Рейтинг
Порталус

История науки. ВЫДАЮЩИЙСЯ УЧЕНЫЙ-МЕХАНИК

Дата публикации: 18 июня 2014
Автор(ы): Н. Ф. МОРОЗОВ, доктор технических наук В. Е. СПИРО, Центральный научно-исследовательский институт им. академика А. Н. Крылова
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: ВОПРОСЫ НАУКИ
Источник: (c) http://portalus.ru
Номер публикации: №1403082889


Н. Ф. МОРОЗОВ, доктор технических наук В. Е. СПИРО, Центральный научно-исследовательский институт им. академика А. Н. Крылова, (c)

Валентин Валентинович Новожилов (1910 - 1987) принадлежал к кругу питерской интеллигенции, в который входили известные ученые- кораблестроители академики А. Н. Крылов, Ю. А. Шиманский, ч лен- корреспондент АН СССР П. Ф. Папкович, а также физиолог академик Л. А. Орбели, востоковед академик И. А. Орбели, историк и географ Л. Н. Гумилев, археолог и востоковед академик Б. Б. Пиотровский, литературовед и общественный деятель академик Д. С. Лихачев. Этих во многом непохожих людей объединяла исключительно высокая общая культура и стремление познавать жизнь во всем ее многообразии.

стр. 36

Академика В. В. Новожилова, посвятившего жизнь исследованиям в области механики сплошной среды и кораблестроению, многие специалисты считают своим учителем. Авторам же данного очерка посчастливилось долгое время с ним общаться и работать...

Надо сказать, что в науку Валентин Валентинович пришел не сразу. Окончив Ленинградский политехнический институт, он начал работать как инженер- проектант, конструктор, расчетчик, узнал на практике, что такое реальное инженерное сооружение, как оно функционирует, от чего зависят его прочность, надежность и эффективность. Причем сначала его деятельность была связана с дирижаблестроением, а затем - и навсегда - с подводным кораблестроением.

Среди областей науки, наиболее привлекавших Новожилова, особое место занимала теория оболочек. Эта прикладная составляющая теории упругости очень сложна, поэтому получение и применение конкретных результатов давалось здесь с большим трудом. А ведь соответствующие конструкции, одни из самых легких и эффективных, широко используют в самолето- и судостроении, при создании ракетной техники, в гражданском строительстве и т.д.

Умение разработать корпус того или иного сооружения с применением оболочек состоит в том, чтобы загрузить их значительными напряжениями, равномерно распространяющимися по толщине и поверхности, и как можно меньшими напряжениями, возникающими от изгиба. В полной мере это не удается. Но можно более или менее приблизиться к идеалу, если рассчитывать реальные конструкции, опираясь на удовлетворительную для практики теорию и развитый аппарат для работы с ее основными уравнениями.

В конце 40-х - начале 50-х годов в нашей стране потребность в решении данных задач была исключительно велика в связи с широко развернувшимся строительством подводного флота. Над проблемой работали многие ученые, однако, пожалуй, лишь Валентину Валентиновичу удалось наиболее полно и всесторонне обозначить путь построения прикладной теории оболочек и показать, как можно упростить получение практических решений инженерных задач.

Работы Новожилова в этой области являются фундаментальными, классическими. По предложенному им пути впоследствии строили линейную и нелинейную теории тонких анизотропных оболочек с учетом деформации поперечного сдвига, линейную теорию анизотропных пластин и оболочек средней толщины и т.д.

Впрочем, ученый решал не только теоретические, но и важные конкретные инженерные задачи, причем целенаправленно, чтобы получить наиболее эффективный результат. Вот один пример. Прочный корпус подводной лодки на большей части длины представляет собой цилиндр с межотсечными поперечными переборками, опоясанный кольцевыми шпангоутами (поперечными ребрами жесткости). Приближенно устойчивость этой конструкции при внешнем гидростатическом давлении можно рассчитать как устойчивость кольца с пояском (предполагается, что между шпангоутами оболочка устойчива). Но при этом не принимается во внимание поддерживающее влияние переборок, а оно есть, если длина отсека не слишком велика. Валентин Валентинович провел строгие расчеты и показал: за счет указанного фактора, учитывающего потенциальную энергию изменения формы оболочки при потере устойчивости между переборками вместе со шпангоутами, можно снизить потребную жесткость последних. Это и даст выигрыш в массе, и освободит дополнительный внутренний объем корабля, и уменьшит напряжения изгиба в оболочке при ее провисании на шпангоутах в рабочем устойчивом состоянии.

Все правила, нормы допускаемых напряжений, запасы прочности, предельные отклонения формы обшивки и шпангоутов от теоретически рассчитанной для корпусов отечественных подводных лодок, в том числе первой атомной, были рассмотрены и одобрены межведомственной комиссией под председательством Новожилова.

Затем пришло время заняться гидроупругостью, подводными взрывами, точнее, их воздействием на корпус подводной лодки и ее оборудование. Проблема не была надуманной. Не имея соответствующей теории, нельзя было двигаться дальше в проектировании. Валентин Валентинович поставил и решил классическую задачу о воздействии на цилиндрическую оболочку в безграничной жидкости ударной волны с плоским фронтом. В фундаментальной науке это стимулировало дальнейшие интересные работы, давшие дополнительные конкретные результаты, а промышленности позволило обеспечить взрывостойкость отечественных субмарин.

