ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
Том 75. Вып. 1, 2011
АЛЕКСЕЙ АНТОНОВИЧ ИЛЬЮШИН
(К 100-летию со дня рождения)
20 января 2011 года исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося ученого-механика, члена-корреспондента Российской академии наук, Заслуженного профессора Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Алексея Антоновича Ильюшина, члена редколлегии журнала "Прикладная математика и механика" в течение более полувека.
А.А. Ильюшин родился в Казани; после окончания школы поработал станочником на судоремонтном заводе и в 1929 г. поступил на физико-математический факультет Казанского университета. В 1930 г. перевелся на физико-математический факультет МГУ, по окончании которого в 1933 г. поступил в аспирантуру Института механики МГУ и одновременно стал ассистентом кафедры теории упругости механико-математического факультета. Сотрудником этой кафедры (с 1938 г. — профессором, с 1942 г. — заведующим) А.А. Ильюшин оставался, несмотря на многочисленные ответственные назначения, всю жизнь.
Жажда знаний, необыкновенная работоспособность, склонность к теоретическим исследованиям и одновременно тяга к "живым" техническим задачам ярко проявились у Алексея Антоновича еще в студенческие и аспирантские годы. Достаточно перечислить его "попутные с учебой" занятия. Это работа в 1932—1934 гг. старшим техником, а потом инженером в ЦАГИ (в секции летных испытаний предложил метод экспериментального определения центровки и моментов инерции самолета, в отделе особых конструкций занимался расчетами лопастей несущего винта автожира, написал первую научную работу по уточненной методике этих расчетов); о работе в ЦАГИ — "главном центре авиационной науки страны" — А.А. Ильюшин вспоминал всегда тепло и с нескрываемой гордостью. Это проектирование построенного в 1934 г. в Москве аттракциона "Параболоид чудес" — прообраза тренажеров для космонавтов. Это заведование с 1935 г. лабораторией испытания материалов МГУ, в которой под его руководством начались систематические экспериментальные исследования вязкопласти-ческих течений и динамических свойств материалов на специально созданных стендах (в том числе на легендарном пневматическом скоростном копре — первом в серии разработанных им линейных механических ускорителей). Это и начало работы в только что созданном Институте механики АН СССР (в 1935 г. — старший научный сотрудник, с 1936 г. — заведующий отделом прочности).
Фактически к 1938 году А.А. Ильюшиным были заложены основы теории вязкопла-стических течений — сформулирован вариационный принцип минимума мощности внутренних сил и установлена его эквивалентность дифференциальным уравнениям вязкопластических течений, даны постановки и разработаны методы решения начально-краевых задач, введено понятие и решены задачи по устойчивости процесса вязко-пластического течения (по отношению к возмущениям границы области), проведены систематические эксперименты по определению вязкопластических свойств различных материалов. По результатам перечисленных исследований в 1937 г. им защищена кандидатская диссертация, а в конце 1938 г. — докторская.
В предвоенные годы А.А. Ильюшин как сформировавшийся высококвалифицированный специалист в области сложных динамических процессов стал консультировать научно-исследовательские учреждения наркомата боеприпасов. А в самом начале Великой Отечественной войны он занялся важнейшей проблемой, сформулированной в распоряжении ГКО СССР, — о развертывании работ по увеличению производства артиллерийских снарядов, главным образом за счет максимального упрощения технологии их изготовления, но при надежном обеспечении безопасности выстрела. Как известно, А.А. Ильюшин внес неоценимый вклад в решение этой проблемы — он впервые дал правильное описание процесса совместных деформаций ствола и движущегося в нем снаряда и на основании грамотного анализа выстрела объяснил допустимость пластических деформаций снаряда (до этого проектирование и расчет снарядов на прочность осуществлялись только методами теории упругости). Итогом этой выдающейся работы было появление принципиально новых норм проектирования и расчета снарядов на деформируемость и прочность, существенное упрощение технологии производства снарядов (в частности, отмена сложной термообработки снарядов после штамповки и возможность использования менее дефицитного металла), что привело к резкому увеличению производства снарядов и постепенной ликвидации "снарядного голода" на фронте. Вспоминая об этом периоде своей жизни в научно-автобиографической статье "Динамика" (см. Собрание сочинений, т. 1), А.А. Ильюшин писал: "Буквально за два месяца создал фундамент теории малых упругопластических деформаций (ТМУПД), доказал, что все варианты определяющих соотношений теории пластичности при простых нагружениях (ввел это понятие ПН) совпадают между собой, и простейшая деформационная теория является единой физически достоверной для ПН". В этой фразе не только содержится аргументация по выбору модели — ТМУПД —
для расчета снарядов, но и упоминаются два введенных автором понятия, повлиявших на дальнейшее развитие всей теории пластичности.
Во-первых, А.А. Ильюшин предложил ставшее теперь классическим понятие простого нагружения. Подчеркивая зависимость механического поведения материала от типа (вида) процесса нагружения, т.е. от истории термомеханического воздействия на материал, он ввел четкое разделение процессов нагружения на простые и сложные. Другое понятие, на которое обратил внимание А.А. Ильюшин, — это физическая достоверность определяющих соотношений. Решение вопроса о физической достоверности ТМУПД А.А. Ильюшин дал в столь исчерпывающем виде, что оно остается образцовым и по настоящее время. В рамках ТМУПД, излагая теорию равновесия пластин и оболочек за пределом упругости, А.А. Ильюшин дал (и реализовал на конкретных примерах) постановки и методы решения задач о несущей способности и об устойчивости пластин и оболочек. Для решения краевых задач теории малых упру-гопластических деформаций он предложил эффективный итерационный метод, названный им "методом упругих решений". Сходимость метода обеспечивалась наблюдаемыми в экспериментах свойствами "функции Ильюшина", входящей в выражение интенсивности напряжений через интенсивность деформаций. Этот метод не только позволил решать серьезные упругопластические задачи еще в эпоху отсутствия ЭВМ, но и повлиял на развитие численных методов решения физически нелинейных краевых задач в механике деформируемого твердого тела.
Итогом работы по созданию и применению ТМУПД стала монография А.А. Ильюшина "Пластичность. Часть 1. Упруго-пластические деформации" (1948 г.), которая на многие годы стала основой расчетов на прочность, деформируемость, устойчивость за пределом упругости в разных отраслях машиностроения и оказалась богатым источником новых идей, подходов, методов для специалистов в области теории пластичности. За цикл работ по пластичности в 1948 г. ему была присуждена Сталинская премия I степени.
За выполненные в военные годы научные и прикладные исследования А.А. Ильюшин был удостоен высоких правительственных наград. В 1943 г. его избрали членом-корреспондентом АН СССР, в 1947 г. — действительным членом Академии артиллерийских наук МВС СССР (ныне РАРАН).
С 1947 г. тематика исследований А.А. Ильюшина изменилась — его назначили заместителем начальника НИИ-88 (ныне ЦНИИМАШ, г. Королёв Московской обл.) по науке. Наряду с огромной и ответственной научно-организационной работой (создание отделов, занимающихся экспериментально-теоретическими исследованиями по всем разделам механики, необходимым ракетному центру; создание уникальной специализированной экспериментальной базы), А.А. Ильюшин — аэромеханик по университетскому образованию — обратился к вопросам сверхзвуковой аэродинамики. Им было предложено (1947 г.) блестящее решение проблемы аэродинамических расчетов летательных аппаратов при больших числах Маха (в стране отсутствовало оборудование для экспериментального определения аэродинамических коэффициентов сил и моментов ракет при M > 3) — сформулирован закон плоских сечений в аэродинамике больших сверхзвуковых скоростей. Этот закон сводил пространственную задачу обтекания тонкого удлиненного тела к плоской, давал метод экспериментального определения аэродинамических коэффициентов для M > 6 на сверхзвуковых трубах с M < 3, привел к построению теории панельного флаттера на базе "поршневой теории". Закон плоских сечений нашел позднее применение при создании теории проникания твердых тел в разные среды (теория бронепробивания и разработка соответствующей техники); теория панельного флаттера получила развитие на основе новых постановок, уточняющих "поршневую теорию".
В 1950 г. А.А. Ильюшин стал ректором Ленинградского университета; он много усилий приложил для защиты и поддержки ленинградской школы генетики в сложное
для этой науки время. В круг его научных интересов опять вошли вопросы пластического течения — проблема моделирования горячих и скоростных процессов. Весной 1952 г. он был назначен заместителем научного руководителя и главного конструктора КБ Министерства среднего машиностроения (Арзамас-16, г. Саров) и активно участвовал в реализации атомного проекта.
С 1953 г. по 1960 г. А.А. Ильюшин — директор Института механики АН СССР. В этот период были созданы вычислительный центр и новые лаборатории, вошли в строй новые стенды, начал издаваться "Инженерный сборник" — предшественник журнала "Известия АН СССР. Механика твердого тела". Он был инициатором создания и бессменным руководителем Научного совета АН СССР по проблеме прочности и пластичности. Его научная работа в эти годы была связана с изучением динамических свойств металлов, разработкой методов моделирования динамических процессов, созданием и целенаправленным использованием линейных механических ускорителей (созданы ускорители с линейным полем постоянного ускорения 100g и 1000g). На пневматическом скоростном копре и линейном ускорителе ЛМУ-100 были, в частности, испытаны модели различных конструкций, исследованы эффекты подземных взрывов и перебро
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.