Тридцать девять лет в почтовых ящиках Валько Алла
Вопросами трения я никогда прежде не занималась и поэтому приступила к серьёзному изучению этой науки. Моими учебниками в этой области стали книги Крагельского И. В., Добычина М. Н. и Комбалова В. С. “Основы расчётов на трение и износ”, С. П. Тимошенко и С. Войновского-Кригера “Трение и износ” и многие другие, а позже список прочитанных на эту тему и изученных мною книг стал нескончаемым. Большую помощь в освоении современных представлений о трении мне оказали сотрудники Института машиноведения АН СССР. Поскольку для любого гироскопа была важна стабильность его показаний, то одной из основных задач при его разработке являлось уменьшение случайного, то есть некомпенсируемого дрейфа, вызванного моментами трения в опорах карданова подвеса.
Чтобы понять, какие процессы происходят на контактирующих поверхностях шаровой опоры и конических подпятников, я представляла себя находившейся внутри этой опоры. Эта визуализация подсказала мне, что из-за поступательного перемещения поплавка в пределах люфта торсионно-шаровой опоры точка контакта сферической поверхности шарика с конической поверхностью подпятников может занимать произвольное положение. Поэтому момент, создаваемый нормальной реакцией на эллиптической площадке контакта относительно главных осей инерции поплавка, оказывается переменным, что ведёт к появлению случайной составляющей скорости дрейфа гироскопа.
Контакт шарика с коническими подпятниками может происходить по одной или двум эллиптическим площадкам, а также по окружности. В последнем случае происходит резкое увеличение момента трения в опоре (заклинивание) и скачкообразное изменение скорости дрейфа гироскопа. Увеличение момента трения возможно также за счёт увеличения взаимного внедрения шероховатостей контактирующих поверхностей, а также из-за изменения температуры в приборе. В ходе исследований выяснилось также, что отсутствие вибрации ротора гиромотора, подвешенного на газодинамической плёнке, также приводит к увеличению момента трения в подвесе поплавка.
В своём отчёте, выполненном по окончании проведённых исследований, я показала, что шаровая опора без “оживления” не может обеспечить случайную составляющую скорости ухода гироскопа, удовлетворяющую требованиям технических условий, предъявляемых к гироскопу. По результатам этой работы я написала статью “Определение величины момента трения в шаровой опоре скольжения поплавкового гироскопа”, опубликованную в 1984 году в сборнике “Труды предприятий отрасли”.
Главный конструктор направления Правоторов подготовил для меня новое задание. Поскольку в своём предыдущем отчёте по расчёту момента трения торсионно-шаровой опоры поплавкового гироскопа я показала, что наличие граничного трения в опоре ни по величине, ни по стабильности не обеспечивает достижение случайной составляющей скорости дрейфа 0, 01 градуса/час, то Правоторов поставил передо мной задачу провести теоретическое исследование условий возникновения жидкостного трения в этой опоре. Эта задача относилась уже к области гидродинамической теории смазки, и я взялась за изучение монографии Л. Г. Лурье “Механика жидкости и газа”, а также других источников. Кроме того, мне понадобилось познакомиться с книгой К. П. Андрейченко “Динамика поплавковых гироскопов и акселерометров” и его статьями “К теории жидкостного демпфирования в поплавковых гироскопах”, “О сферическом гидродинамическом подвесе при ускоренном аксиальном движении основания”, опубликованными в различных научно-технических журналах.
Ознакомившись с вышеперечисленными работами, я поняла, что при движении в жидкости с ускорением поплавок испытывает гидродинамическое сопротивление, являющееся суммой инерционного сопротивления и вязкого сопротивления, пропорционального скорости движения поплавка, и сопротивления, пропорционального квадрату скорости движения поплавка. Решив поставленную передо мной задачу, я показала в своём отчёте, что роль поддерживающей силы, способной скомпенсировать остаточную плавучесть поплавка и тем самым устранить граничное трение в опоре, играет средняя по величине за период угловых или линейных колебаний поплавка гидродинамическая сила, определяемая составляющей, пропорциональной квадрату скорости движения поплавка. Эта сила направлена вдоль линии центров сферы поплавка и корпуса и направлена в сторону уменьшения эксцентриситета. Среднее значение остальных составляющих гидродинамического сопротивления за период колебаний поплавка равно нулю.
В рамках гидродинамической теории смазки я впервые получила формулы, позволяющие вычислять величину поддерживающей силы при угловых и линейных колебаниях сферического поплавка в пределах зазоров в опоре, а также определять параметры этих колебаний, обеспечивающих полную взвешенность поплавка и создающих жидкостное трение в шариковой опоре.
При угловых колебаниях поплавка с частотой 20 герц и наличии эксцентриситета между сферой поплавка и внутренней сферической поверхностью корпуса жидкостное трение в шаровой опоре при остаточном весе поплавка от 0,1 до 0,5 грамма может быть достигнуто при амплитуде колебаний в пределах от 3,22 до 9,29 градусов.
В дальнейшем аналогичное исследование я провела относительно малых радиальных, аксиальных и угловых колебаний цилиндрического поплавка в цилиндрическом корпусе и на основании полученных результатов исследований о колебаниях сферического и цилиндрического поплавка написала статью. Я знала, что на нашем предприятии кандидатскую диссертацию по поплавковому прибору защитила Зоя Озерская, и попросила у неё разрешения ознакомиться с её диссертацией, на что она с готовностью дала мне своё согласие. Я увидела, что в части гидродинамики Зоя рассматривала двухмерное течение поддерживающей жидкости для случая угловых колебаниях сферического поплавка. В отличие от меня, она рассматривала не только главное движение (перетекание жидкости в плоскостях, перпендикулярных вектору угловой скорости), но также перетекание жидкости вдоль вектора угловой скорости. Это показалось мне интересным. В диссертации перед Зоей стояла задача, совершенно отличная от моей, но я увидела возможность определения величины поддерживающей силы при двухкомпонентном перетекании жидкости.
Свою статью я показала учёному секретарю редколлегии журнала “Механика твёрдого тела. Известия АН СССР” Анатолию Герасимовичу Горшкову и спросила его, стоит ли включить в статью материал коллеги. Он ответил, что это расширит и подтвердит полученные мной результаты. Тогда я объяснила Зое суть моей работы и предложила ей сделать определённые математические преобразования. В результате была получена уточнённая формула для определения величины поддерживающей силы при угловых колебаниях поплавка, оказавшаяся близкой к полученной мной. После этого я дополнила статью формулой, полученной Зоей, и мы опубликовали эту работу в 1980 году в одном из самых лучших научных журналов СССР.
В 1984 году на пост Генерального секретаря КПСС был избран Константин Устинович Черненко, и в этом же году его зять, а ныне заведующий кафедрой “Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации” МГТУ имени Н. Э. Баумана Сергей Феодосьевич Коновалов защищал свою докторскую диссертацию. Мы с ним были знакомы, поскольку Сергей Феодосьевич работал на кафедре П-4, я же училась в аспирантуре МВТУ, а позже защищала на нашей кафедре кандидатскую диссертацию. Он был приветливым и доброжелательным человеком. В работе Сергея Феодосьевича рассматривались вопросы гидродинамики поплавковых гироскопов, и поскольку по роду своей деятельности мне пришлось заниматься аналогичными проблемами, то автореферат его диссертации был направлен мне на отзыв.
Диссертация Сергея Феодосьевича была содержательной, однако на первой же странице автореферата я обнаружила, что уравнения течения жидкости записаны не в частных, а в полных производных. Я не знала, что мне делать. Дело ведь нешуточное: зять Генерального секретаря! Как быть? Сделать вид, что я ничего не заметила? Или позвонить ему и сказать, что я обнаружила погрешность в его работе? Я выбрала второй вариант. Выслушав меня, Сергей Феодосьевич расстроился и сказал, что обязательно исправит ошибку. Однако во время нашего следующего разговора он сообщил мне, что в автореферате допущена описка, а в самом тексте диссертации уравнения записаны в частных производных. У меня гора свалилась с плеч. Но это было ещё не всё. Выяснилось, что в диссертации знак поддерживающей силы, возникающей при колебаниях поплавка, противоположен знаку, полученному мной. Это означало, что возникающая при колебаниях поплавка гидродинамическая сила не взвешивает поплавок, а, наоборот, прижимает его к опоре, увеличивая трение. Этот вопрос я также пыталась обсудить с Сергеем Феодосьевичем, но мы так и не пришли к согласию. Естественно, я не написала об этом в своём отзыве на автореферат. До сих пор я не знаю, кто из нас был прав, хотя эксперименты, косвенно подтверждающие этот эффект, на нашем предприятии были проведены.
Я получила приглашение от руководства кафедры присутствовать на защите докторской диссертации Сергея Феодосьевича, чем, конечно, гордилась. Подписывая у начальника отдела отзыв на автореферат диссертации соискателя, я сообщила ему, что буду присутствовать на защите Сергея Феодосьевича. В. А. Гаранкин сказал, что тоже хотел бы получить приглашение на защиту и даже выступить на ней. Поэтому он попросил меня поговорить с заведующим кафедрой Дмитрием Сергеевичем Пельпором. Я не обрадовалась такой просьбе, но поручение нужно было выполнить, и я передала ему просьбу начальника отдела. Видя недоумение в глазах Пельпора, я поспешила заверить его, что Гаранкин – человек надёжный и никаких эксцессов на защите не будет. Однако Дмитрий Сергеевич коротко сказал нет, что я и передала своему начальнику.
Я продолжала заниматься вопросами гидродинамики поплавковых приборов. Проведённая работа по определению условий возникновения жидкостного трения при колебаниях поплавка позволила мне рассмотреть вопросы теории трения при вибрациях в поплавковых приборах. Я исследовала влияние осцилляции на величину момента трения в опоре с позиций современной теории трения при вибрации, а также влияние эффективности введения в ротор гиромотора искусственного дисбаланса, вызывающего вынужденные колебания поплавка.
Выяснилось, что частота осцилляции 2,295 герца является рубежной между макросдвигом поплавка и его колебаниями в пределах предварительного смещения. Кроме того, я показала, что при искусственном введении дисбаланса в ротор гиромотора, радиальные колебания поплавка с остаточной плавучестью 0,1 грамма и вибрационным ускорением на воздухе 0,8 g также приводят к возникновению жидкостного трения, допустимого с точки зрения обеспечения требуемых точностных характеристик гироскопа ГПА-200. Экспериментальное исследование прибора подтвердило выводы теоретического исследования об отсутствии снижения трения при изменении частоты осцилляции от 400 до 18 герц. В диапазоне же частот от 18 до 4,69 герц наблюдалось значительное уменьшение трения.
Проведённые в секторе Веры Васильевны испытания ГПА-200 с искусственно введённым в ротор гиромотора дисбалансом также подтвердили данные теоретического исследования о снижении трения в опоре и достижении в одном и том же приборе различных режимов трения: жидкостного и виброударного, который приводит к разбросу величины случайной составляющей скорости дрейфа от 0,006 град/час до величин на порядок больше.
Начальник отдела был весьма впечатлён полученными результатами и решил, что для него настало время защитить кандидатскую диссертацию. Он предложил мне написать её. Я согласилась, поскольку материала для кандидатской диссертации к тому времени было накоплено уже достаточно. Взамен он пообещал мне дополнительный месячный отпуск, чем я не замедлила воспользоваться, съездив по турпутёвке в Среднюю Азию. Всё это время я числилась в командировке на заводе в Раменском. Когда я вернулась из этой “командировки”, Гаранкин с большим воодушевлением сообщил мне, что собирается создать “гироскоп века”, в котором благодаря колебаниям поплавка, обусловленным искусственно введённым в ротор гиромотора дисбалансом, будет отсутствовать граничное трение, и прибор покажет невиданную доселе точность. Я была потрясена, потому что ранее полагала, что в диссертации должна идти речь о способах уменьшения трения в опорах подвеса, а не о новом гироскопе с гидродинамическим подвесом.
Тем не менее, по заданию начальника отдела я приступила к работе по определению величины поддерживающей силы при колебаниях, вызванных искусственно введённым в ротор гиромотора динамическим дисбалансом, при различных значениях зазора в шаровой опоре, а также различном взаимном расположении центра шаровой опоры относительно центра внутренней сферической поверхности корпуса гироскопа. Иными словами, рассматривалась возможность создания поплавкового гироскопа с гидродинамическим подвесом, и при этом анализировались возможные погрешности такого гироскопа. Важным выводом этой работы явилось то, что поскольку конец вектора кинетического момента гироскопа описывает при колебаниях замкнутую кривую в пространстве, то в таких случаях, согласно недавним исследованиям теоретиков в области гироскопии, уходы прибора могут достигать больших величин. Кроме того, было показано, что моменты сопротивления токоподводов при поступательном перемещении поплавка не обеспечат требуемой величины случайной составляющей скорости дрейфа. Начальник отдела стал соисполнителем этой работы. В соавторстве с ним я написала также статью “Исследование характеристик поплавкового гироскопа с гидродинамическим подвесом, создаваемым при колебаниях поплавка”, опубликованную в 1984 году в сборнике “Труды предприятий отрасли”.
Несмотря на полученные неутешительные результаты теоретического исследования, Вадим Александрович утвердил тему диссертации и был непреклонен в своём решении разрабатывать “гироскоп века”. Все денежные средства, выделенные отделу на проведение научно-исследовательской работы, он направил на изготовление и испытание макета нового прибора. Поскольку я не желала рисковать своей репутацией специалиста, то написала докладную записку начальнику отделения, в которой указала, что требуемая точность прибора обеспечена не будет и деньги, направленные на проведение научно-исследовательской работы, будут израсходованы напрасно.
Действительно, когда макет прибора был изготовлен и испытан, его дрейф не укладывался ни в какие допустимые границы. О диссертации не могло быть и речи. Меня до сих пор мучает совесть, что я воспользовалась предложением начальника отдела на незаконный отпуск, но диссертацию ему так и не написала, но он сам виноват, потому что он был максималистом по натуре. Ему нужно было бы создавать не “гироскоп века”, а защитить диссертацию по уже проверенным на практике теоретически обоснованным методам снижения величины граничного трения при осцилляции и искусственно введённом в ротор гиромотора дисбалансе. В моей дальнейшей работе также было много тем, которые можно было бы использовать в качестве диссертационной работы. Но не сложилось…
Глава 7 Обкатка
Посвящается всем дерзновенным, самозабвенно ищущим Истину.
Шёл тысяча девятьсот восемьдесят третий год. Я занималась расчётами на прочность при ударных нагрузках различных типов акселерометров – приборов, устанавливаемых на гиростабилизированной платформе и измеряющих ускорение летательных аппаратов. В том же году я приступила к теоретическому исследованию инструментальных погрешностей разработанного на нашем предприятии поплавкового астатического гироскопа. И в течение практически всего этого года краем уха я слышала о необычном поведении поплавкового гироскопа другой конструкции, переданного на наше предприятие в качестве трофея со сбитого иностранного самолёта в ходе войны во Вьетнаме.
