Глава четвертая
НАЧАЛО НАУЧНОЙ РАБОТЫ
В большом и прекрасном здании науки лежит всё же и мой небольшой кирпичик, а положить в это здание хотя бы и малый камень удаётся очень и очень не многим. Поэтому имеет смысл рассказать более подробно на моём примере о том, как походило становление учёного, о первых результатах и о многих ошибках, помешавших добиться большего. Анализ ошибок всегда полезен. Совсем избежать их вряд ли возможно, но если мой опыт позволит кому-либо хотя бы уменьшить число и тяжесть ошибок, то это уже хорошо.
Известные задатки способностей к науке, наверное, были заложены генетически, но едва мне исполнилось 11 лет, как началась война, эвакуация в глухое село, поглощённость огородом и насущным пропитанием, а затем – увлечённость романтикой моря, поступление в подготовительное военно-морское училище, где наука не слишком была в почёте. Всё это замедляло осознание своего призвания. Бесповоротно оно проявилось лишь с 1949 года, когда я оказался в высшем учебном заведении, правда не в простом, а военно-морском, но науке в нём всё же уделялось известное внимание.
В предыдущей главе говорилось, что главной задачей училища его руководство считало подготовку офицеров-воспитателей, но совсем пренебречь технической и научной стороной оно не могло – ведь обслуживание сложной техники современного флота поручалось выпускникам нашего училища и никому из его руководителей не позволено было об этом забывать.
Электротехнический факультет Высшего военно-морского инженерного училища им. Дзержинского, на который меня приняли в 1948 году, по объёму и уровню подготовки примерно соответствовал Ленинградскому электротехническому институту (ЛЭТИ), разумеется, с поправкой на морскую специфику. Нам не преподавали высоковольтной техники, теории линий электропередачи (на флоте это не нужно), но электрические машины и электропривод преподавались весьма основательно, не говоря уже о том, что мы получали подготовку по военному делу, военно-морской истории и т. п. Например, нам давали довольно основательные знания по химии, с большим числом лабораторных занятий, поскольку для подводных лодок большое значение имели электрохимические аккумуляторы.
Основательности обучения способствовало и то, что мы – курсанты училища – жили в нём на казарменном положении, утром слушали лекции, вечером начинались часы самоподготовки, работа над учебниками. Никаких пропусков лекций или часов самоподготовки, естественно, не могло быть – единственным обстоятельством, затруднявшим учёбу, были лишь караульная и дневальная службы и ещё – строевые занятия (особенно – подготовка к парадам), отнимавшие изрядную часть нашего времени.
Состав лекторов в училище был очень пёстрый. Репрессии 30-х годов, затем годы войны сильно поубавили численность нашей технической интеллигенции, и к преподаванию в училище кого только ни привлекали. Вспоминая сейчас лекции, прослушанные на первых курсах, я не могу вспомнить ярких лекций, которые раскрыли бы перспективу, запомнились. Занятия в химической лаборатории, в мастерских, где нас учили ковать, лудить, паять, работать на токарном станке – эти занятия запомнились, а лекции первого и второго курса почти не запомнились.
Большое влияние оказывали на нас наши старшие товарищи, курсанты старших курсов. Дело в том, что в 1948 году подавляющее большинство поступающих составляли просто школьники, мы шли в училище из школы, а те, что были старше нас на 2–3 курса, часто поступали, уже пройдя до этого через войну. Они были взрослыми, сформировавшимися людьми и очень влияли на нас. Сложились интересные традиции: так, наши старшие товарищи считали, что те основы философии и марксизма, которые нам давали на лекциях, слишком не полны и легковесны, а чтобы быть образованными, надо прочитать и изучить Гегеля. Библиотека в училище была хорошая, собрание сочинений Гегеля было в ней полное, по примеру старших товарищей и я читал Гегеля. Гегелевская «Наука логики» показалась все же слишком трудной, зато его «История философии» доставила большое наслаждение. Я и раньше читал «Историю философии», изданную нашей Академией наук, но в ней различные философские учения казались сменявшими друг друга случайно, бессистемно. По сравнению с этим мысль Гегеля о том, что история философии и сама история не случайны, а являются развитием одной идеи – эта мысль не могла не захватывать. Конечно, в те годы я вряд ли понял философию Гегеля, даже на одну её десятую часть, но и десятая часть – это много.
