УДК 167/168:929
ВЫДАЮЩИЙСЯ УЧЕНЫЙ АКАДЕМИК БОРИС НИКОЛАЕВИЧ ПЕТРОВ
Борис Николаевич Петров родился 11 марта 1913 г. в Смоленске. Его мать, Вера Владимировна, была врачом; отец, Николай Георгиевич, — бухгалтером. Вскоре после революции в нашей разоренной войной стране вспыхнула эпидемия тифа и Вера Владимировна, отдававшая все свои силы, все свое искусство врача борьбе с эпидемией, сама заразилась и умерла в 1919 г., а в 1929 г. умер и Николай Георгиевич. Заботы о воспитании Бориса и его младшей сестры в значительной мере легли на плечи сестер их родителей — Елену Георгиевну и Марию Владимировну.
Закончив в феврале 1930 г. школу, Борис Николаевич некоторое время был счетоводом в колхозе, а осенью уехал в Москву, где был принят в фабрично-заводское училище им. С. Орджоникидзе и стал работать токарем. Однако его тянуло к учебе. Еще мальчиком он предпочитал чтение детским играм, любил книги о путешествиях, приключениях, увлекался рисованием.
В 1933 г. Борис Николаевич поступил в Московский энергетический институт. Во время приемных экзаменов умерла в Смоленске Елена Георгиевна, помогавшая ему материально. Встал вопрос о возможности учебы в институте. На поступлении в институт настояла другая его тетя, Мария Владимировна, жившая в Москве. Она была учительницей, и, чтобы помогать племяннику, ей пришлось давать дополнительные уроки.
Борис Николаевич учился в институте блестяще. Дипломный проект он писал под руководством своего учителя — академика Виктора Сергеевича Кулебакина. Проект был признан выдающимся.
В 1939 г. после окончания МЭИ с отличием Борис Николаевич по предложению В. С. Кулебакина был направлен на работу в Комитет телемеханики и автоматики АН СССР, на базе которого позже В. С. Куле-бакиным был создан Институт автоматики и телемеханики АН СССР (ИАТ), ныне Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. В этом Институте Б. Н. Петров прошел путь от инженера до академика, работая в нем до последних дней своей жизни. В трудные годы становления Института, с 1947 по 1951 гг., он возглавлял его.
Первые работы молодого ученого были посвящены автоматизации процесса непрерывной разливки металла из мартена. Когда же началась Великая Отечественная война, Борис Николаевич взялся за проблему автоматической браковки изделий.
В 1945 г., через шесть лет после окончания МЭИ, Борис Николаевич защитил диссертацию на тему "Анализ автоматических копировальных систем", за которую ему сразу была присуждена ученая степень доктора технических наук. В отзыве на диссертацию известный советский математик академик Николай Николаевич Лузин писал: "Представленная диссертация... имеет высокие достоинства, позволяющие рассматривать ее, как выдающееся среди других работ явление".
Борис Николаевич создал метод структурных преобразований схем автоматических систем и разработал адекватный математический аппарат — алгебру структурных схем. Много позже, уже в последние годы жизни, он снова вернулся к этой проблематике в работах, выполненных совместно со своими учениками из Уфимского авиационного института.
Весьма глубокие исследования были проведены Борисом Николаевичем в области интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений. Эти работы привели к открытию, которое Николай Николаевич Лузин, ставший вторым учителем Бориса Николаевича, назвал "феноменом Б. Н. Петрова".
Б. Н. Петров — один из основоположников теории инвариантности. Им были установлены необходимые условия физической осуществимости условий абсолютной инвариантности. Сейчас эти условия широко известны в мировой литературе как принцип двухка-нальности Б. Н. Петрова. Открытие принципа двухка-нальности положило конец утверждениям о физической нереализуемости инвариантных систем и предопределило дальнейшее развитие теории инвариантности.
Большое значение имеют исследования Бориса Николаевича по теории нелинейных инвариантных систем с запаздыванием, комбинированных систем. Новые типы автоматических систем, созданные на основе этой
10 _ ввпвогв & Буагетв • № 6.2014
теории под его руководством и при его непосредственном участии, реализованы промышленностью.
В исследованиях, выполненных совместно с учениками, Б. Н. Петровым открыт новый класс систем — системы двукратной инвариантности, получено решение проблемы инвариантности в системах с переменной структурой, сделано обобщение условий инвариантности на случай статистически заданных возмущений, развиты идеи двухканальности в информационных и измерительных устройствах.
В работах Бориса Николаевича и его учеников по теории беспоисковых самонастраивающихся систем дана общая постановка и решение задачи анализа и синтеза систем такого класса. Основные результаты этих работ обобщены в монографии Б. Н. Петрова и его учеников "Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления" (1972 г.).
Под руководством и при участии Бориса Николаевича впервые в СССР разработаны и созданы самонастраивающиеся системы управления для нескольких классов ракет Главного конструктора И. С. Селезнева.