Знакомиться с этим явлением приезжали многие маститые учёные из МАИ, МГУ и других организаций. Все они спускались в подвальное помещение на фундамент, где был установлен гироскоп, осциллограф и другое необходимое для проведения испытаний оборудование, а затем пытались найти объяснение увиденной ими “обкатки” кожуха по упору при их соприкосновении. На нашем предприятии этой задачей занимался кандидат физико-математических наук Сергей Кухтевич, выпускник МФТИ, самого лучшего, с моей точки зрения, вуза тогдашнего СССР. К концу года Сергей написал отчёт об исследовании поведения этого гироскопа, в котором описал конструкцию гироскопа и суть наблюдаемого явления.
Гироузел, или кожух гироскопа, в котором установлен быстровращающийся ротор, представляет собой сплошную бериллиевую сферу и является внутренней рамкой карданова подвеса. Внешняя рамка карданова подвеса, выполненная в виде тонкого кольца, утоплена в кожухе. Опоры ротора представляют собой газодинамические подшипники. По направлению кинетического момента ротора в кожухе имеются два цилиндрических углубления. Упоры – металлические стержни, закрепленные в корпусе, входят в эти углубления, ограничивая рабочую зону гироскопа, – величину отклонения вектора кинетического момента ротора от нулевого положения до соприкосновения кожуха с упором.
Экспериментально обнаружено следующее явление: при соприкосновении кожуха с упором возникает “обкатка” упора, т.е. кинетический момент ротора начинает описывать конус, причём кожух всё время остаётся в контакте с упором. Частота обкатки меняется от прибора к прибору и составляет от семи десятых до семи герц. Скорость обкатки не зависит от скорости подхода гироскопа к упору и превосходит скорость ухода из-за вращения Земли на два-три порядка. Обсуждение постановки задачи, гипотез о физической сущности наблюдаемого явления и результатов исследования проводилось совместно с доцентом кафедры теоретической механики Александром Исааковичем Кобриным.
В разделе “Заключение” указывалось: “Рассмотренные в настоящем отчёте силы, действующие на кожух (силы нормальной реакции упора, сухого и вязкого трения, силы, возникающие при колебаниях ротора в газодинамических опорах) не могут вызвать наблюдаемое движение гироскопа на упоре. Для объяснения наблюдаемого режима обкатки необходимо проведение дополнительных экспериментальных и теоретических исследований природы и величины сил, действующих на кожух и ротор гироскопа гидродинамических, упругих, электромагнитных и т.д”.
Однако свои изыскания Сергей не продолжил.
В конце года, когда стало очевидно, что никто из видных учёных, занимавшихся этой задачей, не выдвинул рабочую гипотезу, объясняющую причину возникновения обкатки, я изъявила желание взяться за решение этой головоломки и получила “добро” от начальства. В данном случае начальство ничем не рисковало: корифеи не сумели найти ответ на загадку, поэтому в случае моей неудачи это было бы воспринято как должное. В первый же рабочий день после Нового года я приступила к работе. Я прекрасно понимала, что знаю теорию гироскопов значительно слабее, чем все те маститые учёные, которые проявили интерес к решению этой задачи. Я понимала также, что мне предстоит отыскать какое-то ранее не принятое во внимание явление, которое способно вызвать столь необычное поведение гироскопа на упоре. Согласно “классике”, при соприкосновении кожуха с упором на площадке их контакта возникает сила нормальной реакции и сила трения, момент от которой должен отводить контактирующие поверхности друг от друга. В действительности же кожух постоянно находился в контакте с упором.
Прежде всего, мне нужно было познакомиться с конструкцией прибора и теми условиями, при которых проводились эксперименты. Я, как и все предыдущие исследователи этого явления, решила воочию убедиться в удивительном поведении гироскопа, установленного, как это обычно делается при испытаниях, на фундаменте на отгоризонтированном основании.
Эксперимент заключался в следующем: на обмотки статора гиродвигателя подавалось напряжение питания, и ротор начинал вращаться с большой скоростью. Сигналы с выходных обмоток датчиков угла, установленных по осям подвеса гироскопа и характеризующих величину отклонения вектора кинетического момента от нулевого положения, подавались на вход осциллографа. При замыкании цепей обратной связи, то есть при подаче напряжения питания на обмотки датчиков момента, вектор кинетического момента находился в центре рабочей зоны, занимая нулевое положение. В режиме свободного гироскопа, т.е. при размыкании цепей обратной связи, ротор сохранял неизменным направление вектора кинетического момента в пространстве. Корпус же гироскопа под воздействием угловой скорости вращения Земли поворачивался в пространстве, вызывая так называемый кажущийся уход гироскопа, что на экране осциллографа фиксировалось в виде прямой линии. После соприкосновения с упором вектор кинетического момента начинал описывать конус, и на экране осциллографаэто проецировалось в виде окружности.
Ознакомившись с этими исходными данными, я начала разрабатывать различные гипотезы, которые могли бы объяснить наблюдаемое явление. Правда, сначала я поехала к Виктору Филипповичу Журавлёву, доктору физико-математических наук, руководителю кандидатской диссертации Сергея Кухтевича. С Виктором я была хорошо знакома, так как по окончании МВТУ он был распределён на работу в Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики, где, будучи молодым специалистом, работала и я. Здесь Виктор проработал несколько лет, проявив исключительные способности. Кстати, Виктор был ознакомлен с задачей, которую теперь предстояло решать уже мне. Не знаю, сколько времени он уделил этой задаче, но, во всяком случае, к тому моменту, когда я взялась за неё, ответа на поставленный вопрос не было ни у кого. Я поехала к Виктору, чтобы выяснить у него, насколько трудной, с его точки зрения, является стоявшая передо мной задача, каковы у меня шансы найти на неё ответ и какова квалификация Сергея как специалиста, поскольку мы работали в разных отделах и по производственным вопросам до сих пор не сталкивались. Сергей работал в теоретическом отделе, а я занималась теоретическими исследованиями в отделе, в котором проводились испытания гироскопов и разрабатывалась сопровождающая приборы документация.
Виктор сообщил мне, что задача сложная, что Сергей – высококвалифицированный специалист, и выразил сомнение в том, что мне удастся справиться с этой задачей. Однако я не была обескуражена, а, выслушав мнение Виктора, с головой окунулась в работу. Ещё раз спустилась на фундамент, изолированный от внешних вибраций и всех иных воздействий, включая вибрации здания института. Наблюдая за обкаткой, я обратила внимание на то, что лучик на экране осциллографа, описывая окружность с разной угловой скоростью, характерной для различных гироскопов, при этом слегка дрожит. Тогда я не поняла, почему это происходит, но все увиденные мной на экране осциллографа картинки чётко запечатлелись в моей памяти. Я искала явление, которое заставляло контактирующие поверхности кожуха и упора прижиматься друг к другу. А это могло происходить только в случае изменения направления силы трения в какие-то моменты их контакта. Этот эффект казался мне фантастическим.
Первый отчёт о моих изысканиях назывался “Разработка гипотез условий возникновения обкатки гироузла по упору… Часть I”. В процессе работы мне понадобились консультации по математике, ибо в этой части я всю жизнь ощущала значительный пробел. В годы моей учёбы в МВТУ математика преподавалась лишь на двух первых курсах, что, возможно, было достаточно для инженера-практика, но совершенно недостаточно для специалиста, занимающегося теоретическими исследованиями в области гироскопии. Сейчас МВТУ переименовано в МГТУ, так что математике, должно быть, уделяется больше внимания. Я же по окончании МВТУ поступила не на мехмат МГУ, как предполагала ещё на втором курсе, а на вечерний факультет иняза.
Рассмотренные в этом отчёте гипотезы не позволили выдвинуть рабочую гипотезу. Вряд ли кто-нибудь верил в успех решения этой задачи, но я упорно продолжала свои поиски. Начальник нашего отдела Вадим Александрович Гаранкин не торопил меня, понимая, что я отдаю делу все свои силы. Он только как-то сказал: “Алла Дмитриевна, если мы с Вами решим эту задачу, то в ближайшие десять лет нам не будут страшны никакие бури!”
Я всё больше склонялась к мысли, что обкатка вызвана какими-то механическими колебаниями, но делиться своими предположениями ни с кем не собиралась. Узнав от начальника теоретического отдела Валентина Федоровича Рафельсона о том, что передо мной стоит такая задача, летом для беседы со мной к нам на предприятие приехал Александр Исаакович Кобрин, доцент кафедры теоретической механики МЭИ. Если бы в ответ на его прямой вопрос я поделилась с ним своими соображениями, он, возможно, даже опередил бы меня в разработке физической модели обкатки, не говоря уже о том, что он – выпускник механико-математического факультета МГУ – с лёгкостью решил бы соответствующие математические уравнения. Этого я не могла допустить, и потому всё время, пока он находился на нашем предприятии, я пряталась в дамской комнате. И до сих пор считаю это правильным, так как к тому времени я знала уже половину ответа на поставленный вопрос. Это была уже моя “интеллектуальная собственность”.
Лето подходило к концу. Все мои силы и помыслы были направлены на поиск источника механических колебаний кожуха. Эта проблема не выходила у меня из головы буквально круглые сутки. Я чувствовала, что вот-вот придёт решение. В какой-то момент я почувствовала, что мне необходимо сосредоточиться, чтобы никто не мешал мне, – ни на работе, ни дома. Я поехала в библиотеку имени Ленина, не заказала ни одной книги и не была в состоянии нормально сидеть на стуле. Опершись на стол локтями и стоя на стуле на коленях, я обхватила голову руками и, закрыв глаза, какое-то время находилась в этом положении в полной неподвижности, не замечая никого и ничего вокруг. И вдруг пришло озарение. Эврика! Эти колебания вызваны динамическим дисбалансом ротора гиродвигателя! При вращении ротора против часовой стрелки из-за колебаний кожуха с частотой вращения ротора момент от силы трения в среднем равен нулю, и кожух постоянно приходит в соприкосновение с упором. Момент же от силы нормальной реакции обусловливает движение кожуха по упору по часовой стрелке.
Я села на стул уже нормально и записала эти несколько фраз. Затем нашла телефон-автомат и набрала номер телефона начальника отдела. Рабочий день закончился, но Гаранкин, как и обычно, задержался на работе. Я зачитала ему написанное на бумажке, чтобы не сбиться. Голос мой звенел от радости, я почти кричала в трубку. И в ответ мне он тоже закричал: “Алла Дмитриевна! Вы – у-у-умница!”
Это было истинное счастье. Такое не повторилось больше никогда в жизни. Поэтому именно этот момент я считаю кульминацией своего творческого пути, хотя и потом, позже, мне также довелось заниматься интересными и сложными проблемами. Я, как мать своё дитя, буквально вынашивала решение этой задачи.
До конца года я подготовила два следующих отчёта по исследованию поведения гироскопа на упоре. В первом уточнялись гипотезы условий возникновения обкатки и была предложена рабочая гипотеза. Во втором исследовались уравнения движения гироскопа и определялось влияние жёсткости упора на скорость обкатки. Составив приближённые уравнения движения кожуха и внешней рамки, я представила их решение на одном периоде колебаний кожуха, вызванных динамическим дисбалансом ротора. Эти решения показали, что в зависимости от жёсткости упора кожух может постоянно находиться в контакте с упором, вдавливаясь в него, либо отходить от него на части периода высокочастотных колебаний кожуха. Моя гипотеза была полностью подтверждена экспериментальными данными как по частоте обкатки, так и по характеру взаимодействия контактирующих поверхностей.
С моими отчётами были ознакомлены сотрудники теоретического отдела. Им, в свою очередь, предстояло убедиться в правильности предложенной мной гипотезы о причине возникновения обкатки – из-за динамического дисбаланса ротора гиродвигателя – путём программирования и решения уравнений движения гироскопа на ЭВМ. Эту работу выполнили Сергей Кухтевич и Владимир Исаев. Необходимо было получить решение не только на периоде колебаний кожуха, вызванных дисбалансом ротора, которое получила я, но на периоде обкатки гироузлом упора, то есть на бесконечно большом числе высокочастотных колебаний кожуха. Для этого мне не хватило бы целой жизни, и именно поэтому потребовалось моделирование процесса обкатки на ЭВМ. В результате моделирования было получено периодическое решение с ожидаемой частотой, что подтверждало правильность выбранной гипотезы. Это означало, что кожух “закатался” по упору. Тут уже наступило всеобщее ликование. Мы выступали с докладами в НИАС, МГУ и других организациях. Я видела восхищение коллег, их признание меня как специалиста. Профессор кафедры прикладной механики МГУ Игорь Васильевич Новожилов сказал: “Эта женщина всем нам дала фору”.
Конечно, мне не терпелось поскорей опубликовать статью о поведении гироскопа на упоре в журнале “Механика твёрдого тела”, одном из лучших журналов тогдашнего СССР. Статья должна была быть написана на высочайшем математическом уровне. Лучше Сергея Кухтевича это сделать не смог бы никто. Однако работа над статьей продвигалась достаточно медленно, потому что стоявшая перед Сергеем задача была не из лёгких.
Когда статья была готова, и я прочитала её, в моей душе явственно зазвучала симфония – так она была красива, отточена, прекрасна. Это было настоящее произведение искусства. Статья находилась на рецензировании в редакции более года и была опубликована в 1989 году. Кроме этой нашей совместной статьи, в соавторстве с коллегами я написала две статьи об обкатке, которые были опубликованы в научно-технических сборниках “Вопросы авиационной науки и техники” в серии “Авиационное и ракетное вооружение” и “Судостроительная промышленность” в серии “Навигация и гироскопия”. В 1987 году мы получили авторское свидетельство на “Способ контроля трёхстепенного гироскопа”, заключающийся в определении характеристик гироскопа по оценке параметров обкатки.
Итак, задача была решена. Спустя некоторое время многим стало казаться: ну, что тут такого? Динамический дисбаланс ротора… Всё так просто… И мы бы могли… Но ведь не смогли же! Годы спустя многим кажется, что и они бы могли сочинить первый концерт для фортепьяно с оркестром Чайковского…
В день моего юбилея в 1998 году, когда вся страна заворожённо смотрела по телевизору сериал “Санта-Барбара”, Оливер Викторович Иваньков, прекрасный конструктор, безвременно, к сожалению, ушедший из жизни, подарил мне вазу для цветов и вложил в неё открытку с четверостишием собственного сочинения:
Коль загадки той обкатки
Положила на лопатки,
То не будет Алле грузом
Увести у Иден Круза.
Последнее, правда, не по моей части.
Не могу, однако, не упомянуть о том, что в 90-е годы, когда никого в России больше не интересовали новые разработки в области авиационного и космического приборостроения, когда встали цеха и заказов не было, я, как и многие другие исследователи, осталась без работы и без денег.
Глава 8 Калейдоскоп тем и теорий
Изучение новых дисциплин не ограничилось для меня теорией трения и гидродинамикой, а также расчётами на прочность рам и стержней при воздействии ударных и вибрационных нагрузок. Следующее задание – рассчитать прогибы разделительной втулки в гироскопе с упругим подвесом “Гирофлексе” – я получила от заместителя главного конструктора направления Анатолия Васильевича Агапова. На этот гироскоп возлагались большие надежды в смысле достижения его точностных характеристик. Поскольку диаметр втулки был значительно больше её высоты, то поставленная передо мной задача оказалась связанной с расчётом пластин. Я не была специалистом в области расчёта пластин и оболочек, это не было собственно гироскопией, а являлось предметом совершенно другой специальности. Но у меня не хватило духа отказаться от предложенной работы, потому что всю жизнь мной владел страх, что я буду неправильно понята, что как специалист я не поддержу свой престиж. Я находилась в состоянии некоторой паники и поделилась своими опасениями с ведущим конструктором Борисом Сергеевичем Киршиным, расчётчиком конструкторского отдела, который всю жизнь работал в рамках теории сопротивления материалов. На мою жалобу Киршин с сочувствием отозвался: “А им что кинь, что прикинь – всё едино”. Он имел в виду, что кинуть значит бросить что-либо, а прикинуть – сделать приближённый расчёт.