Точно так же старшие товарищи рассказывали нам, что тот курс математики, который даётся в училище, слишком мал для серьёзного усвоения технических дисциплин, и поэтому желательно заниматься математикой дополнительно, по университетским курсам. Я купил только что вышедший тогда первый том курса дифференциального исчисления Г. М. Фихтенгольца и стал изучать его параллельно слушаемым лекциям. Состав лекторов в «Дзержинке», как я уже говорил, был пёстрый. Мы получили, безусловно, много знаний, но никто из лекторов не запомнился поэтически, не запомнился как тот, кто пробудил восторг и благоговение перед наукой. Это я получил из книг и прежде всего – из курса Фихтенгольца. Вслед за первым томом я читал второй том его курса, затем – третий, и всё было неописуемо хорошо, возбуждало восхищение.
Конечно, говоря о приоритете книги перед лекцией, не нужно забывать об особенностях восприятия – я вообще плохо воспринимаю на слух, печатное слово доходит до меня лучше, так что может быть поэтому мне не вспоминается ярких лекторов, а вот книги, восторг перед ясностью, образностью изложения Фихтенгольца помнятся хорошо. Читал я другие университетские математические курсы – по дифференциальным уравнениям, вариационному исключению, даже по теории чисел. Теория чисел увлекла меня потому, что я ещё в школе читал о великой теореме Ферма и думал о её доказательстве. Прочитав «Теорию чисел» И. М. Виноградова, я сделал несколько настойчивых попыток доказать теорему Ферма, но безуспешно. Да и задачи, помещённые в «Теории чисел» Виноградова, оказались для меня непосильны. Теория чисел не пошла, а вот вариационное исчисление по университетскому учебнику Лаврентьева я изучил довольно основательно, и знание вариационного исчисления в дальнейшем много помогло.
Так прошли первый и второй курсы. От них остались воспоминания об интересных и красочных анализах на занятиях по химии, с реакциями в пробирках, где вещества так интересно меняли цвет или выпадали в осадок. Хорошие воспоминания остались о занятиях в мастерских, где мы ковали, паяли, лудили – вот это было здорово. Хоть и получалось у меня несколько хуже, чем у других («золотых рук» у меня не обнаружилось), но когда прямо в твоих руках под ударами молота по раскалённому красному железу вдруг на глазах формировалась головка болта или когда кусок олова, как масло, растекался по листу жести, оставляя за собой такую ровную, зеркальную поверхность, это было здорово, это запомнилось надолго, помнится и сейчас. А от лекций первого и второго курса в памяти почти ничего не осталось.
С третьего курса у нас начались лекции по специальности, по электрическим машинам. Их нам читали серьёзные уважаемые люди – ведущий конструктор с завода «Электросила» И. Н. Рабинович, профессор Зимин. Слушали мы внимательно, а я читал ещё и учебники – Л. М. Пиотровского «Электрические машины», И. М. Постникова «Проектирование электрических машин». Постепенно стали возникать мысли – а нельзя ли сделать лучше? Нельзя ли придумать что-либо более совершенное? Вот говорят нам на лекциях – асинхронные электродвигатели очень плохо регулируются по скорости. А что если в ротор поместить источник переменной частоты? Ведь тогда скорость будет регулируемой! Я долго думал над этой задачей, рассчитывал – какая мощность и какое напряжение потребуется от источника переменной частоты. Сперва казалось, что все решаемо, и я испытывал радость и восторг, затем при повторном расчёте оказалось, что требуемая мощность слишком велика, и поэтому глубокое регулирование не окупится.
