Испытание на прочность: задачи и будущее школы динамики и прочности ЦИАМ

5 апреля исполняется 95 лет Борису Федоровичу Шорру, главному научному сотруднику Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»), ветерану Великой Отечественной войны, доктору технических наук, профессору, одному из создателей знаменитой школы динамики и прочности ЦИАМ.

Он работал вместе с теми, чьи имена золотыми буквами вписаны в историю отечественной двигателестроительной науки, — И.А. Биргером, С.А. Серенсеном, Р.С. Кинасошвили, став соавтором в ряде их работ. Б.Ф. Шорр и сам является для многих циамовцев (и не только) учителем, образцом для подражания, продолжая решать практические вопросы отечественного двигателестроения.

В юбилей Бориса Федоровича поговорили с ним о будущем науки, роли ученого-прочниста и профессиональном становлении.

— Борис Федорович, Вы работаете в ЦИАМ с 1949 года. Мы убеждены, что люди ваших заслуг и опыта обладают научной прозорливостью. На ваш взгляд, какие современные научные тенденции в области динамики, прочности, надежности, численного моделирования будут наиболее актуальны в авиационном двигателестроении в будущем?

— Прогнозировать будущее в науке очень сложно. Безусловно, будут расширяться возможности вычислительной техники и анализа результатов математического моделирования с привлечением искусственного интеллекта. Можно ожидать появления новых материалов с непредвидимыми сейчас свойствами, новых технологий изготовления деталей, существенного развития в области автоматизации расшифровки результатов испытаний, в том числе, микро-фрактографии материалов. Новые конструкции летательных аппаратов — беспилотных, космических и пр. — приведут к новым проблемам обеспечения их надежности с учетом «человеческого» фактора.

— Вы стали одним из создателей знаменитой школы динамики и прочности ЦИАМ. Как с течением времени менялись научные методики, подходы в области прочности и надежности двигателей, численного моделирования, ресурсного проектирования? Как они становились основой появления новой техники?

— Школа динамики и прочности ЦИАМ специально не создавалась, а явилась естественным результатом научной деятельности работавших в Институте ученых и инженеров. Менялись и совершенствовались орудия их труда, а мозги и руки требовались по-прежнему. Новая техника выдвигала новые задачи, а их изучение подсказывало новые возможности, так что теория и практика обогащали друг друга.

— Какова роль работ по обеспечению прочности в современном авиадвигателестроении?

— Роль прочнистов заключается в том, что они должны путем обоснованных расчетов и грамотных испытаний подтвердить, что авиадвигатель сможет выполнять свои функции в любых условиях, возможных в эксплуатации.

Среди функциональных требований к двигателям гражданской авиации на первом месте стоит обеспечение безаварийности полета. В то же время, в конструкции двигателя должно оптимально сочетаться много нередко противоречивых требований: минимум веса, большой ресурс, минимум расходов на производство и эксплуатацию, обеспечение комфорта пассажиров и экипажа при длительных перелетах (по шуму и качеству воздуха) и ряд других. Конечно, все эти вопросы решаются прочнистами совместно с другими авиационными специалистами.

— Однажды вы сформулировали принцип, который отличает школу прочности ЦИАМ: «выбор исследования всегда определялся практическими проблемами, которые надо решать, то есть делать надо не то, что можно, а то, что нужно». Как появился этот, фактически, афоризм? Что Вы в него вкладывали?

— Этот принцип был сформулирован не совсем мной, а Исааком Ароновичем Биргером в форме: «Прочнисты ЦИАМ должны искать решение там, где темно, а не там, где светло». В этом он видел отличие ученых ЦИАМ от специалистов, которых он называл «кабинетными». Мы всегда придерживались этого принципа, в том числе и при выборе тем диссертаций. Хотя время работ над диссертациями удлинялось, но зато их защиты проходили без затруднений.

Правда, в академических кругах Исаака Ароновича недолюбливали, его не избрали даже в члены-корреспонденты АН СССР. Школу прочнистов ЦИАМ нигде официально не утверждали, в отличие от школы газовой динамики ЦИАМ, имеющей официальный статус.

Но это никак не влияло на авторитет прочнистов ЦИАМ, которые работали и работают в тесном контакте с профильными специалистами авиационных ОКБ и заводов.

— Известно, что вы завершили написание новой книги. Каким практическим направлениям посвящена Ваша работа? Какие научные вопросы в ней поднимаются? Как она будет называться и когда планируется ее издание?

— Книга называется «Птицестойкость авиационных двигателей». Она направлена на решение задач, которые стоят перед специалистами-прочнистами по подтверждению надежности и безотказности двигателей в условиях столкновения воздушных судов с птицами. Книга отражает накопленный в ЦИАМ за 30 лет опыт работы в этом направлении. Издать ее планируется в конце этого года.

— Вы работали в тесной связке с такими выдающимися учеными, как И.А. Биргер, С.А. Серенсен, Р.С. Кинасошвили. Бытует мнение, что с великими сложно работать. Насколько Вы его разделяете? Чему они, возможно, научили Вас?

— Выдающиеся прочнисты не страдали манией величия, с ними работать было интересно, и этому не мешали особые черты их характера. Главное, чему они научили нас, — работать добросовестно.

— Как начинался Ваш профессиональный путь? Что повлияло на выбор специальности, круг научных интересов?

— Профессиональный путь начинался с должности инженера. Круг моих научных интересов определялся возникавшими в авиадвигателестроении задачами. В этом отношении мне везло: практические задачи были крайне разнообразными и требовали знаний не только классической и прикладной механики с ее математическим аппаратом, но и основ теории и конструкции авиадвигателей и их узлов, теории сплошных сред, теплопередачи, аэроупругости, материаловедения, деталей машин, теории вероятности и пр. Такие знания позволили мне продуктивно общаться со многими выдающимися специалистами разных подразделений ЦИАМ, ЦАГИ, ВИАМ, НИАТ и других научных институтов СССР.

Специалисты ЦИАМ пользовались во второй половине XX века большим уважением работников Министерства авиационной промышленности, двигательных и самолетных ОКБ, так как помогали им и в теоретическом, и в практическом планах создавать и совершенствовать их изделия. Специалисты ЦИАМ выезжали в ОКБ и на заводы, помогая им своими знаниями и советами, а иногда неделями работали там, чтобы найти решения задач, возникавших при создании и доводки изделий. Сегодня, в рыночных условиях, эта традиция переформатировалась, но, тем не менее, продолжается.

— Каким было Ваше первое научное открытие, теория, которая впоследствии стала основой Ваших работ, исследований, методических пособий, книг?

— Моя первая теоретически-экспериментальная работа в ЦИАМ касалась влияния начальной закрученности рабочих лопаток компрессоров и турбин на их деформацию и прочность. Результаты этих исследований были опубликованы в «Трудах ЦИАМ» 1954 года, а затем, включая вопросы динамики, — в «Известиях» АН СССР. Позже работа в этом направлении продолжилась: некоторые ее результаты были отражены в книге «Расчет конструкций методом прямого математического моделирования» (в соавторстве с Г.В. Мельниковой) и в монографии «Теория волновых конечных элементов», изданной в 2004 году за рубежом, так как в то время издать такую книгу в России было невозможно.

— Ваши ученики — основные эксперты в области динамики, прочности, надежности авиационных двигателей. Передают ли они свой опыт молодежи? Ведь преемственность поколений очень важна, особенно в науке...

— Я горжусь моими учениками, среди которых были начальник ЦИАМ — Владимир Алексеевич Скибин — и руководители ряда подразделений отделения прочности ЦИАМ и некоторых ОКБ. К сожалению, преемственность поколений была нарушена при перестройке, и несколько наших перспективных аспирантов ушли в другие сферы. Но за последние годы мы вновь «обросли» думающими инженерами и молодыми кандидатами наук. Их интерес к специальности будет определяться их востребованностью в создании новых объектов авиационно-космической области.

— Несколько Ваших пожеланий молодому поколению.

Отвечу словами Михаила Васильевича Ломоносова, которые нужно всегда помнить:

Науки юношей питают,
Отраду старцем подают,
В счастливой жизни украшают,
В несчастный случай берегут.