срок – всем будут награды, не сделаете – тюрьма”. Сроки выполнялись. Меня миновали и тюрьма, и награды (за небольшим исключением).

Когда решался вопрос о новом изделии – самой мощной бомбе, – А.Д. Сахаров выступил за термоядерный вариант, я определенно и активно поддерживал его. Ю.Б. Харитон и его сторонники возражали, считая, что необходимой мощности взрыва можно достичь, если увеличить уже существующую атомную бомбу. Но это было неперспективно. Победил вариант Сахарова.

В 1954 году меня избрали директором Института механики АН СССР. (Шесть лет спустя он был переименован в Институт проблем механики – ИПМ АН СССР.) Я вновь занялся совершенствованием пневматического скоростного копра, разрабатывал теорию подобия и моделирования динамических процессов на линейных механических ускорителях. Результатом этой работы стала книга “Механика сплошной среды”, выдержавшая с 1965 по 1990 годы несколько изданий.

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии

Алексей Антонович Ильюшин (в центре) беседует со специалистами во время командировки в Японию/1957 год

С помощью копра мы моделировали и имитировали подземные взрывы, по мощности эквивалентные около тысячи тоннам тротила на глубине 100 метров. Был построен ускоритель, дающий 100-​кратную перегрузку. Он имел свободно падающий тяжёлый ковш диаметром около 0,8 метра, глубиной 0,6 метра (в натуре – 80 и 60 метров). В ковш можно было, например, насыпать грунт, сделать в нём канал с водой и взорвать детонатор, по мощности в реальных условиях соответствующий тротиловому эквиваленту около 0,3-0,5 тонны. Скоростная съёмка такого взрыва показывала естественное разбегание волн по берегам канала и сдвижку перекрывающего его блока (бетонного моста). Переброска горных пород взрывом имитировалась в ковше вполне достоверно. Этот ускоритель до сих пор используется в Институте горного дела Киргизии для изучения взрывов в ущельях или на склонах гор.

В 1950-е годы в Институте механики впервые были созданы вычислительный центр, новые стенды и лаборатории, в том числе газодинамическая с ударной трубой. Там работали известные учёные: Н.Г. Четаев, В.З. Власов, А.Л. Гольденвейзер, В.В. Соколовский, Б.Н. Юрьев, П.Я. Кочин, Ю.Н. Работнов. Издавался журнал “Прикладная математика и механика” АН СССР, был образован “Инженерный сборник”, реорганизованный позже в журнал “Механика твёрдого тела”. В институте работал Научный совет Академии Наук СССР по проблемам прочности и пластичности, сыгравший тогда немалую роль в координации научных работ вузов и отраслевых организаций.

В это же время в МГУ на Ленинских горах возводились новые лаборатории Института механики МГУ. Я помогал строить стендовый зал с новыми силовозбудителями, динамическую лабораторию, лабораторию механики полимеров. Словом, в эти восемь лет я оказался сидящим на двух (если не больше) стульях и снова очень уставал, главным образом от организационных дел. Подошли выборы на пост директора Института механики АН СССР на третий срок. Вероятно, они были согласованы, а точнее, предопределены в ЦК КПСС. Несмотря на то, что наметили мою кандидатуру, я категорически отказался быть директором. И не стал им, и был исключён  из “номенклатуры”, так как после этого мне уже не предлагали высоких постов.

В 60-е годы я снова оказался на своей кафедре теории упругости МГУ. Начался этап оформления идей, создания теории упруго-​пластических процессов, общей математической теории термовязкопластичности и термодинами ки сплошных сред.


Словарик к статье:

Вязкость (внутреннее трение) – свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Динамика сплошных сред – раздел механики, посвящённый изучению движения газообразных, жидких и твёрдых деформируемых тел под действием приложенных к ним сил.

Инерция (инертность) – свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, когда действующие на него силы уравновешены или отсутствуют.

Кориолисово (поворотное) ускорение – составляющая полного ускорения, которая проявляется при сложном, включающем вращательное, движении.

Момент инерции – величина, характеризующая распределение масс в теле и являющаяся наряду с массой мерой инертности тела при сложном движении.

Параболоид – незамкнутая поверхность, образованная вращением параболы вокруг своей оси.

Пластичность – свойство материалов твёрдых тел сохранять часть деформации при снятии нагрузок, которые её вызвали.

Тензор инерции  – совокупность моментов инерции масс тела при сложном движении.

Упругость – свойство тел изменять форму и размеры под действием нагрузок и самопроизвольно восстанавливать первоначальную конфигурацию при прекращении внешних воздействий.

Источник

 

6

Публикация:

не в сети 2 недели

Янус Полуэктович

Великий советский механик Ильюшин: человек, спасший миллионы жизней и решивший проблему снарядного голода Красной Армии 4 060
Существующий одновременно в двух воплощениях — как администратор А-Янус и как учёный У-Янус.
Янус Полуэктович Невструев — единый в двух лицах директор института и политолог блуждающий в прошлом и будущем!
Комментарии: 16Публикации: 636Регистрация: 13-08-2019
Если Вам понравилась статья, поделитесь ею в соц.сетях!

© 2019 - 2022 BarCaffe · Информация в интернете общая, а ссылка дело воспитания!

Авторизация
*
*

Регистрация
*
*
*

Генерация пароля