Я начала осваивать новую для меня науку. Теперь я постоянно пользовалась справочником под редакцией И. А. Биргера и Я. Г. Пановко “Прочность, устойчивость, колебания”, а также множеством других книг. Мне предстояло определить прогибы втулки, разделяющей две камеры в гироскопе с упругим подвесом, одна из которых заполнена воздухом, а другая вакуумирована. Втулка, нагруженная распределённой нагрузкой, представляла собой керамическую пластину со ступенчатым изменением толщины, защемлённую по краю круглого отверстия в центре. Условия закрепления на наружном крае зависели от наличия или отсутствия распорок, расположенных между втулкой и корпусом прибора.
Конечно, я не могла обойтись без консультации специалиста в области расчёта пластин, доктора технических наук Ивана Дмитриевича Грудева, работавшего в ЦНИИПСК, с которым у МИЭА был заключён договор о сотрудничестве. Под руководством Ивана Дмитриевича эта работа была выполнена, но получить задание, причём разовое, в области, в которой я ничего не понимала, было для меня психологической травмой. Я понимала, что вряд ли когда-нибудь мне ещё раз придётся иметь дело с подобной частной задачей, поэтому мне было просто жаль потраченных сил. К тому же мне было неинтересно решать эту достаточно узкую проблему, поскольку в целом “Гирофлексом” я не занималась.
Моя дальнейшая работа по исследованию параметров гироскопов оказалась снова связанной с расчётом токоподводов – на этот раз гироскопа ГПА-200 с торсионно-шаровой опорой и винтовыми пружинными токоподводами. В 1980 году я выпустила отчёт “Исследование упругих моментов токоподводов в изделии ГПА-200”. Позже расчёты токоподводов я выполняла совместно с молодым специалистом Наташей. С ней в 1982 году мы выполнили работу по исследованию возможности компенсации упругих моментов токоподводов в гироскопах ГПА-200 и ГПА-Л, а в 1984 году написали отчёт по исследованию моментов тяжения винтовых пружинных токоподводов с учётом направления навивки проволоки, ставший уточнением моей первой работы по этой теме. В 1985 году в журнале “Авиационная промышленность” была опубликована наша совместная статья “О компенсации моментов тяжения винтовых пружинных токоподводов”. Другие наши статьи были депонированы в ВИНИТИ. Помимо этого, начальник нашего отдела Вадим Александрович Гаранкин, ведущий конструктор ГПА-Л Оливер Викторович Иваньков, сборщик Лев Андрианович Клочков, Наташа и я получили авторское свидетельство на изобретение “Узел для подвода электроэнергии к чувствительному элементу инерциального прибора”.
Не могу не сказать о досадном для меня моменте наших отношений с Наташей. Она была выпускницей МАИ, миловидная, тоненькая, с длинными тёмными волосами, тихим голосом, способная, но очень закрытая. Она не сблизилась ни с одной из женщин-коллег, но пользовалась большим успехом у мужчин, хотя вела себя достаточно скромно. Я знала, что Наташа собирается поступать в аспирантуру, и решила, что она должна повторить мой путь – от достаточно сложных расчётов токоподводов к решению более крупных задач. К сожалению, по моей вине наши отношения сильно испортились, когда начальник нашего отдела придумал оригинальный способ уменьшения моментов сопротивления токоподводов и предложил Наташе оформить заявку на изобретение. Я считала, что токоподводы были моей прерогативой, и поэтому рассердилась на Наташу, когда та дала согласие проводить эту работу без моего участия.
Вскоре я осознала, что была абсолютно не права, причём настолько, что не могу простить этого себе до сих пор. И на вопрос, хотели бы я прожить свою жизнь заново, я бы ответила отрицательно, в том числе и из-за этого случая. А в тот момент мы с ней поговорили на повышенных тонах. Я, конечно, обвиняла её в “измене”, что было недопустимо и крайне глупо. А она в ответ выдала мне всё, что думала обо мне. Тогда-то я и поняла, что она далеко не тихая молодая дама и может быть достаточно агрессивной. Этот “разговор” произвёл на меня такое сильное впечатление, что ещё долго впоследствии, где бы я ни находилась, мне всюду чудилась эта “тихая ведьма” в образе Гоголевской панночки из “Вия”.
Когда, спустя несколько лет я узнала, что Наташа поступила в аспирантуру, а позже защитила кандидатскую диссертацию, я была искренне этому рада. Мне казалось, что я как бы сняла с себя ответственность за её судьбу в науке.
В целом рабочие будни сектора протекали без эксцессов, в напряжённой, ответственной работе. Помню лишь один вызвавший горькие переживания случай, произошедший с Ниной Асс. Была зима, и на внутренней территории предприятия стояли высокие снежные сугробы, так что пройти можно было лишь по неширокой, расчищенной между сугробами дорожке. Проехать по ней даже одной легковой машине было достаточно сложно, а разминуться машине с человеком было практически невозможно. И вот в этих условиях Нина при встрече на узкой дорожке с автомашиной попала под её колёса. Дело приняло нешуточный оборот. И хотя печальное событие произошло в рабочее время, на территории предприятия, протокол, на основании которого Нина могла бы сразу получить оплачиваемый бюллетень, не был составлен. Начальство всячески старалось замять этот факт, и начальник нашего отдела ничем Нине не помог. Она очень долго лечила ногу, но нога так и осталась изуродованной. Конечно, это явилось для Нины дополнительным стрессом. В итоге у неё обнаружили онкологию, и не дожившая даже до пятидесяти лет женщина ушла из жизни. Нам же нужно было продолжать работать.
Одна из значимых тем моей научной деятельности была связана с анализом причин температурного дрейфа поплавкового гироскопа ГПА-200. Вопросами температурного режима гироскопа, проявляя творческую фантазию, серьёзно занимался также Володя Сирота, который в соавторстве со мной получил авторские свидетельства на изобретения “Способ определения температуры нейтральной плавучести гироузла в трёхстепенном поплавковом гироскопе с горизонтальной и вертикальной осями подвеса” и “Способ определения температурного коэффициента дрейфа трёхстепенного поплавкового гироскопа при балансировке”. В 1993 году в журнале “Авиационная промышленность” вышла наша совместная с Володей статья “Демпфирование синхронных колебаний гироузла в трёхстепенном поплавковом гироскопе”. Володя был спокойным, уравновешенным человеком, с которым было приятно общаться по любому вопросу.
По результатам исследования температурного дрейфа гироскопа ГПА-200 совместно с Наташей я написала отчёт, а в 1986 году в сборнике “Труды предприятий отрасли” была опубликована статья “Влияние погрешности стабилизации температуры на уходы поплавкового гироскопа с торсионно-шаровым подвесом”, написанная мной в соавторстве с начальником отдела, Володей Сиротой, Таней Степановой и Наташей Щегловой. У этой статьи была довольно-таки печальная история. Дело в том, что сначала я не включила начальника отдела Гаранкина в соавторы, и это очень сильно его задело. На нашем предприятии было принято представлять отзывы на научно-технические статьи, авторефераты или диссертации за подписью начальника отдела в Учёный совет предприятия, который на его основании давал рекомендацию к публикации или одобрял отзыв на работу соискателя диссертации. Разгневанный Гаранкин дал на нашу статью отрицательный отзыв и перед всем отделом громогласно заявил: “Вот, Валько написала статью. Такая скромность плохо пахнет…”, желая этим подчеркнуть, что я, напротив, выпячиваю себя. В большом зале, где размещался наш отдел, стало совершенно тихо. Я отчётливо помню своё состояние в тот момент. Стоит ли говорить о том, что эти слова начальника, этот камень в мой огород, я запомнила на всю жизнь? В тот момент никто из сотрудников, в том числе и я, не проронил ни слова. Что мне оставалось делать? Я переставила местами несколько абзацев, внесла кое-какие дополнения, включила в соавторы начальника отдела, и статья была благополучно опубликована.
Однако именно тогда я окончательно поняла, что со своей мечтой написать докторскую диссертацию мне придётся расстаться навсегда… Мой начальник не был даже кандидатом наук, я же – женщина, да притом беспартийная и к тому же ещё еврейка. Каждый из этих пунктов в отдельности не имел решающего значения, но все вместе они создавали непреодолимую преграду. Такое осознание моих перспектив повергло меня в уныние. Мне казалось, что некогда высокий потолок над моей головой резко опустился. Я утешилась только тогда, когда узнала, что моя сокурсница, Ленинская стипендиатка, личность действительно сильная, кандидат технических наук, доцент МВТУ Мила Селиванова не собирается защищать докторскую диссертацию. “Уж если такие люди не защищаются, то…”, – подумала я и смирилась.
После публичного “выступления” начальника отдела находиться с ним в одном помещении я больше не могла, и когда мне представилась возможность переселиться в теоретический отдел, я была настолько рада этому обстоятельству, что заплакала от счастья. Начальником теоретического отдела был Валентин Фёдорович Рафельсон, защитивший на предприятии в 1976 году кандидатскую диссертацию. Он окончил МАИ и механико-математический факультет МГУ и был исключительно интеллигентным и образованным человеком, а также первоклассным учёным. В его отделе я территориально находилась несколько лет и до сих пор благословляю то время, когда я не слышала начальственных окриков Гаранкина.
Рафельсон совершенно искренне любил своих сотрудников, хотя в производственных вопросах был требователен к ним. Помню, как он переживал, когда один из его сотрудников не явился на работу и никого не предупредил о причинах своего отсутствия. Валентин Фёдорович не находил себе места, предчувствуя трагедию, которая и произошла в действительности. Саша Лосьев, молодой и способный кандидат технических наук, погиб в собственной квартире от рук своих пьяных друзей.
Я с большой симпатией относилась буквально ко всем сотрудникам Валентина Фёдоровича, в том числе и к Саше Лосьеву. Это были теоретики, умные ребята и квалифицированные специалисты, что я всегда очень ценила в коллегах. В то время я решила задачу-загадку об обкатке гироузлом упора в гироскопе ГПА-Л и пребывала по этому поводу в состоянии эйфории. Валентин Фёдорович высоко оценил мой успех и даже не сделал мне замечания, когда я принесла в отдел серую в чёрную полоску кошку Марину, и мы целый день сидели с ней в одном кресле: я работала, а кошка молча сидела позади меня. Когда рабочий день заканчивался, кошку Марину выгоняли из помещения, помещение опечатывали, и кошка ночевала где-то во дворе предприятия. Утром, приходя на работу, я громко звала: “Марина…”, и она опрометью бежала ко мне. Может быть, не всем это нравилось. Во всяком случае, однажды совершенно неожиданно для меня Саша Лосьев, который был лет на десять-двенадцать моложе меня, пропел, обращаясь ко мне: “Отцвели уж давно хризантемы в саду…” И тогда я поняла, что не всё так радужно в отношении моих коллег ко мне.
Валентин Фёдорович практиковал в своём отделе проведение “мозговых атак”, когда нужно было срочно найти решение какой-либо нестандартной задачи. Как-то он решил привлечь и меня к общему обсуждению проблемы. Я отказалась под предлогом, что медленно соображаю. Валентин Фёдорович сразу понял, что я просто боюсь попасть впросак из-за какого-либо некорректного высказывания, и решил незлобиво поддеть меня: “Алла, у Вас мания величия”, показывая этим, что никто даже внимания не обратит на мою ошибочную версию. В другой раз он мог сказать: “Алла, Вы – кошка, которая гуляет сама по себе”. В общем-то, я знала об этом, и именно поэтому не перешла в его отдел от Гаранкина, который никогда меня не торопил и знакомился с моими отчётами только тогда, когда работа была полностью выполнена. Надо признать, что Гаранкин был очень способным инженером, обладавшим быстрым умом, только был он, в отличие от Валентина Фёдоровича, уж очень невыдержанным человеком. И тогда, и сегодня мне хочется сказать Рафельсону “Большое спасибо”, и мне очень жаль, что его уже нет с нами.
Моя дальнейшая работа была связана с теоретическим исследованием моментов трения в камневых опорах подвеса поплавкового гироскопа ГПА-Л, в которых сквозные и накладные камни были установлены на поплавке и изготовлены из лейкосапфира. К этому времени относится начало моего сотрудничества с НИИЧаспромом. Ознакомление с книгами Ю. М. Хандельсмана “Камневые опоры”, М. П. Ковалёва, И. М. Сивоконенко, К. Н. Явленского “Опоры приборов”, статьями начальника лаборатории НИИЧаспрома, к.т.н. Светланы Григорьевны Усковой и многими другими позволило мне глубже вникнуть в теорию трения.
Теперь я знала, что поворот поплавка относительно оси цапф, установленных в корпусе прибора, начинается со вскатывания, что было совершенно новым для меня понятием. При этом в опоре возникает трение качения и трение скольжения, причём угол вскатывания ограничен погрешностью следящей системы. Я разбиралась, какие конкретно моменты сопротивления вращению возникали в режиме вскатывания при контактировании шаровой цапфы со сквозным камнем.
В рабочем режиме – режиме скольжения – возникал момент сопротивления, равный сумме моментов трения качения, трения скольжения и момента, вызванного ошибками геометрии деталей камневых опор. При контакте шаровой цапфы с накладным камнем рассматривалось трение верчения, а также трение скольжения, возникающее при перекосе установки накладного камня.
Результатом моей работы явился научно-технический отчёт “Выбор оптимальных люфтов и определение требований к геометрии опор подвеса ГПА-Л”. На основании полученных результатов расчёта в отчёте приведены рекомендации по допустимой величине отклонения рабочей температуры в приборе от номинальной, погрешности стабилизации температуры в приборе и погрешности геометрии цапф и сквозных камней подвеса.
В соавторстве с В. Н. Голубенко я написала статью “Приближённая оценка моментов сопротивления вращению в опорах поплавкового гироскопа”, опубликованную в 1984 году в Трудах НИИЧаспрома “Современная хронометрическая техника”. В 1986 году был выпущен отчёт по исследованию моментов сопротивления миниатюрных опор скольжения “Обоснование ужесточения допусков на погрешности изготовления и сборки камневых опор подвеса гироскопа ГПА-Л2-1”, выполненный мной и инженером-конструктором III категории Д. Л. Игнатовым совместно с сотрудниками Научно-исследовательского института часовой промышленности согласно договору о творческом сотрудничестве между МИЭА и НИИЧаспромом.
Начался следующий этап в исследовании гироскопа ГПА-Л2-1, который являлся модернизацией первых вариантов прибора. На этот раз мне предстояло стать ответственным исполнителем совершенно новой для меня темы по определению причины и путей уменьшения дрейфа гироскопа ГПА-Л2-1 при изменении атмосферного давления.
Причиной необходимости проведения такого исследования послужило то, что при установке гиростабилизированной платформы с трёхстепенными гироскопами в негерметичном отсеке летательного аппарата было обнаружено изменение характера дрейфа при колебаниях атмосферного давления. Причинами этого явления могли быть деформации гиросферы в результате давления жидкости, образование пузырей при давлении ниже давления опрессовки, а также диффузия газа из атмосферы через уплотнительную прокладку.
При качественном заполнении приборов жидкостью, её дегазации, использовании индиевой герметизации возникал дрейф гироскопа, зависящий от ускорения свободного падения (силы тяжести). При этом зависимость дрейфа от атмосферного давления имела практически линейный характер. Это давало основание полагать, что причиной изменения дрейфа гироскопа являлось смещение центра тяжести гироузла, которое могло быть обусловлено различными причинами.
Было рассмотрено несколько гипотез: первая, смещение центра тяжести и центра давления гироузла за счёт разности деформаций тонкостенных бериллиевых кожухов, вторая, влияние упругих деформаций корпуса поплавка на вибрационный возмущающий момент, третья, изменение положения центра тяжести гироузла, вызванное собственно деформацией кожухов гиросферы и различной жёсткостью клеевых швов. Первую гипотезу выдвинул начальник нашего отдела Гаранкин, и вместе с ним я провела теоретическое исследование этой гипотезы, однако она не нашла экспериментального подтверждения.
В этой работе неоценимую помощь мне снова оказал доктор технических наук Иван Дмитриевич Грудев, который выдвинул и разработал третью гипотезу. Именно эта гипотеза, получившая числовое подтверждение при проведении экспериментов, была выбрана в качестве рабочей, объясняющей изменение дрейфа гироскопа при изменении атмосферного давления.
Эта работа имела большое практическое значение. В её проведении приняли участие представители технологического отдела: инженер А. Н. Макаревич, который провёл экспериментальное определение деформаций сферы гироузла голографическим методом, и технолог М. Б. Грабовский, который консультировал меня по вопросам технологии сборки поплавка, склеиванию контактирующих поверхностей и механическим свойствам клеев ЭД5-К3 и ЭД5-К4. В секторе Веры Васильевны Елена Борисовна Соболева, Ольга Павловна Уточкина и Наташа Маянцева проводили работы по экспериментальному определению деформации гироузлов, изменению дрейфа и изменению температурного коэффициента дрейфа при изменении атмосферного давления. К работе были привлечены также сотрудники конструкторского отдела Борис Сергеевич Киршин и Татьяна Федосеева.
В результате проведённой работы была подтверждена гипотеза о том, что причиной изменения дрейфа при снижении атмосферного давления является смещение центра тяжести поплавка, вызванное деформацией кожухов и клеевых соединений.
Для уменьшения зависимости дрейфа от снижения атмосферного давления в нашем отчёте были даны рекомендации по фиксации кожухов не только по клею, но и по металлу с помощью распорных шайб, предлагалось ввести контроль отбора кожухов одинаковой жёсткости, усовершенствовать технологию склеивания и сушки деталей гироузла, а также обеспечить алгоритмическую компенсацию изменения дрейфа при снижении атмосферного давления либо поместить гироскопы в герметичный отсек.
В 1989 году статья основных исполнителей работы: И. Д. Грудева, М. Б. Грабовского, Е. Б. Соболевой и А. Д. Валько “Причины изменения дрейфа трёхстепенного поплавкового гироскопа при снижении атмосферного давления” была опубликована в журнале “Авиационная промышленность”. Моя очередная работа была успешно завершена, а впереди моего решения ждали очень интересные задачи.
Глава 9 Творческое сотрудничество
Я смотрю в список своих научных трудов и вижу название темы, над которой я работала в 1987 году, когда моей дочери Лиле исполнилось семнадцать лет и она поступила в МГУ на механико-математический факультет. Этому знаменательному событию предшествовали её занятия в Вечерней математической школе при факультете вычислительной математики и кибернетики, а также индивидуальные занятия с преподавателями математики и физики. Однако дочь несколько раз ухитрилась пропустить эти занятия, отдав деньги, предназначенные на оплату работы педагогов своей старшей по возрасту приятельнице, чтобы та приобрела продукты детского питания для своего ребёнка. Как выяснилось позднее, её взрослая подруга в материальной помощи вовсе не нуждалась. Словом, разного рода волнений с поступлением дочери в вуз было предостаточно. Тем не менее, Лиля получила оценку “отлично” на устном и “хорошо” на письменном по математике и была принята в университет без дальнейшей сдачи экзаменов.
Я даже не ожидала такого блестящего результата, и для меня её поступление явилось не только огромной радостью, но и огромным эмоциональным потрясением. У меня до сих пор перед глазами стоит картина: на фоне здания Московского государственного университета в свой семнадцатый день рождения, когда состоялось её зачисление, стоит Лиля, счастливая, улыбающаяся, с букетом из семнадцати ярко-красных роз.
А для меня это был обычный трудовой год. Я получила задание определить усилия в клеевых швах гироузла ГУС-Л2 гироскопа ГПА-Л2 при изменении температуры. Потребность в проведении такого исследования возникла потому, что клеевые соединения кожухов и оси, а также кожухов и среднего корпуса гироузла подвергались воздействию циклических термоударов от минус шестидесяти до плюс девяноста градусов Цельсия и в режиме выхода гироскопа на рабочий режим.
Когда я приступила к изучению монографий А. С. Фрейдлина “Прочность и долговечность клеевых соединений”, а также В. М. Куковякина и И. А. Скорого “Оценка напряжённости клеевых цилиндрических соединений”, передо мной открылся новый, неизвестный доселе мир – мир полимеров. Познакомилась я и с отчётом ведущего конструктора нашего предприятия Бориса Сергеевича Киршина “Расчёт клеевых швов гироузла ГПА-Л2 на прочность и определение относительных перемещений склеиваемых элементов”, выполненным на основе теории сопротивления материалов.
Поскольку недостаточное понимание физико-механических процессов, протекающих в адгезионных соединениях, не давало возможности дать правильную оценку прочности клеевых соединений даже в первом приближении, то мне потребовалось осмыслить природу наполненных полимеров, к которым относится использовавшийся в ГУС-Л2 компаунд ЭД-5-К3.
Напряжённо-деформированное состояние клеевых соединений всегда неоднородно, а их разрушение начинается в зоне, где напряжения достигают критических для данного соединения значений. Напряжения в клеевом шве возникают не только при приложении к соединению нагрузки, но и при структурировании полимера и воздействии на него различных эксплуатационных факторов. Различие же в механических свойствах клеев и склеиваемых материалов приводит к возникновению на границе их раздела дополнительных напряжений, которые частопрепятствуют нормальной эксплуатации клеевых соединений.
Одновременно со мной инженер теоретического отдела Ира Родыгина работала над моделированием тепловых процессов в гироскопе ГПА-Л2-1 при термоударах. Общение с Ирой всегда доставляло мне истинное удовольствие. В ней было столько света, столько искреннего и доброго отношения к людям, что, несмотря на то, что она была гораздо моложе меня, мне всегда хотелось пообщаться с ней, переброситься хотя бы парой слов. И сейчас, находясь на пенсии, я изредка общаюсь с ней по телефону. В последний раз она рассказала мне о своём путешествии вместе с мужем в Южную Африку. А тогда мы выпустили совместный отчёт, в заключении к которому указали, что традиционные методы расчёта с использованием методов теории сопротивления материалов не позволяют определить сложное напряжённое состояние клеевых соединений, так как они принципиально не могут учесть фазовые переходы в компаунде при изменении температуры и остаточные напряжения в адгезионных соединениях из-за усадки, охлаждения или набухания.
Основной вывод нашей работы заключался в том, что наибольшие напряжения в клеевых швах возникают при термоударе в диапазоне температур от минус шестидесяти до плюс девяноста градусов Цельсия. Величина возникающих при этом в клее касательных напряжений не вызывает опасений. Более опасным для клея ЭД-5-К3 является само пребывание при отрицательных температурах, когда возрастает и хрупкость клея, и остаточные напряжения, и возможность появления трещин. Кроме того, по мере увеличения числа циклов термоударов растёт утомляемость клея, и поэтому прочность склеивания снижается.
Напряжённое состояние клея возрастает ещё в связи с тем, что при отрицательных температурах роль концентратора напряжений начинает играть наполнитель – кварцевый порошок, так как наибольшие напряжения возникают на поверхности соприкосновения эпоксидной смолы ЭД-20 с частицами кварца. На основании проведённого исследовании научно-исследовательскому технологическому отделу были даны рекомендации разработать программу по определению некоторых характеристик клея и завершить работу по измерению микродеформаций гироузла ГУС-Л2 на голографической установке при изменении внутреннего давления и температуры. Исполнители этой работы А. Д. Валько, И. Д. Грудев, С. Б. Киршин и И. Н. Родыгина опубликовали в 1991 году статью “Определение усилий и напряжений в клеевых соединениях гироузлов при изменении температуры” в сборнике “Вопросы авиационной науки и техники”.
Я так подробно рассказала о своей работе по расчёту клеевых соединений потому, чтобы стало понятно, насколько сложным устройством является гироскопический прибор. Не являясь специалистом в области гидродинамики, материаловедения, теории трения и других науках, я, тем не менее, в какой-то мере должна была освоить их, чтобы делать расчёты, помогающие обеспечивать требуемую точность и надёжность работы наших приборов.
Моей следующей работой стало исследование причин повышенной 400-герцовой составляющей в сигнале датчика угла и повышенной собственной вибрации гироскопа ГПА-Л2-1. Этой работе предшествовало обобщение уже имеющихся теоретических и экспериментальных данных. В 1990 году совместно с инженером Стрижевой В. В. я выпустила отчёт “Анализ адекватности и рекомендации по уточнению вибрационной модели трёхстепенного поплавкового гироскопа”. В этом отчёте были приведены расчёты по определению гидродинамических сил и моментов, обусловленных колебаниями поплавка от внутренней вибрации, и даны рекомендации по уменьшению 400-герцовой составляющей в нулевом сигнале датчика угла.
В это же время я стала соисполнителем нескольких теоретических исследований, выполненных старшим инженером нашего отдела Володей Сиротой. Володя был удивительно выдержанным, способным и доброжелательным человеком. Он был не только прекрасным инженером, но и, с моей точки зрения, весьма перспективным учёным, если бы ему удалось завершить начатые теоретические исследования. Но он неожиданно исчез из отдела, и никто в точности не мог сказать, что с ним произошло.
Наши совместные доклады “Выбор соотношения рабочей температуры и температуры нейтральной плавучести гироузла в трёхстепенном поплавковом гироскопе” и “Разработка методов компенсации угловой скорости температурного дрейфа трёхстепенного поплавкового гироскопа” были прочитаны в 1988 году в Ленинграде на XVI научно-технической конференции памяти Н. Н. Острякова. В 1990 году Володя и я получили авторские свидетельства на “Способ определения температуры нейтральной плавучести гироузла в трёхстепенном поплавковом гироскопе с горизонтальными осями подвеса”, а также на “Способ определения температурного коэффициента дрейфа трёхстепенного поплавкового гироскопа при балансировке”. В журнале “Авиационная промышленность” в 1991 году была опубликована наша совместная статья “Определение температуры нейтральной плавучести гироузла и коэффициента температурного дрейфа поплавкового гироскопа”, а в 1993 году – статья “Демпфирование синхронных колебаний гироузла в трёхстепенном поплавковом гироскопе”.
В 1991 году в соавторстве с начальником отдела Гаранкиным, старшими инженерами В. А. Сиротой и Т. И. Степановой, а также начальником сектора В. В. Яшуковой я подготовила доклад “Трёхстепенной поплавковый гироскоп как чувствительный элемент стабилизации гравиинерциальных систем”, прочитанный на III научно-технической конференции “Метрология в гравиметрии – 91”.
Очень много времени в моей работе было уделено вопросам терморегулирования нашего гироскопа. В 1989 году я выпустила отчёт “Теоретическое исследование влияния системы терморегулирования на величину времени готовности гироскопа типа ГПА-Л. Выбор рабочей температуры”. Этой теме была посвящена опубликованная в журнале “Авиационная промышленность” совместно с главным конструктором нашего направления Чесноковым Г. И. статья “Влияние некоторых параметров системы терморегулирования на готовность трёхстепенного гироскопа по дрейфу”. Продолжением темы терморегулирования явилась выполненная в 1993 году работа “Теоретическое исследование по определению температурного коэффициента дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях невесомости”.
Я хотела опубликовать результаты своих исследований по терморегулированию в научно-техническом журнале “Гироскопия и навигация”, предъявлявшем высокие требования к публикуемым статьям. С этого времени началось моё плодотворное творческое сотрудничество с дочерью и зятем Сергеем. В 1992 году дочь с красным дипломом окончила МГУ и поступила в аспирантуру по специальности “Теоретическая механика”. Зять стал аспирантом факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ. Иными словами, у меня появилось два высококвалифицированных помощника, “работавших” со мной на общественных началах. Это было весьма кстати, поскольку программист теоретического отдела Володя Исаев уволился с предприятия, а математик Евгений Кухтевич был занят решением совершенно других проблем, связанных с тематикой его отдела.
Мы трое – дочь, зять и я – были представителями разных точных наук. В нашей троице полярностями подходов к решению задач были мой зять и я. Я прекрасно представляла себе физику тех процессов, над теоретическим исследованием которых я работала, а зять первоклассно владел методами решения систем сложнейших нелинейных уравнений. Естественно, что когда я начала сотрудничать с ним, мы сначала не могли найти общий язык, так как попросту не понимали друг друга. Обсуждая некоторые вопросы, мы накалялись до предела. Дело доходило до того, что каждый из нас был готов сказать другому что-нибудь типа “ты ничего не понимаешь” и услышать в ответ “ты сама ничего не понимаешь”. Слава Богу, до этого не дошло, поскольку медиатором между нами и примирителем стала Лиля, который понимала и механику вопроса, и обладала достаточными математическими познаниями, чтобы привести нас к компромиссу. Она разъясняла мне те математические проблемы, которые я не в состоянии была понять у Сергея, а Сергею разъясняла суть физических процессов в гироскопе, которые ему было необходимо осознать, чтобы грамотно отразить их в уравнениях движения гироскопа.
Совместными усилиями мы написали и в 1994 году опубликовали в журнале “Гироскопия и навигация” две статьи.
Первая называлась “Движение трёхстепенного поплавкового гироскопа в переходном тепловом режиме и его влияние на готовность по дрейфу”. В этой статье исследовалось поведение гироскопа с момента запуска гиромотора до стабилизации дрейфа гироскопа. В инженерной практике в целях сокращения времени готовности существующих инерциальных систем этот этап поведения гироскопа становился всё более актуальным. В статье рассматривались не типичные для традиционного исследования гироскопа линейные перемещения гироузла в переходном тепловом режиме, вызывающие различный по характеру и величине дрейф от прибора к прибору, определяющий время готовности гироскопа.
Моделирование движения трёхстепенного поплавкового гироскопа проводилось для разных значений разности рабочей температуры прибора и температуры нейтральной плавучести гироузла, различной жёсткости токоподводов и их начальной деформации, а также степени затухания колебаний температуры в приборе.
Во второй статье, которая называлась “Прогнозирование готовности по дрейфу трёхстепенного поплавкового гироскопа с учётом его конструктивно-технологических параметров» и являлась логическим завершением первой, исследовались возмущающие моменты, действующие на гироузел трёхстепенного гироскопа в переходном и установившемся тепловых режимах, в зависимости от значения и скорости поступательного перемещения гироузла в пределах зазоров опор карданова подвеса.
Основной вывод статьи заключался в следующем: на основании результатов вычислений параметров движения гироузла можно давать оценку величин переменных возмущающих моментов и текущей скорости дрейфа гироскопа в переходном тепловом режиме, что позволяет прогнозировать время готовности прибора и давать рекомендации по его уменьшению.
Проведённое теоретическое исследование позволило объяснить имеющий место на практике значительный разброс разностей средних скоростей дрейфа от гироскопа к гироскопу на контрольном участке и в установившемся температурном режиме, дать рекомендации по выбору рабочей температуры и времени переходного теплового процесса, зависящего от мощности форсажного обогрева и логарифмического декремента колебаний температуры, а также обосновать допуски на конструктивно-технологические параметры гироскопа.
С этих публикаций началось также моё десятилетнее сотрудничество с членами редакции журнала “Гироскопия и навигация”, в частности с руководителем отдела научно-технической информации Ю. М. Колесовым. Публикация статей в журналах такого уровня практически всегда сопряжена с трудностями получения положительной рецензии оппонентов. Юрий Михайлович всегда старался подбодрить меня и вселить надежду, если отзыв первого рецензента не всегда позволял сразу опубликовать статью в журнале. Здесь мне вспоминаются аналогичные сложности с публикацией во всемирно известном журнале “Механика твёрдого тела” как во времена СССР, так и в период уже Российской истории.
Лиля защитила диссертацию и стала кандидатом физико-математических наук, а Сергей, к моему сожалению, не успел завершить в аспирантуре свою научную работу. В то время перспектив на дальнейший научный рост у него, как и у большинства молодых учёных страны, не было. Оклад Лили, научного сотрудника одного из институтов Российской Академии Наук, составлял в 1997 году двести семьдесят рублей в месяц (девять долларов по нынешним временам). В 90-е годы они оба, талантливые российские учёные, оказавшись невостребованными отечественной наукой, уехали в Калифорнию, где Сергей получил рабочую визу и где его знания и способности были оценены по достоинству.
Глава 10 Ваш ДСГ
В 1984 году я получила приглашение принять участие в работе школы-семинара “Новые методы решения задач динамики опор скольжения”, который проводился в пансионате под городом Миасс Челябинской области с двенадцатого по четырнадцатое сентября. Время было замечательное – начало золотой осени в краю голубых озёр, голубого ожерелья России, среди древнейших на Земле Уральских гор.
На семинаре я читала доклад, написанный в соавторстве с начальником отдела Вадимом Александровичем Гаранкиным, который назывался “Эффект гидродинамического центрирования чувствительного элемента”. Теоретическими исследованиями в этой области я занималась применительно к поплавковому трёхстепенному гироскопу на шаровой опоре. Перед докладом я сильно волновалась и помню, что даже была вынуждена лечь, чтобы расслабиться и успокоиться. Когда я закончила читать доклад, присутствовавшие на семинаре специалисты задали мне несколько вопросов, на которые я, помнится, ответила, поскольку у меня не осталось никакого неприятного осадка, и тогда я поняла, что для всех слушателей мой доклад явился проходящим моментом и только меня поверг в состояние беспричинного страха.
На этом семинаре выступил и Сергей Григорьевич, прочитавший доклад “Динамика несимметричной жёсткой роторной системы в опорах с газовой смазкой”. Он говорил без напряжения, спокойно, хорошо поставленным голосом, было видно, что для него выступление перед аудиторией – дело привычное. Он оказался доцентом кафедры “Гироскопические приборы” Челябинского политехнического института. В своём докладе Сергей Григорьевич привёл результаты решения уравнений гидродинамики на ЭВМ. Это обстоятельство послужило поводом для моего знакомства с ним. Мы разговорились, несколько раз совершили прогулки на окрестные озёра и даже вместе сфотографировались. Я до сих пор храню этот слайд.
Написав эти мемуары, я послала их Сергею Григорьевичу, чтобы он высказал о них своё мнение и сделал критические замечания. В ответ он написал большое, очень содержательное письмо, которое само по себе могло бы стать самостоятельным произведением, поэтому большую его часть я решила процитировать здесь, практически полностью сохраняя стиль его изложения. В частности, Сергей Григорьевич написал:
“Читая Ваши мемуары, не перестаю удивляться Вашей памяти. У меня, к сожалению, многое забывается. Вот вспоминаю 1984 год, семинар в Миассе и должен сказать, что не помню даже названия своего доклада, Вашего тоже не помню. Сколько дней он длился – не помню. Но очень хорошо запомнился момент нашего знакомства. Ваше улыбающееся лицо и голос, который до сих пор приносит мне удовольствие, когда Вас слышу. Но как гуляли и о чем говорили – ничего не помню. Хотелось бы посмотреть слайд, где мы молодые, и тоже не помню, что фотографировались. Очень надеюсь, что удастся побывать в Москве, и тогда Вы мне его покажете”. Конечно, названия докладов и сроки проведения семинара я “помню” только потому, что сохранила программу этого семинара, как и всех других конференций, в которых мне довелось принять участие.
Во время семинара я поделилась с Сергеем Григорьевичем, что мне удалось создать физическую модель обкатки гироузлом упора при разомкнутой цепи обратной связи и я написала отчёт, приведя в нём приближённые уравнения движения гироскопа и их решение методом припасовывания на ограниченном интервале времени. Я также сказала ему, что сейчас нужно подтвердить мою гипотезу путём решения уравнений движения гироскопа на ЭВМ, чтобы получить периодическое решение при контакте и вне контакта гироузла с упором на длительном интервале времени, и попросила Сергея Григорьевича помочь мне решить эту задачу.
К этому времени сотрудники теоретического отдела нашего института ещё не были подключены к вопросу проверки моей гипотезы. Сама я была полностью уверена в правильности выдвинутой мной гипотезы, но доказать это всему учёному миру можно было, только решив уравнения движения гироскопа на ЭВМ. Сергей Григорьевич дал на это своё согласие. Я ни разу не упомянула о том, что разработка этой модели явилась результатом моего напряжённого труда и многомесячных поисков. Я объяснила Сергею Григорьевичу суть предложенной мной гипотезы, объясняющей причину возникновения обкатки, и написала на листочке приведённые в моём отчёте уравнения движения гироскопа.
Сергей Григорьевич был исключительно обаятельным, привлекательным, с широкой улыбкой и красивым низким голосом человеком. Словом, Сергей Григорьевич мне очень понравился. Он охотно рассказывал мне о своей семье и двух дочерях, поэтому перерастать своему чувству восхищения во что-то большее я не позволила, да это и не имело бы смысла. Сергей Григорьевич обладал большой харизмой, высоким ростом, имел необыкновенно привлекательную внешность и даже ямочки на щеках. Я лихорадочно соображала, как поддержать с ним знакомство. Ведь семинар длился всего несколько дней, и мы могли разойтись, как в море корабли. И я нашла-таки отличное решение!
Возвратившись после семинара в Москву, я доложила начальнику отдела Гаранкину об услышанных на семинаре докладах и рассказала ему о Сергее Григорьевиче. Поскольку роторы гиродвигателей наших поплавковых приборов вращались на газодинамических опорах, а это как раз и являлось специальностью Сергея Григорьевича, то для фирмы было бы полезно заключить договор с Челябинским политехническим институтом. Я сумела заинтересовать и убедить Гаранкина в целесообразности привлечения к разработкам наших гироскопов такого профессионала, как Сергей Григорьевич, у которого в дипломе с отличием о высшем образовании было указано о присвоении ему квалификации инженера электромеханика по специальности “Гироскопические приборы и устройства”.
На нашей фирме теоретические исследования газодинамических опор ранее проводили начальник конструкторского отдела, кандидат технических наук Семён Григорьевич Кан и кандидат технических наук Игорь Владимирович Яковлев, однако Гаранкин предположил, что в случае привлечения к этой работе Сергея Григорьевича изыскания могут выйти на новый уровень. Помимо этого, расширялись деловые и научные связи нашего института. Поэтому Вадим Александрович дал согласие на заключение договора о сотрудничестве нашего института с кафедрой “Гироскопические приборы” Челябинского политехнического института. После заключения договора исполнителем работы был назначен кандидат технических наук С. Г. Дадаев, я же должна была принимать выполненную работу. Так началось наше многолетнее сотрудничество, скреплённое личной дружбой. Сама я в газодинамике ровным счётом ничего не понимала и выполняла чисто формальные обязанности при получении отчётов с результатами исследований Сергея Григорьевича, хотя и использовала эти результаты в своих расчётах инструментальных погрешностей гироскопа, например, расчётные значения радиальной и осевой жёсткости газодинамической опоры, а также другие данные. Кан и Яковлев, напротив, серьёзно и профессионально изучали эти отчёты и воплощали рекомендации, данные С. Г. Дадаевым, в конструкции прибора.
Спустя некоторое время после окончания семинара под Миассом, выполняя мою просьбу, Сергей Григорьевич вместе со своим студентом решил на ЭВМ уравнения движения гироскопа с ненулевым динамическим дисбалансом ротора при разомкнутых цепях обратной связи и абсолютно жёстком упоре, получив периодическое решение и таким образом подтвердив мою гипотезу. Не поставив меня в известность и даже не включив в соавторы, Сергей Григорьевич послал результаты этой работы в качестве доклада на конференцию, проводимую факультетом приборостроения МВТУ. Случайно узнав об этом, я была взволнована до глубины души. Схватив все свои отчёты, содержавшие разработку модели обкатки гироузлом упора, уравнения движения гироскопа и их решение на одном периоде колебаний гироузла в контакте и вне контакта с упором, я помчалась в МВТУ и представила свои отчёты в организационный комитет конференции. После этого доклад Сергея Григорьевича был снят с программы конференции. Как такое могло получиться? Я была твёрдо убеждена, что Сергей Григорьевич – порядочный человек, но он, как говорится, не понял цену вопроса. Он не знал, что эту задачу решала вся гироскопическая элита Москвы. То, что сделал он, являлось практически технической работой, которая могла быть поручена любому грамотному исполнителю, знающему ЭВМ и умеющему программировать.
К счастью, Сергей Григорьевич с пониманием отнёсся к возникшей проблеме, а поскольку и у меня не возникло и тени подозрения, что он сознательно сделал попытку присвоить себе приоритет в решении этой задачи, это позволило нам мирно разрулить ситуацию. Я написала письмо Сергею Григорьевичу, и самый серьёзный вопрос, который только может встать между двумя учёными, был решён дружески. Наши отношения не были испорчены. Возможно, Сергей Григорьевич переживал, но в тот момент мне об этом не было известно.
Вот как, со своей стороны, это событие описывает в своём письме Сергей Григорьевич:
“Задачу по обкатке, Вами поставленную, насколько я помню, я поручил студенту–активисту СНО (студенческого научного общества). В те времена в вузе очень престижно было привлекать к научной работе студентов. Кафедре засчитывались, как сейчас говорят, бонусы, баллы и особенно совместные со студентом публикации. Задача, которую Вы мне поставили, показалась мне несложной для расчётов на ЭВМ, и поэтому её решение я поручил этому студенту. Конечно, решали вместе. Решили. Доложили на студенческой конференции, по-моему, в апреле 1985 года. Заведующему Лысову А. Н. работа понравилась, и он сразу предложил сделать доклад по этой работе на конференции в МВТУ, сообщение о которой он недавно получил. Я, естественно, «клюнул». И кафедре хорошо, и мне «хорошо». В тот момент и далее у меня даже мысли не возникало, что надо с вами переговорить, получить разрешение, включить Вас в число соавторов.
Недомыслие. Вот это: «Я решил, значит, я автор» и послужило ошибкой, за которую мне до сих пор неимоверно стыдно и которая послужила мне хорошим уроком на будущее. Конечно же, никакого злого умысла не было. И, слава Богу, Вы с вашим интеллектом это поняли. Примите ещё раз мои извинения за это деяние и за переживания тогда и те, которые вы, видимо, испытали в настоящее время, вспоминая все это.
Видимо, сыграло роль и то, что у меня не было всей информации, как важна Вам эта проблема, сколько сил Вы в её решение вложили. Это сейчас мне все известно из ваших мемуаров «Обкатка». А тогда? Плюс ещё и то, что мы были знакомы ещё очень недолго. Когда Вы позвонили и я услышал ваш взволнованный и возмущенный голос, меня словно ударили. До меня сразу дошло, что мы натворили. Я не знал, что делать. Лысов посоветовал снять наш доклад с конференции. Что мы и сделали, если мне не изменяет память, послав телеграмму на имя организаторов конференции”.
Из этого письма ясно, что мы совершенно одинаково поняли причину возникшей проблемы. Сергей Григорьевич напрасно волнуется по поводу того, что я снова переживаю случившееся в 1985 году. Тогда вопрос был решён позитивно, мотивация поступка понята, и сейчас воспоминания мне понадобились лишь для написания мемуаров.
Мы продолжали сотрудничество в области исследования газодинамических опор ротора гироскопа. Однажды в один из своих приездов, когда мы гуляли по Москве, Сергей Григорьевич рассказал о своей жене, о том, как долгими вечерами ждёт её прихода домой с работы, где она работала директором гостиницы. “Ой, подумала я, – вряд ли его жена действительно так долго задерживается на работе”. Моё предчувствие не обмануло меня. Вскоре они расстались, и каждый из них нашёл своё счастье с другим человеком. Что же касается нас, то единственным нашим соприкосновением было касание моего развевающего на ветру лёгкого шарфа о его куртку. В своих письмах Сергей Григорьевич очень тепло отзывается о своей второй жене Анне Яковлевне, о своих двух дочерях от первого брака и их мужьях, о своих теперь уже многочисленных внуках и внучках, включая наследников Анны Яковлевны. Я рада, что во втором браке счастье улыбнулось ему, он его достоин, он заслужил его.
В девяностые годы, в период развала нашей отрасли, когда новые разработки перестали финансироваться и договор нашего института с Челябинским политехническим институтом не был продлён, мы продолжали наше общение через личную переписку. Свою преподавательскую деятельность Сергей Григорьевич совмещал с написанием монографий и подготовкой к защите к докторской диссертации. Всегда в работе, в освоении новых дисциплин, в научном поиске. А летом огород. При низкой оплате труда учёного-преподавателя огород являлся серьёзным подспорьем в хозяйстве. На работу и на дачу он часто ездил на велосипеде. Оклад его как преподавателя, кандидата технических наук в нулевые годы составлял смехотворные две тысячи рублей. После защиты докторской диссертации, когда преподавательскому составу несколько повысили оклады, Сергей Григорьевич тоже получил прибавку. Спрашиваю его по телефону: “Сколько же Вы сейчас получаете?” Чувствую, отвечать ему почему-то неловко, но потом он всё же говорит: “Много”. Я продолжаю настаивать. Наконец, Сергей Григорьевич сдаётся: “Пятнадцать тысяч”. Я чуть не прыснула со смеху. Пятьсот долларов в месяц ещё несколько лет назад получал мальчишка-курьер, не имеющий вообще никакого образования, не говоря уже о научных степенях. В последние годы работы профессор, доктор технических наук Сергей Григорьевич, имея полную учебную и научную нагрузку получал аж двадцать тысяч рублей. Да, дела в России с положением учёных оставляют желать много лучшего. А вот высказывание на этот счёт самого Сергея Григорьевича:
“По поводу зарплаты. В ноябре 2011 года в платежке читаю: «Начислено 22479.89 рублей». На руки получаю 19334.59. При этом государственный оклад профессора 5670.00 за 25 рабочих дней. Если дней меньше из-за праздников или по другим причинам, то заработок пропорционально меньше. Добавка Госдумы прошлого созыва доктору наук – 7000 рублей за 25 рабочих дней. Если дней меньше, то и добавка пропорционально меньше. Уральские 15% плюс добавки местного начальства, вот и набегает «немалая» сумма в 22000 руб. 15% уральских минус 13% подоходных, вот и получается, что компенсация за экологию на Урале, то есть за ущерб здоровью, составляет 2%. В декабре начислено 20568.32 рублей – зарплата посыльного без образования в Америке”.
