От «флаттера» и «шимми» до космоса, ядерного и гиперзвукового оружия.
К 110-летию
Забытый нашими современниками, энциклопедически образованный, высокоодарённый, недооценённый, недопонятый, неуёмный, неутомимый, вечно неудовлетворённый достигнутым, неудержимый, харизматический, жесткий и требовательный по отношению прежде всего к самому себе талантливый руководитель, интеллигентный до мозга костей, человек весьма непритязательный к бытовым условиям обитания … Это всё вполне применимо к одному Человеку, нашему соотечественнику, о котором я осмелился сегодня рассказать – к Мстиславу Всеволодовичу Келдышу. Человеку по праву входящему в знаменитую компанию «ТРЁХ К» советской науки и техники в эпоху величайших достижений и подлинного расцвета: Королёв, Курчатов, Келдыш.
Мстислав Всеволодович Келдыш родился 10 февраля 1911 года в городе Риге. Его биография складывалась типично для представителя научной интеллигенции тех лет.
В 1915 г., когда Мстиславу было четыре года, семья Келдышей в связи с первой мировой войной переехала из Риги в Москву, куда был эвакуирован Рижский политехнический институт. Поселиться смогли лишь вдали от центра Москвы в районе железнодорожной станции «Лосиноостровская». Из шести детей старшей Людмиле было одиннадцать лет, а младшей Любови немногим больше года. В 1918-1923 гг. семья Келдышей жила в Иваново (в те годы Ивановово-Вознесенск), так как отец М.В. Келдыша Всеволод Михайлович был одним из основных организаторов Ивановского политехнического института. Мстислав Келдыш начал учиться в Ивановской школе №30.
В связи с тем, что старшая сестра М.В. Келдыша Людмила училась на физико-математическом факультете МГУ, в их доме бывали ее друзья – молодые математики, и в их числе будущие всемирно известные ученые А.Н. Колмогоров и М.А. Лаврентьев. Школьник Мстислав Келдыш регулярно присутствовал на их встречах. Именно тогда зародилась его крепкая дружба на долгие годы с Михаилом Лаврентьевым. Склонность к математике и другим точным наукам проявилась у Мстислава в седьмом классе средней школы.
В 1927 г. Мстислав Келдыш закончил среднюю школу. Он очень хотел пойти по стопам своего отца и стать строителем, но в МВТУ имени Н.Э. Баумана на инженерно-строительный факультет юношу не приняли из-за возраста (ему только недавно исполнилось 16 лет). Мстиславу ничего не оставалось, как воспользоваться советом старшей сестры. Под влиянием Людмилы, ее приятелей-математиков из МГУ, а также домашних общений со знаменитым Н.Н. Лузиным, юный Мстислав Келдыш, тяготевший к технике и математике, выбрал физико-математический факультет МГУ (математическое отделение), на котором возрастного ограничения для поступающих не было. С весны 1930 г. студент МГУ Мстислав Келдыш параллельно с учебой работает ассистентом Электромашиностроительном институте, а затем в станкоинструментальном (СТАНКИНе).
В 1931 г. М.В. Келдыш закончил полный курс физмата МГУ, после чего был направлен на работу в ЦАГИ – Центральный аэрогидродинамический институт. Со времени своего возникновения ЦАГИ является одним из авторитетнейших научных и инженерных центров мирового самолетостроения. Своей мировой известностью он обязан результатам научно-конструкторской деятельности, прежде всего таких выдающихся ученых, как Н.Е. Жуковский, С.А. Чаплыгин, А.Н. Туполев, Н.Е. Кочин, А.И. Некрасов, Л.С. Лейбензон, М.А. Лаврентьев. Общение с крупными учеными, работавшими тогда в ЦАГИ, не могло не сказаться на выработке у Келдыша определенного профессионального склада. Одним из его качеств была бескомпромиссная взыскательность к себе. Такому отношению к делу способствовала существовавшая в те времена обстановка в ЦАГИ. Годы работы в этом прославленном и крайне нужном для страны центре авиационной мысли были годами учения, мужания и становления Мстислава Всеволодовича не только как самостоятельного ученого, но еще и как руководителя научного коллектива. 1930-е гг. были отмечены важным этапом в жизни ЦАГИ – существенным расширением института, созданием новых больших подразделений в подмосковном городке, символично названном Жуковским. Там построили новые аэродинамические и прочностные комплексы, собственный аэродром и т.д. Ставилась цель вывода СССР на самые передовые позиции мировой авиационной науки. Известный специалист Теодор фон Карман, посетивший ЦАГИ в 1937-м г., был поражен увиденным. Это он сказал, что «русские ученые умеют блестяще сочетать математическую теорию с экспериментальными исследованиями и претворять их в жизнь». Эти слова в полной мере относятся и к М.В. Келдышу, ставшему за сравнительно небольшой период времени маститым ученым.
С 1937 г. основное внимание он стал уделять изучению нового и крайне опасного явления, получившего название «флаттер» (от английского «flutter» – «порхать» или «трепетать»).