Снова сложная теория, академическая задача, все строго и в то же время ясно для инженера по результату. Так же работать учил Новожилов и своих молодых коллег. Он неоднократно говорил нам: та часть работы, где выводятся уравнения, дается их решение, должна быть не обязательно доступна всем, но безупречна перед судом профессионалов. Зато результат в числе, в принципе, в рекомендациях надо излагать так, чтобы понял даже начинающий исследователь, инженер, в конечном счете - потребитель.

В дальнейшем использование в подводном кораблестроении высокопрочных свариваемых высоколегированных сталей и титановых сплавов позволило нашей стране достичь паритета с зарубежными по глубинам погружения и даже в ряде случаев превзойти их результаты в 1,5 раза. Но одновременно встала проблема обеспечения малоцикловой усталости и трещиностойкости сложных толстостенных сварных оболочечных конструкций: ведь при росте прочности в них снижается пластичность, увеличивается хрупкость и уменьшается ресурс усталостной и циклической прочности и стойкость к трещинам. Вот почему опять потребовались теоретические исследования, в частности, свойств высокопрочных материалов в составе сварных конструкций. Причем надо было иметь в виду наличие в них собственно сварочных и сборочно-сварочных напряжений, дефектов металлургии и сварки в виде ограниченных макротрещин, не выявляемых средствами технологического контроля, подрезов на сварных швах и т.п.

Новожилов и его ученики внесли существенный вклад в эти изыскания. Благодаря его теориям разрыхления и пластичности был создан механизм оценки сопротивляемости материалов усталостному разрушению, особенно при напряжениях выше половины предела текучести. Разработаны и практические методы оценки повреждаемости сварных конструкций в процессе повторно- статических нагружений, характерных для эксплуатационных условий.

стр. 37

Много внимания Валентин Валентинович уделял проблеме трещин. Его взгляд на дискретность процесса их образования и глубокое понимание физики явления помогли по-новому взглянуть на проблему. Коллеги ученого с его участием создали достаточно полную и понятную для инженера методику оценки ресурса малоцикловой усталости сварных конструкций подводных лодок, успешно подтвержденную экспериментами. В ней нашли отражение сопротивляемость накоплению микроповреждений и развитию макротрещин, технологические параметры (сварочные напряжения, допустимые дефекты), воздействие морской воды и т.д.

Умение вовремя понять важность возникшей проблемы и выявить в ней главное, талант теоретика, ярко проявлявшиеся на стадии фундаментальных исследований, а также способность сплотить вокруг себя нужных специалистов в ходе прикладных разработок, заслуженный авторитет позволяли Валентину Валентиновичу получать феноменально высокие результаты. Это его качество, а также исключительная инженерная интуиция, помогавшая выходить из, казалось бы, тупиковых ситуаций, всегда восхищали всех сотрудников.

В оценках работ младших товарищей Новожилов был строг и сдержан. Перед официальной защитой диссертации в ЦНИИ им. академика АН. Крылова была обычно никем не санкционированная предзащита в кабинете "папы Вали". Чаще всего, выслушав соискателя, он говорил: "Это понятно, это полезно, а вот здесь что-то есть, защищайтесь". И было очень радостно услышать именно: "здесь что-то есть".

Несколько особняком в научном творчестве Новожилова стоят исследования в области турбулентных течений (когда частицы жидкостей или газов совершают неупорядоченные, хаотичные движения по сложным траекториям при интенсивном перемешивании, теплообмене, большом коэффициенте трения). Но это, по-видимому, только на первый взгляд. Ведь данная проблема - одна из определяющих в гидромеханике пристенных течений и связана с обтеканием тел вязкой жидкостью и соответствующими шумами. Тем более что о природе явления давно и много спорят и к единому мнению пока не пришли. Валентин Валентинович не случайно занялся этими вопросами в начале 70-х годов, когда шумы обтекания, нелинейные процессы в пограничном слое стали волновать и теоретиков гидромеханики, и практиков, проектировавших обтекаемые обводы корпуса, лопастей винтов, крыльев и других элементов кораблей.

Вторжение в "чужую" область оказалось сложным. Многие специалисты не разделяли постановку вопроса, предложенную Валентином Валентиновичем. Тем не менее некоторые полученные им результаты оказались востребованными и были подтверждены в работах зарубежных авторов. Отойдя от традиционных подходов, ученый стремился познать новое на основании своей философии и своих возможностей, которые опирались на твердую базу исследований по механике сплошной среды в области пластичности, ползучести и усталостного разрыхления.

В конце жизни Валентин Валентинович еще раз (в 80-х годах) нарушил границы своей сферы. Прекрасно зная английский язык, он начал переводить стихи английских поэтов XVI в.

Не все литературоведы положительно восприняли опыты Новожилова. Но знатоки английского языка XVI в. отмечали, что в переводах он достигал максимальной точности. При этом автор не пытался поставить себя на одну доску с великими поэтами, а старался максимально передать поэтику и философию первоисточника.

С помощью родных Валентина Валентиновича, при поддержке академика В. М. Пашина - директора ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова - переводы были изданы.

В. В. Новожилов любил живопись и спорт, ценил непринужденное общение. И люди шли к нему и со своими результатами, и за советом - ученые, художники, переводчики.

Опубликовано на Порталусе 18 июня 2014 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама