Встреча студентов Новосибирского государственного университета с внуком основателя Академгородка, доктором физико-математических наук, профессором, деканом Факультета информационных технологий НГУ Михаилом Михайловичем Лаврентьевым прошла 4 апреля. Она была посвящена захватывающим фактам из жизни основателя Академгородка академика и носила название «Научные открытия академика Михаила Алексеевича Лаврентьева. От математики, механики и физики взрывов до первых ЭВМ».
В этом году исполняется 125 лет со дня рождения выдающегося советского математика и механика, основателя Сибирского отделения АН СССР и Новосибирского Академгородка Михаила Алексеевича Лаврентьева. Жители Академгородка хранят память о нем. В настоящее время его имя носят Институт гидродинамики СО РАН, СУНЦ (Физико-математическая школа) НГУ, Лицей №130, аудитория в НГУ…. Памятник академику установлен на проспекте, названном в его честь.
Михаил Михайлович Лаврентьев начал встречу с перечисления самых важных научных достижений Михаила Алексеевича: эффект Лаврентьева в вариационном исчислении, подъемная сила крыла самолета, конформные и квазикомфорные отображения, объяснение кумулятивного эффекта, первый артиллерийский ядерный снаряд, первые отечественные ЭВМ, новые материалы – сварка взрывом, разгон частиц до космических скоростей, спасение генетики, борьба за чистоту озера Байкал, спасение города Алматы (Казахстан) от селевого потока – плотина Медеу, создание университетов нового типа – ФизТех и НГУ, организация Сибирского отделения Академии наук СССР. А затем подробно рассказал о некоторых из них.
Важный вклад в Победу
Среди многочисленных наград М.А. Лаврентьева – Орден Отечественной войны 2-й степени, которым он был награжден в 1944 году. Данным Орденом награждали участников боевых действий, однако Михаил Алексеевич стал одним из немногих исключений. Непосредственно в сражениях Великой Отечественной он не участвовал и на фронте не был, но внес значительный вклад в Великую Победу как талантливый ученый. Разработанные им кумулятивные заряды стали одним из факторов, повлиявших на исход Курской битвы (5 июля — 23 августа 1943 года).
— Ранее кумулятивные противотанковые авиабомбы были достаточно большими по размеру, и штурмовики отечественные ИЛ2 могли взять на борт всего несколько штук, соответственно небольшим было и максимально возможное количество поражаемых бронеобъектов. М.А. Лаврентьев предложил свой вариант решения проблемы — создание нового поколения кумулятивных противотанковых авиабомб, снаряжаемых в кассеты по 78 штук. Выпускали ПТАБы Лаврентьева в Уфе, на эвакуированной из Днепропетровска артели «Промметиз». Каждая бомба весила 2,5 кг и прошивала кумулятивным пестом до 70 мм брони. Этого было достаточно для поражения самых защищенных танков вермахта: у«Пантеры» на башне толщина брони была не более 16 мм, у «Тигра» — 28 мм. Впервые ПТАБы из Уфы применили в Курской битве, и они подействовали на фашистов очень достойно – несколько сотен танков были уничтожены ударами с воздуха, — рассказал М.М. Лаврентьев.
Важно, что вместо нескольких тяжелых стокилограммовых противотанковых авиабомб (ПТАБ) штурмовик ИЛ2 брал на борт 4 кассеты с 78-ю ПТАБами в каждой, которыми буквально «посыпал» немецкие танки с высоты 25 м. Это обеспечивало большую прицельную точность такого бомбового удара и безопасность самого самолета, сводя к нулю риск быть сбитым разрывом собственных авиабомб.
Было у ПТАБов Лаврентьева еще одно важное преимущество: в отличие от обычных авиабомб из дорогой высокопрочной стали со сложным взрывателем, ПТАБы могли теоретически выпускаться даже в деревянном корпусе. Поэтому изготавливать их можно было не на специализированных заводах, а в самых примитивных условиях.
Первый артиллерийский ядерный снаряд
В начале 50-х годов М. А. Лаврентьев был привлечен к работам по созданию в СССР атомного оружия. Работа над первым отечественным артиллерийским ядерным снарядом предполагала решение сложных теоретических и экспериментальных задач гидродинамики и газовой динамики, а подготовка их решений сама по себе являлась сложной математической проблемой. М.А. Лаврентьев был известен как крупный специалист по гидро- и газодинамике, выдающийся математик, основатель теории кумулятивных снарядов и известный специалист по применению взрывчатых веществ. Поэтому в 1953 году он с поста директора Института точной механики и вычислительной техники был переведен в КБ-11 (Арзамас-16, ныне город Саров) на должность заместителя главного конструктора Министерства среднего машиностроения СССР, которую он занимал течение двух с половиной лет. За это время М.А. Лаврентьеву удалось создать творческий коллектив молодых и талантливых специалистов. Среди них были Лев Васильевич Овсянников, Дмитрий Васильевич Ширков, Владимир Михайлович Титов и Богдан Вячеславович Войцеховский. В дальнейшем они последовали за своим руководителем в Академгородок и стали академиками.
— Перед научной группой М.А. Лаврентьева стояла сложнейшая задача: снаряд должен был иметь компактные размеры по сравнению с теми изделиями, которые создавались в этом конструкторском бюро ранее, поскольку предстояло заряжать ими орудия. При этом снаряд должен был испытывать большие перегрузки, сохраняя при этом боеспособность. А перегрузки эти в тысячи раз превышали те, что характерны для авиабомб. Возникали и другие сложности, но научному коллективу удалось их успешно преодолеть, и в 1956 году артиллерийский снаряд с ядерным зарядом успешно прошел испытания на Семипалатинском полигоне. Как рассказал М.М. Лаврентьев, размер снаряда все же был слишком большим, поэтому для него было специально изготовлено орудие соответствующего калибра. В наши дни аналогичное вооружение устанавливается на современные танки, — рассказал М.М. Лаврентьев.
Первая отечественная ЭВМ
В 50-х годах прошлого века М.А. Лаврентьев принимал непосредственное участие в создании первой советской ЭВМ. Тогда он был директором Института точной механики и вычислительной техники Академии наук, где разрабатывалась первая вычислительная машина, получившая название БЭСМ-1 (первая большая электронная счетная машина). Но при выполнении этой сложнейшей задачи ее разработчики столкнулись с конкуренцией со стороны профильного министерства, которое в это же время работало над созданием ЭВМ «Стрела».
— На стороне конкурентов было немало преимуществ, самое главное из которых – финансирование работ. К тому же для создания БЭСМ требовалось 150 электронных ламп, что представляло собой серьезную проблему —на всю Академию наук отпускали около 100 ламп в квартал, а приобрести их другим путем было невозможно. Этот вопрос удалось решить благодаря сообразительности Сергея Алексеевича Лебедева, который в наши дни считается основоположником отечественной электронной вычислительной техники. В 1950 году он был приглашен в Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР в Москве М.А. Лаврентьевым. Они пошли к министру радиопромышленности и спросили: «Много ли претензий предъявляют вам потребители ламп?». Тот ответил: «Да, много. Считаю, что в большинстве случаев лампы выходят из строя по вине потребителей». Тогда С.А. Лебедев предложил: «Дайте нам 150 ламп, они у нас будут в непрерывной работе, и мы вам будем каждый месяц сообщать о том, что лампы работают хорошо, а те лампы, которые перегорят, вы нам замените новыми. Министр согласился, и проблема была решена, — рассказал М.М, Лаврентьев.
Испытания обеих машин проходили в 1953 году. Преимущества опять-таки были на стороне конкурентов. Все агрегаты новой памяти конструкции С.А. Лебедева решением свыше были адресованы «Стреле», поэтому создателям БЭСМ пришлось делать память ЭВМ на акустическом принципе. Это снизило ее быстродействие в 15-20 раз. К тому же председателем комиссии по приемке был руководитель, который уже создал свой вычислительный центр под «Стрелу». И первые результаты испытаний свидетельствовали не в пользу БЭСМ. Но М.А. Лаврентьев обратил внимание на то, что одна из тестовых задач не имеет смысла. На этом основании он настоял на том, чтобы отложить приемку на полгода и предоставить разработчикам БЭСМ агрегаты конструкции С.А. Лебедева.
— БЭСМ дорабатывали полгода, после чего она показала существенно более высокую производительность: решала все заданные ей задачи в 5-8 раз быстрее, чем «Стрела». В соревновании двух фирм победила не та, у которой было в достатке средств, людей, площадей, а та, у которой были прогрессивные идеи. А БЭСМ-1 стала предшественницей серии отечественных цифровых ЭВМ, — пояснил М.М. Лаврентьев.
Метание грунта взрывом
Значительный вклад М.А. Лаврентьев внес в спасение города Алматы (Казахстан) от селевых потоков, которые представляли серьезную опасность. Одно из свидетельств этого — Иссыкская катастрофа, происшедшая 7 июля 1963 года. Тогда сель стал причиной гибели полутора сотен алматинцев.
— Селевую опасность представляло только одно ущелье. И было предложено создать в нем защитную плотину путем направленных взрывов. За несколько лет до этого в журнале «Прикладная механика и техническая физика» была опубликована статья нескольких ученых, среди которых был М.А. Лаврентьев, о направленном метании грунта при помощи взрывчатого вещества. Эта идея и была реализована в данном уникальном проекте, — рассказал М.М. Лаврентьев.
В 1964 году Казахским филиалом института «Гидропроект» был разработан проект гравитационной каменно-набросной плотины. Учитывая опыт селя 1963 года, ее конструкция была значительно усилена. М.А. Лаврентьев был в числе научных консультантов проекта. В результате впервые в мировой практике с помощью направленных взрывов была создана плотина высотой 110 метров. Задачу усложнял рельеф и сейсмические особенности местности, но создатели плотины справились – она устояла после схода селя, который произошел вскоре после окончания работ. И до наших дней плотина, созданная взрывами, оберегает Алматы от разрушительных селевых потоков.
Также студенты узнали о том, как М.М. Лаврентьеву удалось спасти от закрытия Институт цитологии и генетики СО РАН в те времена, когда генетика считалась лженаукой и подвергалась гонениям. Им рассказали и о других его значимых научных достижениях. Однако М.М. Лаврентьев отметил, что Михаил Алексеевич считал самым значительным делом в своей жизни создание Физико-математической школы НГУ и Клуба юных техников. Для него первостепенное значение имело приобщение талантливой молодежи к научной работе.