Флаттер – это грозное явление взрывного характера, при котором буквально за секунды разрушались агрегаты самолета. Оно было связано с существенным повышением скоростей создаваемых самолетов. Примененный М.В. Келдышем и его соратниками новый теоретический подход к решению проблем аэродинамики в соединении со здравым инженерным анализом сыграли центральную роль в изучении флаттера.
В 1939 г. советских авиаконструкторов обязали «проводить» через отдел М.В. Келдыша в ЦАГИ расчет на флаттер всех самолетов новых конструкций. В 1940-м г. М.В. Келдыш в качестве итогового документа исследований по проблеме флаттера выпускает «Руководство для конструкторов», в котором были представлены методы расчета на флаттер и практические рекомендации по предотвращению этого опасного явления. В течение пяти лет М.В. Келдышем опубликовано двенадцать научных работ по флаттеру. Их результаты позволили более эффективно, чем в других развитых странах (например, в нацистской Германии), обеспечить флаттерную безопасность советских самолетов.
В 1942 г. М.В. Келдыш совместно с Е.П. Гроссманом за цикл научно-исследовательских работ по проблеме флаттера был удостоен Сталинской премии. Одним из следствий работы над проблемой флаттера было то, что, начав работать в ЦАГИ в качестве математика и механика, М.В. Келдыш превратился еще и в исследователя с ярко выраженными инженерными способностями. Эта работа сделала его выдающимся ученым-инженером.
Параллельно с работой в ЦАГИ М.В. Келдыш занимался преподаванием. С 1942 по 1953 гг. он – профессор МГУ, где читает лекции на механико-математическом и физико-техническом факультетах.
Одновременно становится заведующим кафедрой термодинамики и руководит семинаром по теории функций комплексного переменного. Во время Великой Отечественной войны работает начальником отдела динамической прочности ЦАГИ. Обеспечивает консультирование советских конструкторских авиационных бюро и заводов по вопросам борьбы с вибрациями и в решении других проблем прочности. Большой вклад в результаты работы ЦАГИ в 1930-1940-х годах внес и Мстислав Всеволодович Келдыш, проработавший в этом институте с 1931 г. по декабрь 1946 г. сначала инженером, затем – старшим инженером, начальником группы, а с 1941 г. – начальником отдела динамической прочности. На торжественном заседании, посвященном 100-летию М.В. Келдыша, президент РАН Юрий Сергеевич Осипов вспомнил об этом: «Блестящие работы Мстислава Всеволодовича по теории удара тела о жидкость, теории воздушных винтов, по обобщению теоремы Жуковского для сжимаемой жидкости, по теории движения тел под поверхностью жидкости и другим проблемам не только позволили решить ряд важных технических вопросов, но и стали значительным вкладом в теоретическую аэрогидродинамику».
В 1943 г. М.В. Келдыш избирается членом-корреспондентом Академии наук СССР по Отделению физико-математических наук. Перед окончанием Великой Отечественной войны была завершена еще одна значительная работа М.В. Келдыша, которая посвящалась борьбе с проявившимся к тому времени явлением динамической неустойчивости – так называемым «шимми» переднего колеса трехколесного шасси самолета. В 1946 г. М.В. Келдыш за исследование явления «шимми» награждается второй Сталинской премией.
Одной из конкретных разработок, выполненных под непосредственным руководством М.В. Келдыша, было создание межконтинентальной крылатой ракеты (МКР) «Буря», которой он посвятил десять лет своей жизни.
С середины 1950-х гг. в НИИ-1 под руководством М.В. Келдыша начались исследования по созданию ядерно-ракетных двигателей (ЯРД), которые велись в кооперации с коллективами И.В. Курчатова, С.П. Королева, В.П. Глушко и А.П. Александрова. В НИИ-1 для работ по ЯРД была создана уникальная экспериментальная база. В частности, был построен специальный реактор РВД (реактор взрывного действия). Уже в 1962-1964 гг. определенные результаты в этом направлении были достигнуты усилиями коллективов НИИ 1, Института атомной энергии, конструкторских бюро В.П. Глушко и М.М. Бондарюка. До последних дней своей жизни М.В. Келдыш проявлял интерес к исследованиям по ЯРД. Очередное обсуждение этого вопроса он провел за месяц до своей кончины.
Работы НИИ-1 сочетались с математическими проектами в области вычислительной математики в отделе механики МИАН и в ОПМ МИАН. Благодаря М.В. Келдышу НИИ-1 стал центром научных исследований по сверхзвуковой авиации и ракетно-космической технике.
«Мы отдаем дань нашего глубочайшего уважения и признательности человеку, с именем которого связаны исторические достижения XX-го столетия, выдающийся вклад в которые внесла отечественная наука. М.В. Келдыш сыграл громадную роль в развитии математики, в том числе вычислительной математики, механики, атомной физики, в создании ЭВМ, в развитии авиации и ракетостроения и, конечно, в космических исследованиях».
Из доклада Президента РАН академика Ю.С. Осипова на Торжественном заседании, посвященном 100-летию со дня рождения М.В. Келдыша