В этом номере мы расскажем об Александре Юльевиче Ишлинском – отечественном учёном, который оставил неизгладимый след в развитии науки и техники второй половины XX века и внёс весомый вклад в золотой фонд достижений классической и прикладной механики.

Александр Юльевич родился 6 августа 1913 г. в Москве. Отец его работал техником-механиком на железной дороге. В то время железнодорожный транспорт был одной из вершин техники – в конструкции паровоза сконцентрировались достижения науки.

Механика ещё со времён Архимеда была одной из основ развития техники. Маленький Саша «помогал» отцу ремонтировать манометры и водомеры, его любимой игрушкой был волчок (юла). Тогда, да и в следующей половине столетия, для того, чтобы игрушки двигались, нужно было заводить пружины. А юла раскручивалась сразу, без заводного ключа.

Но юла – по-научному гироскоп – не привлекала особого внимания взрослых. Правда, свойство гироскопа сохранять направление оси уже использовали для того, чтобы стабилизировать движение торпед или уменьшить качку кораблей. Но вопросами этими занимались немногие конструкторы. Научными основами для них служили работы выдающихся математиков прошлого века, в частности, Софьи Васильевны Ковалевской (1850–1891).

В 1895 году Александр Степанович Попов (1859–1906) изобрёл и продемонстрировал первый в мире передатчик-приёмник электромагнитного излучения (радиоволн). Массовым увлечением и специалистов, и просто любителей стало изготовление, и даже совершенствование новой техники. В школе Александр увлёкся радиотехникой, и первой научной публикацией пятиклассника была статья «Штепсель для переключения на длинные и короткие волны» в журнале «Новости радио».

В 1928 г., окончив семь классов, Александр поступил в электротехнический техникум, а через два года, в 1930 г. ему поручают заведовать кабинетом черчения, и вскоре он уже преподаёт теоретическую механику, физику, сопротивление материалов.

Одновременно Александр самостоятельно подготовился, сдал экзамены и в 1931 г. поступил на второй курс механико-математического факультета. Ему преподавали известные учёные, он прошёл хорошую производственную практику на авиационных заводах и в конструкторских бюро.

Сразу после защиты дипломной работы А.Ю. Ишлинского принимают в аспирантуру, он занимается исследованием движения абсолютно жёсткого катка по релаксирующему и упруговязкому грунту. Результаты исследований были нужны для проектирования тракторов и другой сельскохозяйственной техники.

Конечно, тогда, в 1938 году, никто не мог предположить, что этот раздел «сельскохозяйственной» техники окажется нужным самому Александру Юльевичу … для создания лунохода.

В 1943 году он защитил докторскую диссертацию «Механика не вполне упругих и вязкопластических тел». И опять никто не мог и подумать, что результаты абстрактной науки будут нужны для запуска на луну того самого лунохода.

В 1944 г. Александр Юльевич стал профессором МГУ, в 1945–1946 гг. работал в Институте механики, читал лекции в вузах Москвы. Однажды его пригласили прочитать курс лекций по аналитической механике в Артиллерийской академии. В программу входила теория гироскопов, и учёный задумался о своём детском увлечении.

Конечно, он не имел права бросить официальные темы своих работ, поэтому в 1940-е годы продолжал заниматься теорией упругости и пластичности. Но, в конце концов, и гироскопическая техника займёт достойное место в его многогранной деятельности.

В 1948 г. по приглашению вице-президента Академии наук Украинской ССР Михаила Алексеевича Лаврентьева (1900–1980) А.Ю. Ишлинский переезжает в Киев.

Он был избран академиком АН УССР, возглавил Институт математики, заведовал отделом общей механики и читал лекции в Киевском государственном университете им. Т.Г. Шевченко. Под руководством Александра Юльевича проводились исследования динамики грунтов, сыпучих сред, твёрдого и деформируемого тела, устойчивости быстровращающихся сред с наполнителем и многих других проблем, возникших при создании новой техники.

А.Ю. Ишлинский подключился к изучению открытого М.А. Лаврентьевым эффекта устойчивости систем при динамическом нагружении.

Устойчивость – это способность стержней не изгибаться и, тем более, не ломаться, когда на них действует осевая нагрузка. Методы расчёта колонн и других различных стоек были разработаны давно, причём считалось, что груз на них давит постоянно. Лаврентьев занимался управляемыми взрывами, т.е. динамическими нагрузками. И неожиданно оказалось, что ударно сжатый с концов стержень не выгибается дугой, а приобретает форму «гармошки».

Проведённое исследование позволило объяснить, почему конструкции могут выдерживать кратковременные нагрузки, многократно превышающие пределы их устойчивости. На основании этого открытия были скорректированы формулы расчёта конструкций и созданы мощные баллистические ракеты, которые можно спрятать в шахты, в подводные лодки, перевозить в поездах и автомобилях.

Учёный не забывал и о детском «волчке» – гироскопе. Он вплотную занялся теорией гироскопов и систем инерциальной навигации. В то время мало кто знал, что результаты этих работ, а также труды по теории режимов скольжения, теории автоматического регулирования крайне необходимы, в первую очередь, ракетчикам.

29 декабря 1951 г. в Киеве была принята в эксплуатацию малая электронная счётная машина, созданная под руководством Сергея Алексеевича Лебедева (1902–1974), и Александр Юльевич использовал её для решения практических задач. Он продолжил работу Софьи Васильевны Ковалевской, успешно решившей сложную задачу вращения волчков, почерпнул знания у выдающегося математика и кораблестроителя академика Алексея Николаевича Крылова (1863–1945), конструктора Сергея Фёдоровича Фармаковского (1911–2004) и других специалистов в сфере точного приборостроения. 