В 2004 году я задумала написать статью под названием “Движение трёхстепенного гироскопа с электрической пружиной и нулевым кинетическим моментом” по результатам работы, проведённой ещё в девяностые годы, и послать её в самый престижный, с моей точки зрения, научный журнал “Механика твёрдого тела”. При нулевом кинетическом моменте мы имеем дело уже не с традиционным гироскопом, а просто с твёрдым телом, подвешенным в кардановом подвесе, по осям которого установлены датчики угла и датчики момента. В своей работе уравнения движения гироскопа я дополнила уравнениями, учитывающими запаздывание в срабатывании цепей обратной связи. Мне снова пришлось обратиться к Сергею Григорьевичу с просьбой решить с помощью компьютера написанные мной для этого случая уравнения движения гироскопа. Сергей Григорьевич согласился, и работа закипела.
В Челябинск и обратно в Москву посылались бандероли с исходными данными, результатами моделирования и решениями уравнений, с многочисленными вопросами. Я получала длинные ленты с результатами вычислений на компьютере, представляющие собой бесконечные столбцы цифр для многочисленных начальных условий. Кое-что пыталась оформить графически. Общая картина вырисовывалась, но пока так туманно, что сделать какие-либо выводы было просто невозможно. Тогда я предложила Сергею Григорьевичу найти решение для одного частного случая, физически очевидного. Ответ пришёл незамедлительно, но весьма неутешительный: получен расходящийся процесс. Это означало, что в рассматриваемом частном случае гироузел двигался от упора к упору вдоль диаметра отверстия упора, всё больше и больше вдавливаясь в него, то есть с увеличивающейся амплитудой. Я твёрдо заявила: “Этого быть не может. Способ проверки работоспособности трёхстепенного гироскопа после запуска на орбиту искусственного спутника Земли положительно зарекомендовал себя на практике, а наша статья является теоретическим обоснование этого метода”. Сергей Григорьевич был задет как профессионал и парировал: “Я точно следовал Вашим уравнениям”. Через некоторое время я получила от него письмо с предложением проверить в уравнениях движения гироскопа знаки перед членами уравнений, определяющими величину моментов датчиков момента, расположенных по осям карданова подвеса гироскопа, так как он полагал, что они неправильные.
Я немедленно приступила к проверке и, о ужас, обнаружила, что в данных мной Сергею Григорьевичу уравнениях эти знаки записаны с точностью до наоборот. Я допустила непростительную невнимательность. У меня буквально волосы зашевелились на голове, потому что та же ошибка содержалась и в моём отчёте, и в статье, опубликованной в весьма солидном журнале. Другое дело, что обнаружить её при инженерном решении уравнений движения на одном периоде колебаний чувствительного элемента не представлялось возможным. Эта ошибка могла быть выявлена только при решении задачи на ЭВМ, когда решение уравнений движения было получено на значительном интервале времени. Сгорая от стыда и позора, я немедленно сообщила о своей ошибке Сергею Григорьевичу. Вскоре после этого от него пришёл ответ: получено решение, соответствующее здравому смыслу.
Затем в процессе работы у нас возникла другая проблема. По моей просьбе, Сергей Григорьевич искал решение задачи при различных начальных условиях, и я получала от него рулоны бумаги, содержащие решения в виде последовательности тысячи цифр. По этим данным нужно было построить множество графиков движения гироскопа. К сожалению, компьютерная программа Сергея Григорьевича не позволяла получить графическое решение, поэтому мне предстояло проделать огромную рутинную работу. Конечно, это меня не радовало. Тем не менее, удача всё же улыбнулась нам. Когда я прилетела к дочери в Калифорнию, то обратилась к своему зятю с просьбой построить с помощью компьютера графики движения гироскопа по численным результатам решений, полученных Сергеем Григорьевичем. На это зять – выпускник факультета вычислительной математики и кибернетики – ответил, что ему легче самому решить эти уравнения и получить ответ сразу в графическом виде, чем выполнить то, о чём я прошу его. Что он и выполнил блестяще. Так у нашей статьи появилось три автора, при этом вклад каждого в нашу совместную работу был вполне очевиден.
После написания статьи начались мои хождения по мукам. Когда я представила её в журнал “Известия РАН. Механика твёрдого тела”, то, как выяснилось спустя несколько лет, статья сначала была направлена на рецензирование сотруднику Института проблем механики Филатову. Рецензенты, как правило, не торопятся присылать отзыв. Так и в этот раз заведующей редакцией пришлось несколько раз просить рецензента ускорить написание рецензии. Наконец, отзыв пришёл, однако он оказался ни положительным, ни отрицательным. Его резюме было таким: статья не вполне соответствует профилю журнала. Рецензент высказал авторам ряд совершенно необоснованных претензий, в том числе не относящиеся к вопросу, рассматриваемому в статье. В своём развёрнутом ответе рецензенту я от имени всех авторов, в частности, написала, что статья позволила установить ранее неочевидный факт о наибольшем влиянии запаздывания в цепях обратной связи на характер движения гироскопа. Далее я указала, что исследуемые в статье эффекты могут быть использованы для практических целей – проверки работоспособности гироскопа после выведения космического аппарата на околоземную орбиту путём сопоставления движений гироскопа в наземных условиях и после выведения космического аппарата на орбиту. Новизна и простота этого метода подтверждена патентом РФ № 2117917, нашёдшим применение в космическом аппарате “Метеор-3М”. Однако мой весьма обоснованный ответ всё равно не убедил рецензента.
Тогда статья была направлена статью второму рецензенту – на этот раз Привалову. Опять после длительных переговоров второй рецензент прислал свой отзыв и снова, не оценив статью должным образом, дал рекомендацию направить её в отраслевой журнал. В его отзыве также не содержалось претензий по существу проблемы, а только околопроблемные замечания. И снова от имени авторов я написала ему ответ, в котором указала, что ни один отраслевой журнал не публикует статьи о движении гироскопа. Отраслевые журналы помещают статьи об устройствах, методах, способах и т.д. Я отметила, что авторы категорически не согласны с рецензентом по поводу того, что тематика статьи мало подходит для журнала, ибо теоретические проблемы гироскопии всегда были неотъемлемой частью публикаций этого журнала. Далее я привела ссылки на ранее опубликованные мной вместе с соавторами статьи в этом журнале: “К определению величины поддерживающей силы в поплавковых приборах при колебательном движении поплавка” и “Движение трёхстепенного гироскопа с динамически несбалансированным ротором при контакте упругой рамки с упругим ограничителем”, указав, что эти статьи раньше соответствовали тематике журнала, а наша последняя статья по неизвестной причине ей почему-то не соответствует. Во всех трёх статьях задача сводилась к определению траектории движения чувствительного элемента при заданных условиях, связанных с проблемами трёхстепенных гироскопов. Послав во второй раз в редакцию своё возражение на отзывы рецензентов, мы опять наткнулись на ту же глухую стену. Мы недоумевали, в чём дело: статье определённо не давали хода.
Тогда я позвонила своему знакомому, ответственному секретарю редколлегии журнала “Механика твёрдого тела” Анатолию Герасимовичу Горшкову. Разговаривая с ним, я чувствовала, как я внутренне напряжена, как дрожит мой голос. Он же, как и всегда, был вежлив и беспристрастен. Обещал сам ознакомиться со статьей, рецензиями на неё и моими ответами на них. В тот момент я ещё не знала, что он смертельно болен. Через месяц его не стало. Статья повисла в воздухе. Моя приятельница – заведующая родственной МТТ редакции – будучи свидетельницей нашей истории, высказала предположение, что своей статьей мы кому-то перебежали дорогу. Я отвергла это предположение, так как полагала, что тематика статьи достаточно узкая и вряд ли кто-либо ещё занимается подобными вопросами. Приятельница посоветовала мне позвонить главному редактору журнала Дмитрию Михайловичу Климову, что я и сделала. Коротко объяснила ему суть статьи и отметила отсутствие конкретных возражений у рецензентов. Дмитрий Михайлович обещал посмотреть все материалы. Вскоре статье дали зелёную улицу, и она была опубликована в первом номере журнала за 2007 год.
Когда вопрос с опубликованием статьи уже был решён, мне неожиданно позвонил Сергей Григорьевич и взволнованно сообщил, что Ю. Г. Мартыненко, В. С. Рябиков, Н. Н.Щеглова и Л. И. Нехамкин опубликовали в журнале “Гироскопия и навигация”, №2, 2006 г. статью с точно таким же названием, что и моя в соавторстве с C. Е. Кухтевичем, В. А. Исаевым и В. А. Гаранкиным в журнале “Известия РАН. Механика твёрдого тела”, №2, 1989 г., которая называлась “Движение трёхстепенного гироскопа с динамически несбалансированным ротором при контакте внутренней рамки с упругим ограничителем”. Я чуть не задохнулась от возмущения. Позвонила в МИЭА начальнику теоретического отдела Валентину Фёдоровичу Рафельсону и, обрушив на него информацию, полученную от Сергея Григорьевича, попросила его взять для меня в научно-технической библиотеке интересующий меня журнал. На моё заявление Рафельсон отреагировал вполне адекватно: “Мартыненко – слишком большой и серьёзный учёный, чтобы ему можно было предъявлять подобного рода претензии. А библиотеки на нашей фирме давно нет”.
Меня его утверждение не могло успокоить до тех пор, пока я сама не прочитала статью “конкурентов”. Поехала в библиотеку имени Ленина. Помню, каким долгим показался мне тот час, пока журнал “Гироскопия и навигация” поднимали из книгохранилища. Как только журнал оказался в моих руках, я немедленно приступила к чтению статьи, озаглавленной “Движение трёхстепенного поплавкового гироскопа при его контактах с упором”. Действительно, заглавие статьи Мартыненко и его коллег оказалось очень созвучным нашему. Далее я прочитала аннотацию статьи и воспрянула духом: в статье речь действительно шла о поведении гироузла при его контактах с упором, но для совершенно другой задачи. В завершение статьи указывалось, что работа выполнена в рамках программы “Государственная поддержка ведущих научных школ” (грант 1835.2003.1) и в разделе “Литература” давалась ссылка на нашу работу. Я с облегчением вздохнула, однако подумала, что авторы этой статьи вполне могли бы дать ей какое-нибудь другое название.
Наша статья “Движение трёхстепенного гироскопа с электрической пружиной и нулевым кинетическим моментом” поступила в редакцию журнала “Известия РАН. Механика твёрдого тела” третьего ноября 2004 года. Статья Мартыненко и его коллег поступила в редакцию журнала “Гироскопия и навигация” двадцать шестого октября 2005 года, то есть на год позже нашей, а была опубликована на год раньше. Сотрудники Института проблем механики, назначенные рецензентами нашей статьи, были связаны с Институтом механики МГУ, где работали некоторые авторы статьи, также посвящённой поведению гироскопа на упоре. Поневоле рождалась мысль: “А не права ли была моя приятельница, когда говорила, что мы кому-то перебежали дорогу? Не потому ли гноили нашу статью, что мы, пионеры в постановке и решении этой задачи, снова рассматривали поведение гироскопа на упоре, правда, для другой задачи? И у рецензентов было естественное желание не дать ход нашей статье, особенно если учесть, что на эту работу был получен грант?”
Но сломав все “рогатки и препоны”, мы прорвались, и я была счастлива. А потом мне представилась возможность самой перевести нашу статью на английский язык для американской версии журнала “Mechanics of Solids”. Однако вскоре я поехала к дочери в Калифорнию, и статью перевёл другой человек. Так закончилась моя последняя работа, связанная с гироскопией, и последняя совместная работа с Сергеем Григорьевичем.
Для американского варианта статьи требовалось указать адрес электронной почты каждого из соавторов. Зять, будучи человеком опытным в деле общения с пользователями интернета, свой адрес не предоставил, у Сергея Григорьевича в то время электронной почты ещё не было. На мой же электронный адрес до середины 2009 года приходили письма со всего мира. В одних содержалась просьба прислать деньги нуждающимся и, разумеется, в долларах, в других – сообщение о том, что я выиграла в лотерею крупную сумму денег и мне необходимо перечислить за некоторые формальности совсем небольшую сумму. Часть писем не могла быть прочитана моим старым компьютером, остальные письма я больше не открывала, боясь SPAM.
За статью американцы выплатили нам гонорар. Российское авторское общество пересчитало доллары на рубли и выдало мне пятьсот шестьдесят пять рублей, зятю как иностранцу, хотя, кроме российского, у него не было никакого другого гражданства, – четыреста тридцать рублей, а Сергею Григорьевичу – более семисот рублей, так как он задержался с оформлением доверенности на меня на получение денег, а ко времени выплаты курс доллара чрезвычайно вырос. Сергей Григорьевич презентовал свой гонорар мне, предложив мне купить от его имени цветы к восьмому марта, и я, сначала изумившись и попытавшись отказаться от такого щедрого подарка, затем была бесконечно ему благодарна и наградила себя покупкой двух баночек крема для лица фирмы Avon, которые на свои деньги никогда бы в жизни не купила.
В одном из своих писем Сергей Григорьевич выразил негодование относительно своего коллеги Завьялова О. Г., который при написании кандидатской и докторской диссертаций включил в них, не добавив ни одного своего слова, труды своего отца – истинного учёного. Сергей Григорьевич писал, что выступал по этому поводу на учёном совете, однако, как я поняла, для Завьялова это не послужило препятствием, ибо, когда однажды мне понадобилось приехать на свою прежнюю работу, в МИЭА, начальник теоретического отдела Валентин Фёдорович предложил мне написать отзыв на эту диссертацию. Я наотрез отказалась, мотивируя свой отказ тем, что знаю мнение Сергея Григорьевича об этой диссертации.
В последние годы работы в своём родном институте, который теперь называется Южно-Уральский государственный университет, Сергей Григорьевич читал пять дисциплин, как, впрочем, было всегда. Когда у него заболела жена, он очень переживал за неё. Но всё закончилось благополучно, и теперь она в Новороссийске ухаживает за своей больной, престарелой матерью. Сначала Сергей Григорьевич временами наведывался туда и только подумывал о том, чтобы уйти с работы и переехать в Новороссийск, чтобы воссоединиться с женой, которая не может оставить свою беспомощную мать. Теперь Сергей Григорьевич уже живёт в Новороссийске. Конечно, наука, коллеги и студенты Сергея Григорьевича очень многое потеряли с его уходом из университета.
И по сей день Сергей Григорьевич поздравляет меня со всеми праздниками, рассказывает о событиях жизни своей и своей многочисленной семьи, присылает свои монографии и фотографии. В ответ я в течение длительного времени не могла что-либо послать ему, поскольку мне нечем было похвастаться. Теперь у меня уже двое внуков, и я несколько раз посылала в Челябинск изображения наших пяти счастливых физиономий. Когда однажды в конце девяностых Сергей Григорьевич приехал в Москву, он подарил мне прекрасный букет цветов и очень тяжёлую, несмотря на небольшие габариты, картину из малахита с нанесённым на нём как на холсте пейзажем. К моему юбилею Сергей Григорьевич прислал изящно выполненную Златоустовскую гравюру на стали. Недавно он также прислал мне диск с большим количеством фотографий членов своей семьи. В своём письме в ответ на мои извинения за то, что я ничем не отблагодарила его, Сергей Григорьевич возразил:
“Вы пишете: «…не могли что-либо послать…». Это ведь не так. У меня и шишка (из Калифорнии), и великолепная книга «UTAN» с замечательными калифорнийскими пейзажами, которыми я не устаю любоваться, и фотографии (все храню). А две книги сейчас. А девятнадцать рассказов – целая книга.
Эти Ваши мемуары всколыхнули во мне массу других воспоминаний нашего вместе. Я очень хорошо помню, как мы в Москве ходили с Вами на концерт где-то в олимпийской деревне. Концерт плохо помню, кажется, там Клара Новикова выступала, Вас хорошо помню, и мне было очень хорошо с Вами. Хорошо помню, как мы гуляли по Тверской и как я переживал, что Вы замерзли. Помню, как бывал у Вас в гостях на старой квартире, эти рулоны бумаги с бесконечными колонками цифр. Особенно помню, как волновался, защищая перед Вами наши работы по хозтеме. Вы тогда мне казались очень строгой и требовательной, и вся в работе. Ни минуты перекуров. Признаюсь, робел”.
А вот его недавнее письмо:
“Алла Дмитриевна, с Весной Вас и праздником! Послал к этому празднику живой подарочек и очень надеюсь, что уже получили. Это мой любимый, волшебный кактус, волшебство которого состоит в том, что он расцветает к 8 марта цветом, который показан в присоединённом файле. Когда-то я увлекался кактусами, и у меня была небольшая коллекция. Это немногое, что от неё осталось. Цветок очень неприхотлив. Даже если Вы уедете на несколько месяцев, он не пропадет без полива. Пересаживать его тоже не нужно. Летом поливать можно раз в неделю или опрыскивать несоленой водой. Осенью с октября поливы прекращать и ставить в самое холодной место на окне. С января опрыскивать раз в неделю и тогда можно надеяться, что он будет цвести с конца февраля до середины марта. А у меня он расцветал к 8 марта. Всего Вам доброго. Ваш ДСГ”.
Меня особенно радует, что сейчас, когда я увлеченно начала писать рассказы, репортажи, миниатюры и мемуары о своей жизни, Сергей Григорьевич стал моим доброжелательным читателем. Уже более двадцати восьми лет я всегда чувствую его поддержку, хотя он и живёт за тысячи километров от Москвы. Исключительно трудолюбивый, ответственный, не боящийся трудностей.
Прекрасный учёный, педагог, муж, отец, дедушка, друг – всё это Сергей Григорьевич. Здоровья Вам на долгие годы, и большое Вам спасибо!
Глава 11 Наши спутники
12 апреля 1961 года вся страна, в том числе и я, ликовала и гордилась своей могучей космической техникой и восхищалась бесстрашным сыном Родины Юрием Гагариным. У нас создалось впечатление, что тогда всё происходило, как по мановению волшебной палочки. Мы и не подозревали, какие технические, физические и психологические трудности преодолел первый космонавт планеты. А ведь их было чрезвычайно много. На завершающем этапе запуска не сработала система радиоуправления ракетой Восток, которая должна была выключить двигатели третьей ступени. Их выключение произошло только после срабатывания дублирующего механизма – таймера, но к тому времени корабль уже поднялся на орбиту, высшая точка которой, апогей, оказалась на сто километров выше расчётной. Сход с такой орбиты с помощью «аэродинамического торможения» мог занять по разным оценкам от двадцати до пятидесяти дней.
В конце полёта тормозная двигательная установка работала успешно, но с недобором импульса, поэтому автоматика выдала запрет на штатное разделение отсеков. В результате в течение десяти минут перед входом в атмосферу корабль беспорядочно кувыркался со скоростью один оборот в секунду. Гагарин решил не пугать руководителей полёта, в первую очередь Королёва, и иносказательно сообщил о нештатной ситуации на борту корабля. Когда корабль вошёл в более плотные слои атмосферы, то соединяющие кабели перегорели, и команда на разделение отсеков поступила уже от термодатчиков, так что спускаемый аппарат, наконец, отделился от приборно-двигательного отсека. Спуск происходил по баллистической траектории, с восьми-десятикратными перегрузками, к которым Гагарин был готов. Значительно сложнее ему было пережить психологические нагрузки, поскольку температура снаружи при спуске достигала трёх-пяти тысяч градусов и после входа капсулы в атмосферу загорелась обшивка корабля, по стёклам иллюминаторов потекли струйки жидкого металла, а сама кабина начала потрескивать.
На высоте семи километров в соответствии с планом полёта Гагарин катапультировался, после чего капсула и космонавт стали спускаться на парашютах раздельно. После катапультирования и отсоединения воздуховода спускаемого аппарата, в герметичном скафандре Гагарина не сразу открылся клапан, через который должен поступать наружный воздух, так что Гагарин чуть не задохнулся. Последней проблемой в этом полёте оказалось место посадки – Юрий Гагарин мог опуститься на парашюте в ледяную воду Волги. Ему помогла хорошая предполётная подготовка: управляя стропами, он увёл парашют от реки и приземлился в полутора – двух километрах от берега. Эту информацию спустя много лет после легендарного полёта я узнала из Википедии.
Если бы в то время нам официально сообщили обо всех обстоятельствах этого полёта, я бы ещё выше оценила личный героизм Юрия Гагарина. А тогда, если честно признаться, запуск первого искусственного спутника Земли четвёртого октября 1957 года психологически потряс меня даже больше, чем первый полёт человека в космос. В школе на уроках физики мы усвоили: чтобы космический корабль вышел на околоземную орбиту, он должен развить первую космическую скорость, при которой сила его притяжения к Земле уравновешивается центробежной силой, возникающей при его полёте по орбите. Величина этой фантастической скорости не укладывалась в моей голове, поскольку составляла 7,9 км/сек. Она казалась мне запредельной, недостижимой при моей жизни. Но человеческий гений преодолел эти технические трудности. Это был качественный скачок и в развитии космонавтики, и в моём сознании. Дальнейшие полёты космических кораблей, в моём представлении, являлись наращиванием количественных показателей – веса корабля, объёма и сложности его конструкции и выполняемых функций.
На самом же деле всё оказалось значительно сложнее, что и показал полёт Юрия Гагарина. А сколько ещё трагедий разыгралось в космосе, вплоть до гибели космических кораблей и их экипажей – космонавтов Владимира Комарова, Георгия Добровольского, Владислава Волкова, Виктора Пацаева! Какие трудности испытали Герман Титов, Алексей Леонов и другие космонавты! Все они получили высокие, заслуженные награды, но мы едва ли догадывались обо всех сложностях, с которыми им довелось столкнуться на орбите и в процессе снижения космического аппарата. Мы не догадывались, насколько незавершёнными, неотработанными были конструкции космических кораблей, которые в “сыром виде” запускались в космос в стремлении не уступить США свой приоритет в космической области.
В то время я ещё не знала, что в отдалённом будущем, в последние двенадцать лет моей научной деятельности, и мне придётся поработать в области создания космического приборостроения, и мне придётся преодолеть много трудностей при решении поставленных передо мной задач. В самом же начале своего трудового пути в ЦНИИАГ я работала с наземными гирокомпасами, а потом принимала участие в разработке гироблока. В конце шестидесятых годов мой непосредственный руководитель Юрий Иванович Ушанов предложил мне заняться разработкой системы датчиков угловых скоростей. Эта работа была совершенно новой для меня и связанной с постоянными поездками на полигон в Капустин Яр. К этому времени я уже поступила в аспирантуру МВТУ имени Баумана и прекрасно сознавала, что совместить новую тематику и работу над диссертацией мне не удастся. Тогда мне нужно было бы поставить крест на всех моих предыдущих изысканиях. Поэтому мне пришлось отказаться от порученной работы. Такое тоже произошло в моей жизни.
Юрий Иванович всегда отличался чрезвычайной тактичностью. Он не стал настаивать на том, чтобы я взялась за предложенную им работу. Он понимал, что без горения, без настроя решить поставленную задачу у меня всё равно мало что получится. Меня выручил Валерий Белоусов, тоже выпускник МВТУ, годом моложе меня, который в то время казался мне насмешливым, ироничным и уж никак не серьёзным. В течение нескольких лет он под руководством Юрия Ивановича самоотверженно работал над этим заданием.
Когда впоследствии гироскопическая тематика в ЦНИИАГ была ликвидирована, Валера сменил направление своей профессиональной деятельности и стал специалистом в совершенно другой отрасли – в экономике – и даже защитил в этой области кандидатскую диссертацию. Затем он снова вернулся в ЦНИИАГ, где работает по сей день. Спустя годы я поняла, что Юрию Ивановичу и Валере я обязана тем, что получила возможность завершить работу над своей диссертацией.
Мы, шестеро сотрудников лаборатории, вновь встретились в 2010 году. В числе моих гостей был и Валера Белоусов. Я поразилась тому, насколько он трансформировался. Он стал более весомым, значительным, широко эрудированным. К тому же, он оказался хорошим товарищем, единственным из всех сотрудников, кто навещал и ухаживал вплоть до самой его смерти за тяжело больным и одиноким нашим коллегой, Юрой Бибиным. Я была рада, что в тот вечер среди моих гостей были также и другие мои коллеги по прежней работе: Юрий Ушанов, Ира Эстрина, Люда Данилова и Рита Шевякина. Само их присутствие, свет их душ вернул меня в мою молодость, когда всё ещё было только впереди.
Постоянный поиск научных решений в то время, когда в ЦНИИАГ я работала над диссертацией, значительно повысили мой потенциал, обеспечив возможность в дальнейшем решать сложные задачи, в частности, в области космического приборостроения. Мне захотелось рассказать, с какими проблемами моим коллегам и мне пришлось столкнуться уже в МИЭА при разработке гироскопических приборов, предназначенных для использования в космических аппаратах.
В 1987 году в нашем направлении была проведена большая работа по анализу и экспериментальному исследованию характеристик и работоспособности трёхстепенного поплавкового гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорении 10g, десятикратно превышающего ускорение силы тяжести. Проведение этой работы, ответственным исполнителем которой был отдел Валентина Дмитриевича Татаринова, было связано с исследованием возможности использования гироскопа ГПА-Л2 в космических условиях и при выводе космического аппарата на околоземную орбиту. В секторе Яшуковой Веры Васильевны была выполнена теоретическая часть этой работы. Я составила методику расчёта и провела анализ прочности цапф и точностных характеристик гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорения 10g. В этом мне помог опыт, приобретённый ранее при расчёте влияния технологических погрешностей сборки гироскопа ГПА-Л2 на его точность.
При воздействии линейного ускорения в гироскопе возрастают возмущающие моменты, зависящие и не зависящие от ускорения силы тяжести, и дополнительно возникают инерционные моменты и моменты, обусловленные упругостью смазочного слоя газодинамической опоры ротора гироскопа ГДО. В качестве источников погрешностей, вызывающих изменение дрейфа гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорения, я исследовала моменты трения в опорах карданова подвеса, моменты дисбаланса, гидродинамические моменты, обусловленные колебаниями и поступательными перемещениями гироузла, моменты, обусловленные упругостью смазочного слоя ГДО, а также инерционные моменты. Расчёт моментов сопротивления токоподводов, также вызывающих дрейф гироскопа при воздействии ускорения, выполнила старший инженер Татьяна Степанова .
Величина погрешности, возникающей при воздействии линейного ускорения и вызывающей изменение дрейфа гироскопа, зависит от ориентации вектора линейного ускорения относительно вектора кинетического момента. В гиростабилизованной платформе использовались два гироскопа – верхний и нижний, у которых векторы кинетического момента были взаимно перпендикулярны. В этой связи теоретическое исследование точности ГПА-Л2 я проводила отдельно для верхнего и нижнего гироскопа, при этом предполагалось, что линейное ускорение нарастает мгновенно и действует максимально 5 секунд.
Существенным фактором, обеспечивающим работоспособность и точность гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g, являлось сохранение прочности ГДО и цапф карданова подвеса, отсутствие контакта вращающейся части электродвигателя с неподвижными деталями ГДО, а также сохранение точностных характеристик гироскопа ГПА-Л2 после воздействия линейного ускорения.
Характер движения гироузла при воздействии линейного ускорения определялся величиной разности рабочей температуры в приборе и температуры нейтральной плавучести гироузла. В зависимости от знака этой разности гироузел имел остаточный вес или остаточную плавучесть и либо касался накладных и сквозных камней в опорах подвеса в различных точках, либо перемещался в пределах зазоров этих опор. После прекращения действия линейного ускорения гироузел под действием остаточного веса или остаточной плавучести гироузла возвращался в исходное положение, однако его движение происходило в десять раз медленнее, чем при действии ускорения. За время возвращения гироузла в исходное положение после прекращения действия ускорения могло наблюдаться монотонное изменение дрейфа гироскопа.
Экспериментальное определение работоспособности гироузла ГУС-Л2 при динамических воздействиях под руководством ведущего научного сотрудника Игоря Владимировича Яковлева проводила Тамара Еремеева. Испытания гироузла на центрифуге и в процессе сборки газодинамической опоры показали, что ГДО может выдержать воздействие линейного ускорения 10g. Результаты теоретического анализа не противоречили данным экспериментов, проведённых Татьяной Степановой под руководством начальника сектора Веры Васильевны.
С целью уменьшения погрешностей гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g были даны рекомендации уменьшить отклонение рабочей температуры от температуры нейтральной плавучести гироузла, погрешность компенсации маятниковых моментов по координатным осям гироскопа, неравножёсткость ГДО, эксцентриситет кардана в корпусе, а также собственную вибрацию гироузла за счёт уменьшения допуска на динамический дисбаланс ротора. Эта работа заложила основы для дальнейших исследований поведения гироскопа при воздействии линейных ускорений, а также в невесомости.
В 1988 году совместно с инженером Т. И. Степановой, начальником сектора В. В. Яшуковой, начальником отдела В. А. Гаранкиным я подготовила отчёт “Уточнение зависимости и стабильности дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 от величины и направления действия ускорения в заданном диапазоне величин”. Продолжением этой работы явилось исследование характеристик гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях длительного воздействия ускорения до 5g и в условиях невесомости, проведённое в 1989 году.
При выполнении этого отчёта мне удалось установить основные причины снижения точности гироскопа ГПА-Л2 с вертикальным расположением вектора кинетического момента. Гироскоп имел конструктивную и тепловую симметрию относительно вертикальной координатной оси при расположении вектора кинетического момента в горизонтальной плоскости. При развороте же корпуса прибора на 90 градусов эта симметрия нарушалась: изменялись условия обогрева прибора, конвективные потоки поддерживающей жидкости, градиенты температуры между элементами конструкции гироскопа и слоями поддерживающей жидкости, положение токоподводов и, следовательно, их тяжение.
К сожалению, по огромной теме, связанной с исследованием трёхстепенного поплавкового гироскопа при воздействии ускорений, я не опубликовала ни одной статьи. Исключение составила лишь написанная совместно с Татьяной Степановой и опубликованная в 1993 году в журнале “Авиационная промышленность” статья “Дрейф трёхстепенного поплавкового гироскопа от моментов токоподводов при воздействии линейных ускорений”. Логическим продолжением всех этих изысканий явилась работа “Исследование гироскопа ГПА-Л2-3 при переходе на орбитальный участок и в невесомости”, выполненная в 1990 году, поскольку возникла задача о возможности использования этой модификации гироскопа в космических аппаратах.
В 1992 году наряду с другими сотрудниками я принимала участие в составлении пояснительной записки к техническому проекту “Разработка системы для измерения координат звёзд”, написав раздел “Исследование динамики движения защитной крышки астроблока системы АИС-93”. В том же году мной был написан отчёт “Ожидаемые технические характеристики ГПА-Л2-3 в условиях эксплуатации на космическом аппарате в составе БГО”. Блок гироскопической ориентации предназначался для использования на спутнике Метеор-ЗМ. В следующем году вместе с Сергеем Кухтевичем и Владимиром Исаевым я работала над эскизным проектом “Разработка гироблока для изделия Метеор -ЗМ на базе гироскопа ГПА-Л2-3”, в котором я написала раздел “Теоретическое исследование работоспособности гироскопа ГПА-Л2-3 в режиме двухосного датчика угловой скорости”.
В 1993 году на научно-технической конференции “Приборостроение – 93 и новые информационные технологии” был прочитан написанный мной совместно с Е. А. Правоторовым и В. В. Яшуковой доклад “Трёхстепенной поплавковый гироскоп ГПА-Л2-3 как двухканальный измеритель угловой скорости космического аппарата”. В 1995 году в журнале “Авиационная промышленность” была опубликована совместная статья с тем же названием исполнителей космической тематики Ю. А. Андреева, А. Д. Валько, Е. А. Правоторова, В. С. Рябикова, Е. Б. Соболевой, В. В. Яшуковой. В нашей работе кандидат технических наук В. С. Рябиков являлся представителем заказчика на нашем предприятии. В том же году в журнале “Авиационная промышленность” была опубликована моя статья “Способ определения угловых скоростей космического аппарата с помощью трёхстепенного гироскопа с электрической пружиной”.
Дальнейшим развитием космической темы явилась работа “Теоретическое исследование по определению температурного коэффициента дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях невесомости” и “Теоретическое исследование системы ГПА-УОС-ИК при нулевом кинетическом моменте”.
Работу по исследованию работоспособности трёхстепенного поплавкового гироскопа в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата я проводила совместно с дочерью Лилей и зятем Сергеем.
Когда я увидела полученные на компьютере графические решения уравнений движения гироскопа, полученные Сергеем, которые отражали движение гироскопа в режиме датчика угловых скоростей, я была восхищена возможностями современной вычислительной техники. В своей практике я решала приближённые уравнения движения гироскопа без учёта инерционных членов, методом припасовывания, стыкуя уравнения движения гироскопа на разных этапах, для чего я использовала краевые условия на границах участков движения. До появления мощной вычислительной техники во всех учебниках и пособиях по гироскопии записывались точные уравнения движения, а при их решении делалось серьёзное допущение о том, что моментами инерции рамок карданова подвеса можно пренебречь. Теперь же я воочию убедилась, какую важную роль играет их учёт. Мы получили решения для всех интересующих нас условий полёта и конструктивно-технологических параметров гироскопа и системы обратной связи.
В 1996 году наша совместная с Сергеем и Лилей статья “Влияние параметров цепи обратной связи на работоспособность двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей на базе трёхстепенного поплавкового гироскопа” была опубликована в журнале “Гироскопия и навигация”.
В этой статье исследовалась работоспособность трёхстепенного поплавкового гироскопа в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата при различных значениях зоны нелинейности усилителя обратной связи и величины запаздывания в срабатывании датчика моментов, обусловленного индуктивностью его управляющих обмоток и постоянной времени усилителя обратной связи. Величина запаздывания является параметром регуляризации системы, что наглядно продемонстрировали результаты численного моделирования.
Основной вывод этой статьи заключался в том, что прецизионный поплавковый гироскоп может быть использован в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата, например, в бесплатформенном гироориентаторе. С этой целью в расширенном диапазоне измерений (режиме успокоения колебаний) уменьшают кинетический момент гироскопа и практически во столько же раз увеличивают зону линейности усилителя обратной связи. При этом допускается десятикратное ухудшение точностных характеристик гироскопа. Уменьшение величины кинетического момента в расширенном диапазоне измерений приводит к существенному изменению частоты нутационных колебаний системы и затруднению в подборе корректирующих звеньев. Для достижения устойчивости системы и заданного качества регулирования достаточно подобрать постоянную времени цепи обратной связи.
В узком диапазоне измерений (рабочем режиме) гироскоп работает при номинальном кинетическом моменте, обеспечивая требуемую точность измерений. Обеспечение двух режимов работы – успокоения колебаний после вывода космического аппарата на орбиту и точного измерения его угловых скоростей в рабочем режиме – достигается использованием только двух трёхстепенных гироскопов вместо шести двухстепенных по традиционной схеме.
В 1997 году в журнале “Гироскопия и навигация” были опубликованы две статьи под общим названием “Температурный дрейф двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата”, написанные мной в соавторстве с начальником отделения Е. А. Измайловым и моей дочерью. В первой статье, озаглавленной “Движение трёхстепенного поплавкового гироскопа, используемого в качестве двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата, при изменении температуры”, исследовалось поступательное движение трёхстепенного астатического поплавкового гироскопа в режиме точного измерения угловых скоростей космического аппарата, обусловленного упругими тяжениями, при отсутствии термостабилизации прибора. В статье было показано, что величина и скорость перемещения гироузла определяют одну из составляющих температурного дрейфа гироскопа.
Во второй статье, озаглавленной “Возмущающие моменты в осях карданова подвеса трёхстепенного поплавкового гироскопа, обусловленные поступательным перемещением гироузла и конвективными потоками поддерживающей жидкости”, исследовались возмущающие моменты, действующие на гироузел трёхстепенного поплавкового гироскопа в условиях отсутствия термостатирования прибора в зависимости от величины и скорости поступательного перемещения гироузла в пределах зазоров опор карданова подвеса. В статье были даны конкретные рекомендации по уменьшению конструктивно-технологических погрешностей сборки гироскопа, а также по расположению возможных источников нагрева гироскопа относительно его координатных осей. Выполнение этих рекомендаций способствовало уменьшению температурного коэффициента дрейфа гироскопа в невесомости.
Идеолог космической тематики, бывший главный конструктор нашего направления Евгений Андреевич Правоторов поручил мне оформить заявки на изобретения, нашедшие практическое применение в метеорологическом спутнике Земли Метеор-3М. Я написала две заявки: на “Способ определения угловых скоростей подвижного объекта с помощью трёхстепенного гироскопа”, в котором авторами изобретения указала Правоторова Е. А., Соболеву Е. Б., Яшукову В. В., Валько А. Д., и на “Двухосный гироскопический измеритель угловых скоростей с электрической пружиной”, где авторами изобретения были Правоторов Е. А., Андреев Ю. А., Яшукова В. В. и Валько А. Д.
Усилиями сотрудников отдела Яшуковой В. В., Андреева Ю. А. и Соболевой Е. Б. разрабатывались электрические схемы, техническая документация, проводились многочасовые испытания. Я подготовила теоретическое обоснование и выполнила необходимые расчёты, подтверждающие возможность использования нашего гироскопа в космических условиях, изначально предназначенного для решения задач авиации. Все мы, безусловно, заслужили то, чтобы стать соавторами этих изобретений. Однако Евгений Андреевич считал иначе. Как выяснилось позднее, он рассчитывал, что я буду составлять и оформлять обе заявки только на его имя. Предметом изобретения является устройство или способ, а эти вопросы решаются уже коллективно. Но Евгений Андреевич, видимо, не знал, что голые идеи не патентуются и что в описании заявки должны присутствовать необходимые расчёты и практическое подтверждение возможности создания устройства с заявленными параметрами. Результатом этой истории стало то, что Правоторов изменил своё отношение ко мне. Но меня это не расстроило, поскольку я была уверена в своей правоте.
Конечно, на обе эти заявки мы получили положительные решения ВПИИГПЭ, и когда, наконец, спутник “Метеор – 3М” был запущен, мы были счастливы. Тогда же встал вопрос о денежном вознаграждении авторов, и я, полная оптимизма и радужных надежд, обратилась к начальнику патентного отдела Марии Сергеевне Логуновой, которая сразу же охладила мой пыл, спросив: “А разве вы заключали лицензионное соглашение с предприятием, использовавшим ваши изобретения?” Нет, лицензионного соглашения мы не заключали. В этом сказалась наша юридическая и патентная безграмотность. Но это было уже не столь важно. Важным было то, что наши спутники летали и летали успешно. Не в этом ли истинное счастье?
Глава 12 Десятилетие потерь
Последнее десятилетие моей работы в МИЭА было омрачено страшными потерями близких мне людей и полным развалом отрасли, в которой я работала, поэтому я буду рассказывать о совершенно разных событиях, которые за это время произошли в моей семье, на работе и в стране.
В 1988 году мой муж Николай ушёл в плавание для испытания в водах Атлантики разработанного им на предприятии, возглавляемом Магаршаком, радиобуя. Через некоторое время после возвращения из длительной командировки он три дня праздновал успешное окончание испытаний, но не сумел выйти из этого состояния, и у него случился первый инсульт. Ему следовало бы сразу же сделать операцию на сосудах шеи, чтобы предотвратить рецидивы болезни, как это ему было предложено в городской больнице N 15. Однако его коллеги по работе решительно воспротивились операции. Понять их позицию можно, поскольку у каждого человека вполне могла быть своя точка зрения на эту проблему. После перенесённого инсульта врачи рекомендовали Николаю вести себя очень осторожно, вплоть до того, чтобы не делать резких движений, не утомляться, не перегружаться, но это было не в его правилах. Он недооценивал серьёзность ситуации и поначалу даже пытался продолжать работать. Теперь, когда с ним случилась такая беда, все обиды, всё разочарование нашей совместной жизнью ушло на второй план, и в течение четырёх лет я прилагала все усилия к тому, чтобы Николай поправился.
После второго инсульта коллеги Николая по работе решили направить его в Узбекистан, в Наманган, где тамошний доктор тибетской медицины, проводивший диагностику по пульсу, собирался поставить его на ноги с помощью тибетских трав. Я была противницей такого решения, поскольку считала, что выдержать многочасовой перелёт в Узбекистан, когда рейсы туда постоянно задерживались и пришлось бы неопределённое время проводить в аэропорту, ожидая вылета, Николаю будет чрезвычайно трудно. Однако моего мнения никто не собирался спрашивать. Доктор и Николай вылетели в Наманган вместе, одним рейсом. По прибытии на место доктор не осмотрел мужа, а назначил ему явиться на приём лишь через день. За это время у Николая произошёл очередной инсульт.
Об этом мне сообщили сотрудники на работе. В то время я сама была ещё нездорова, испытывая последствия опытов, которые ставили на мне врачи-психиатры вместо того, чтобы лечить мою печень. Кроме того, в то время мне вообще было трудно представить себе, как я полечу самолётом, закупоренная в замкнутом пространстве. Но подавив собственные страхи и недомогание, я полетела в Наманган. Николай лежал в обычной больнице, и теперь его лечили врачи-аллопаты. Он узнавал меня лишь по голосу, поскольку лиц он не различал, от чего впоследствии очень страдал. Моральное состояние мужа было очень тяжёлым. Он даже пожаловался на это врачу. Врач, как мог, пытался успокоить Николая, убеждая его, что он может надеяться на меня, поскольку я никогда его не брошу.
С тех пор, когда у Николая случались рецидивы болезни или он должен был пройти профилактическое лечение, во всех больницах я неизменно находилась рядом с ним. Он лежал в неврологическом отделении больниц NN 51, 15, 58, 71. Там в это время я и писала свои отчёты. По окончании каждого острого периода болезни, во время которого он был вынужден лежать, Николай передвигался самостоятельно, но у него были существенно сужены поля зрения и он не узнавал людей, поскольку после третьего инсульта пострадали центры, ответственные за эту способность. Я очень надеялась, что ему удастся выкарабкаться, но в одной из больниц врач сказала мне, что у него очень плохие сосуды и прогноз для него плохой.
Несмотря на слабость и тяжёлое моральное состояние Николай старался быть полезным, взяв на себя обязанность делать нетяжёлые покупки в продуктовом магазине, куда я после Павловской денежной реформы была не в состоянии войти: от всех нулей на ценниках мне становилось не по себе. Он даже продавал маленькие книжечки по здоровью из серии “Помоги себе сам”, чтобы немного заработать. Это было необходимо ему для самоутверждения, и я уважала его за такой выбор. Несмотря на суровый прогноз, я верила, что при аккуратном приёме лекарств его состояние стабилизируется. На день я раскладывала для него лекарства по трём рюмочкам, и довольно-таки длительное время он вовремя принимал таблетки.
Мне уже начинало казаться, что, вопреки прогнозам врачей, Николай стал выкарабкиваться из тяжелейшего положения, но потом он, видимо, устал, не видя положительного эффекта лечения, и перестал принимать лекарства, несмотря на мои уговоры. Это немедленно привело к трагическому результату – десятого марта 1993 года его жизнь закончилось после инфаркта, как было указано в медицинском свидетельстве о смерти.
К этому времени начальник нашего отдела В. А. Гаранкин получил новое должностное назначение, чему все мы были несказанно рады, и я решила перейти в отдел Семёна Григорьевича Кана, кандидата технических наук, в прошлом руководившего конструкторским отделом, а позже объединённым конструкторско-исследовательским отделом. Мой рабочий стол некоторое время назад уже стоял в его отделе, когда теоретический отдел Валентина Фёдоровича Рафельсона, где я временно находилась, в очередной раз переехал в новое помещение. Семён Григорьевич никогда не повышал голоса, был улыбчив и внимателен к своим сотрудникам. В дни юбилеев мы получали от него стихотворные поздравления. Я тоже удостоилась такой чести и теперь как память храню его проникновенные стихи. Не могу не привести одно из них. В нём звучит одновременно и торжественность, и лёгкий юмор.
Ваш юбилейный день рожденья…
Ещё прочитана глава…
Примите наши поздравленья
И наши тёплые слова.
Хотим сказать мы Вам спасибо
За честный, благородный труд.