Творческое сотрудничество (Алла Валько) / Проза.ру

            Только для зрелых душ, интересующихся
            историей отчественного приборостроения

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 часто препятствуют 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 270 рублей в месяц (9 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.