Дальнейшим развитием теории самонастраивающихся систем стала теория координатно-параметричес-кого управления. В работах, посвященных этой теории, в монографии "Адаптивное координатно-параметричес-кое управление нестационарными объектами", которую Борис Николаевич увидел лишь в гранках (она вышла в 1980 г.), рассматриваются принципы построения, синтез алгоритмов перестройки параметров объекта, возможности и перспективы развития систем этого класса.
Борис Николаевич возглавлял также новое в теории управления направление, связанное с информационным подходом.
Можно бы было привести еще много результатов, полученных Борисом Николаевичем в области общей теории автоматического управления. Однако, важнейшее место в деятельности Б. Н. Петрова заняли задачи теории автоматического управления подвижными объектами, интерес к которым был вызван тем, что свою педагогическую деятельность Борис Николаевич начал созданием в 1944 г. в Московском авиационном институте нового курса лекций "Автоматика мотора и винта".
Проблемам управления двигательными установками таких летательных аппаратов, как баллистические ракеты, Б. Н. Петров уделял пристальное внимание всю свою творческую жизнь ученого и инженера. Работы в этой области ввели его в круг творцов практической космонавтики. Полученные им и его коллективом результаты носили основополагающий характер, были реализованы и созданные на их основе системы управления, которые стали составной частью всех крупных жидкостных ракет разработки Главных конструкторов С. П. Королева, М. К. Янгеля. В. Н. Че-ломея, В. Ф. Уткина.
С академиком С. П. Королевым Борис Николаевич начал работать в 1950 годах, выполняя исследова-
ния и разрабатывая системы регулирования для первой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 и для предваряющей основную разработку — ракеты-лаборатории М5-РД. Б. Н. Петров часто был участником-консультантом на заседаниях знаменитого Совета главных конструкторов, возглавляемого С. П. Королевым. Первые конструктивные результаты в исследовании динамики жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) и его электронном аналоговом моделировании были получены Борисом Николаевичем с сотрудниками по просьбе В. П. Глушко в 1950—1951 гг. для разрабатываемого стотонного двигателя. Результаты по исследованию ЖРД как объекта регулирования были доложены на заседании комиссии в Президиуме АН СССР, которое проходило под председательством академика М. В. Келдыша. Активно участвовал в обсуждении результатов работы крупнейший специалист в области двигателес-троения академик Б. С. Стечкин.
В 1954 г. Институту автоматики и телемеханики Постановлением правительства было поручено возглавить исследования в части управления двигательной установкой для разрабатываемой С. П. Королевым межконтинентальной составной двухступенчатой ракеты Р-7. Б. Н. Петров стал научным руководителем этих работ.
Разработка проблемы построения систем управления тягой ЖРД и синхронизации опорожнения баков ракеты сложной архитектуры была остро необходима и сопровождалась немалыми трудностями, которые сопутствовали созданию принципиально новых систем, начиная "с нулевого уровня", без какой-либо предыстории и при полном отсутствии прототипов систем и литературных источников.
Работы Б. Н. Петрова и его учеников по методологии разработки математических моделей ЖРД и анализу динамики двигателя как объекта управления и проблемы управляемости ЖРД имели приоритетный характер и составили раздел теории ЖРД, охватывающий ряд принципиально новых задач, возникших при создании ракеты Р-7 и всех последующих крупных жидкостных ракет. Как динамическое звено ЖРД вошел в состав систем управления тягой, систем регулирования опорожнения баков и синхронизации расходования топлива в ракетах пакетной архитектуры.
Разработанная коллективом Б. Н. Петрова методика электронного моделирования ЖРД на аналоговых ЭВМ (цифровых ЭВМ в те годы не было) существенно ускорила нахождение способов борьбы с продольной неустойчивостью ракеты Р-7, которая чрезвычайно мешала продвижению космонавтики. Это было в 1958 г., когда готовились к достижению Луны первой автоматической межпланетной станцией "Мечта", но полеты срывались из-за взрывов ракет. Усилиями большого коллектива ученых и конструкторов природа сложного процесса была разгадана: ЖРД, источник колоссальной энергии, входит в колебательный контур, включающий трубопроводы и конструкцию ракеты и при резонансе
ракета разрушалась. Разработанная Б. Н. Петровым методика имитационного моделирования ЖРД позволила существенно ускорить поиск причины катастроф и найти средства парирования их.
В целом, Б. Н. Петров взял на себя ответственность за идеологию создания принципиально новых терминальных систем управления расходованием топлива ЖРД, которые существенно повышали энергетику ракеты за счет резкого сокращения гарантийных запасов топлива. Он был научным руководителем работ по таким системам для всех крупных жидкостных ракет, начиная с королевской Р-7 и для всех последующих крупных боевых ракет и ракет-носителей космически
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.