Другая идея – об улучшения охлаждения – была доведена даже до стадии заявки на изобретение. Наши лекторы хорошо разъяснили нам, что размеры и цена электрической машины определяются прежде всего её нагревом, а хорошему отводу тепла препятствуют низкая теплоёмкость воздуха. У меня возникла идея – а что, если к охлаждающему воздуху добавить (впрыскивать) распылённые струйки мельчайших капель воды? Испаряясь в струях охлаждающего машину воздуха, вода во много раз повысит его теплоёмкость, и охлаждение улучшится. Конечно, капли воды опасны, потому что, попадая на обмотку, они разрушат изоляцию, и это недопустимо. Но возникла мысль, что можно, может быть, создать настолько малые капли, что они будут следовать за потоком воздуха и полностью испаряться во время полёта внутри машины? Электрики таких вещей на считают. Я обратился к книгам наших соседей – дизельного факультета, где говорилось о распылении и испарении капель топлива. Оказалось, что мелкие капли испаряются достаточно быстро, на изоляцию они не попадут, идея капельного охлаждения реальна. Я быстро проделал все расчёты, начертил конструкцию и послал заявку в Комитет по делам изобретений. Мне пришёл ответ, что заявка принята к рассмотрению. Я был горд и доволен. Года через полтора пришёл отрицательный ответ из Комитета, но я тогда работал над дипломным проектом, был увлечён совсем другим, так что сейчас уже не вспомнить, были ли возражения Комитета достаточно вескими, или просто плохо была оформлена заявка. Уже потом, на опыте своей работы как изобретателя, я убедился, что первичную заявку чаще всего отвергают, дают отрицательный ответ, и лишь после полемики с экспертами удаётся добиться положительного решения Комитета и авторского свидетельства.
Но я был уже увлечён другим, а именно переходными процессами в электрических машинах. Началось с того, что на одной из лекций по двигателям постоянного тока И. Н. Рабинович сказал нам: «При включении двигателя в нём происходят интересные переходные процессы, но о них я говорить не буду, поскольку их изучение требует знания математики, дифференциальных уравнений, т. е. более глубоких знаний, чем те, которыми вы обладаете. Перейдём поэтому сразу к процессам установившимся, они проще». Вот это меня и зажгло. «Процессы интересные, но сложные? Требуют знания математики? – значит, это для меня. Зря что ли я университетские курсы математики изучал?» И я взялся за изучение переходных процессов. Как раз тогда у нас в училище было учреждено научное общество курсантов, я в него сразу вступил, и нас стали по вечерам пускать в лаборатории, допустили к осциллографам – на них мы записывали переходные процессы. Занятия в лаборатории, эксперименты на электродвигателях, на осциллографах мне очень нравились. Вместе с Витей Бугровским – он был на два года старше и мною руководил – мы приходили вечером в пустую притихшую лабораторию, подготавливали к пуску электродвигатели, собирали схему, затем зажигали вольтовую дугу у осциллографа. Осциллографы были старые немецкие, ещё с вольтовой дугой вместо лампы, дуга шипела, причудливый фиолетовый свет пробивался через щели осциллографа, смутно освещал лабораторию и молчаливые серые ряды двигателей. Среди них – наш, подготовленный к пуску… «Всё готово?» – спрашивает Витя. «Готово. Включаю!» Включаешь контакты – и сразу раздавался резкий удар, короткий завывающий звук – за неуловимые доли секунды неподвижный двигатель приходил в стремительное, равномерное вращение. Но что происходило в самые первые, самые важные доли секунды? Тут уже глаз ничего уловить не мог, тут мог рассказать только осциллограф. Волнуясь, мы с Витей осторожно вынимали круглую кассету, шли в тёмную комнату – проявляли фотобумагу. Осторожно извлекали мы из кассеты рулон, опускали при красном свете в проявитель – и вдруг на фотобумаге проступали линии, говорившие нам о том, что не могли увидеть наши собственные глаза. Зашифрованным языком эти линии говорили о том, что же произошло в двигателе в те таинственные первые миллисекунды после включения. Какими красивыми казались нам эти серые паутинные линии на осциллограммах, как хотелось получше разобраться в их очень не простом языке.
А разбираться в непростом «языке» осциллограмм было важно, поскольку в переходных процессах величина протекающих в электроприводе токов и величина нагрузок на двигатели часто в десятки раз превышали нагрузки в установившемся режиме. Именно при переходных процессах двигатели чаще всего ломались. В то же время простыми приборами величину тока в стремительном переходном процессе не измеришь. Для сведений о переходном процессе требуется осциллограф, а главное – хороший математический раcчет, расчет с помощью дифференциальных уравнений.
Мичманы-сверхсрочники, ведавшие лабораторией, сперва не очень охотно допускали нас (меня и В. Бугровского) к машинам и приборам. Конечно, ещё в первую неделю мы по неосторожности спалили гальванометр, но когда я безропотно принёс требуемые 40 рублей для ремонта, они поверили, что это серьёзно, и пускали нас в лабораторию уже без возражений. Работать было хорошо и интересно – тем более, что анализ осциллограмм быстро показал мне интересное следствие. В большом учебнике Л. М. Пиотровского по электрическим машинам, которым мы пользовались, утверждалось, что пуск под нагрузкой увеличивает максимальный пусковой ток на 15–25 %. Осциллограммы показывали – нет, увеличение тока гораздо меньше, не более чем на 5—10 %. Расчёт также подтверждал это. Разумеется, я очень возгордился – «вот удалось даже учебник подправить, да ещё такой толстый и авторитетный, самого Л. М. Пиотровского удалось подправить». Гордости было много. Воодушевлённый, я рассчитал диаграмму максимального пускового тока для всех возможных нагрузок, раскрасил её красиво красной и чёрной тушью и пошёл показывать И. Н. Рабиновичу. Многоопытный И. Н. Рабинович, много лет работавший на «Электросиле», прищурясь, посмотрел на мои диаграммы: «Э, батенька, вы посмотрите-ка внимательней, ведь вы вычислили пусковые токи для таких нагрузок, которых не только нет, но и быть не может. Реальный смысл имеет только совсем маленький участок вашей диаграммы. Смотрите, вот этот», – и он показал мне маленький кусочек моей красивой диаграммы. Разумеется, он был совершенно прав. Я надолго запомнил его совет. Вообще умели преподаватели охлаждать наши слишком горячие головы.
Помимо работы с осциллографом по исследованию переходных процессов, возникали и другие идеи. Рассказывали нам на лекциях о бесконтактных сельсинах – возникла мысль о том, что можно за счёт выбора особой формы магнитопровода уменьшить вдвое магнитный зазор. Долго придумывал форму магнитопровода, наконец, получилось. Показал чертёж магнитопровода преподавателям, те признали, что всё правильно, и я оформил вторую заявку на изобретение и послал в Москву, в Комитет по делам изобретений. Это было уже на пятом курсе.
Все эти успехи в учебных и изобретательских делах, которые мне очень нравились, а с другой стороны – более близкое знакомство с жизнью офицера на флоте – мы знакомились с нею во время двухмесячных ежегодных летних практик на кораблях – всё это вместе взятое заставило меня серьёзно задуматься. Я думал, а правильно ли я выбрал свою дорогу в 1948 году? Море и корабли мне очень нравились, но мне хотелось конструировать корабли или их электротехническое оборудование, хотелось совершенствовать его, но совсем не хотелось часами бессмысленно сидеть около этого оборудования во время бесчисленных учений, как я видел это в летние месяцы, проводимые нами на кораблях флота. И жизнь матросов и жизнь офицеров на корабле, та, какой она была в 1949—51 годах, мне решительно не нравилась. Тогда считалось, что лучший матрос – это матрос-автомат, действия которого по боевой тревоге «доведены до автоматизма», а задача офицера – довести поведение матроса «до автоматизма» путём нескончаемых нудных тренировок. Я читал и знал почти наизусть биографию А. Н. Крылова, помнил, что тот кончал военно-морское училище – даже не инженерное, а командное, но затем без особых трудностей (сразу после окончания командного училища) перешёл в науку, и мне казалось, что такой переход возможен и для меня. Знакомство с биографией А. Н. Крылова едва не стало для меня роковым.
Конец ознакомительного фрагмента.