В конце концов, работа в области гироскопической техники займёт основное место в его многогранной деятельности. Для изучения быстро вращающихся твёрдых тел А.Ю. Ишлинский подвесил волчок на струне. Экспериментально наблюдаемое многообразие устойчивых и неустойчивых форм поведения осесимметричного твёрдого тела потребовало больших усилий для их описания. Были обнаружены новые формы стационарного движения тел.

Эти исследования принадлежат к числу классических в динамике твёрдого тела. В Киеве в различных исследованиях Александра Юльевича принимали участие и развивали его идеи М.Е. Темченко, А.А. Ющенко, К.Ф. Войцеховская, С.В. Малашенко, Д.Г. Кореневский, Ю.А. Карпачев, В.Н. Кошляков, В.П. Василенко, С.М. Онищенко и др.

Осенью 1955 г. Александр Юльевич переезжает в Москву, занимается проблемами управления баллистическими ракетами, гироскопами, работает в Институте прикладной механики, возглавляет кафедру прикладной механики на механико-математическом факультете МГУ.

Важнейшим свойством астатического гироскопа является стремление его оси устойчиво сохранять в пространстве приданное ей первоначальное направление. На этих свойствах основана работа различных гироскопических устройств, применяемых для автоматического управления движением самолётов, судов, торпед, ракет, а также для целей навигации (указателей курса, поворота, горизонта, сторон света и др.), измерения угловых или поступательных скоростей движущихся объектов (например, ракет) и во многих других случаях (например, при прохождении стволов штолен, прокладке туннелей, бурении скважин).

Чтобы ось сохраняла заданное ей направление, когда корабль, ракета или другой объект управления изменяет своё положение в пространстве, диск обычно закрепляют в кольцах так называемого карданова подвеса. Здесь гироскоп имеет 3 степени свободы и может совершать любой поворот около центра подвеса. А за смещением оси относительно объекта следят различные датчики, сигнал от которых передаётся на рули управления (см. рисунок).

Александру Юльевичу удалось создать точную теорию пространственного гирокомпаса и двухгироскопической вертикали. В дальнейшем большинство отечественных гироскопических приборов и систем было разработано при непосредственном участии А.Ю. Ишлинского.

Значение созданной учёным теории управления баллистическими ракетами невозможно переоценить. Ему удалось решить задачу об определении точного времени отсечки (момента выключения двигателя), развить теорию систем инерциальной навигации в направлении автономного (без внешней информации) определения координат и скорости движущегося объекта и использующих показания гироскопов, ньютонометров и счётно-решающих устройств. В результате баллистические ракеты были снабжены собственными средствами управления движением (т.е. во время полёта). Ракеты с термоядерными боеголовками невозможно перенаправить, они сами выбирают траекторию движения к цели и могут с большой точностью попасть в любую точку земного шара.

Принципиальное значение имела работа Александра Юльевича об уравнениях задачи определения местоположения движущегося объекта посредством гироскопов и измерителей ускорений (1957 г.), послужившая, по существу, основой для последующего проектирования двухкомпонентных инерциальных навигационных систем.

Большое значение для управления баллистическими ракетами при помощи инерциальных систем имеет теория А.Ю. Ишлинского (1968 г.) о формировании алгоритмов автономной инерциальной системы (включающей измерители сил и гироскопы), обеспечившая повышение точности отключения двигателя на разгонном участке.

В 1960 году учёный был избран действительным членом АН СССР.

Александр Юльевич был подвижным и энергичным человеком, побывал на всех континентах Земли, даже в Антарктиде. Встречался со многими известными людьми: главами государств, членами королевских семей.

Летом 1955 г. для проверки работы навигационных приборов в северных широтах участвовал в экспедиции к Земле Франца Иосифа, где показания магнитных компасов ненадёжны. По результатам наблюдений он разработал двухроторный гирогоризонткомпас.

В конце 1970-х годов А.Ю. Ишлинский принял активное участие в создании музея Н.Н. Бенардоса и музея освоения космоса в Переяславе-Хмельницком. Несмотря на большую занятость, он приехал на открытие музеев. Украину он любил, а комплекс музеев в Переяславе-Хмельницком оценил как концентрацию представлений о стране и народе.

Александр Юльевич Ишлинский скончался в Москве 7 февраля 2003 года.

Научная, научно-организационная, педагогическая и общественная деятельность учёного были высоко оценены Родиной. Ему присвоено звание Героя Социалистического Труда, он награждён тремя орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, двумя орденами Трудового Красного Знамени, двумя орденами Дружбы Народов, орденом «Знак Почёта», многими медалями. Александр Юльевич был удостоен Ленинской премии (1960 г.), Государственных премий СССР (1981 г.), награждён различными научными премиями и отмечен наградами различных международных, иностранных научных и правительственных организаций. Он был членом ряда международных и иностранных академий и научных обществ.

Александра Юльевича отличало постоянное творческое участие в развитии актуальных направлений науки и техники, ясная и чёткая постановка проблем, блестящее изложение материала, умение получать самыми простыми способами ясные, доведённые до числа результаты, так необходимые инженерной практике. Личное обаяние, корректность, доброжелательность, чуткость и жизнерадостность привлекали к нему молодёжь, ищущую новые идеи и приложение своих творческих сил.

Лишённый напыщенности и важности, Александр Юльевич рекомендовал терпимее относиться к политическим событиям, заниматься своим делом и помнить, что отнюдь не всегда хороший учёный может стать хорошим политиком: «Люди учёные умнее стоящих у власти, но стоящие у власти сильнее, и с этим надо считаться».

Он обладал исключительно мощным интеллектом и поразительной научной интуицией. Его суждения были глубоко осмыслены, оценка событий и людей была трезвой и взвешенной. Он оставил пример чрезвычайно высокой требовательности к себе.

А.Н. Корниенко, кандидат технических наук, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины