Transcript Советская школа механики машин.

Русская школа механики
машин
Наука о машинах возникла подобно другим
прикладным
наукам
в
результате
промышленного переворота, начало которого
относится к 30-м годам 18в. Однако машины
уже существовали за две с половиной тысячи
лет до этой даты, люди работали с ними,
улучшали их, строили новые машины, а
следовательно, и думали о них. Поэтому первые
мысли, высказанные относительно машин,
имеют приблизительно такую же давность,
слово «механика» происходит от греческого
слова, средневековым латинским вариантом
которого является слово machina – «махина»,
машина.
Чебышев П. Л.
У истоков русских работ по теории механизмов и машин как, впрочем, и в основе
многих иных направлений математики и механики, лежит научное творчество П. Л.
Чебышева – основателя Петербургской математической школы. В 1853 г. Чебышев
опубликовал(на французском языке) мемуар «Теория механизмов, известных под
именем параллелограммов», в котором впервые в мировой литературе для решения
задач по теории механизмов применил математические методы.
Пафнутий Львович Чебышев был воспитанником Московского университета, где
учился у Н. Д. Брашмана, талантливого педагога.
Теория механизмов как самостоятельная отрасль науки возникла на рубеже 18 и
19 вв. Сначала она была наукой описательной, и лишь после работ Чебешева в неё
начинают проникать математические методы – элементы анализа, аналитическая,
начертательная и проективная геометрия.
Жуковский Н. Е.
Николай Егорович Жуковский был не только великим учёным, но и
замечательным педагогом и инженером. Он обладал даром технического
предвидения: чувствовал важнейшие направления в развитии прикладных наук и в
соответствии с этим ориентировал своих учеников, которых у него было немало.
Вся деятельность Жуковского была связана с Москвой. Осенью 1864 г. он был
принят в Московский университет на физико-математический факультет. Николай
Егорович ещё на студенческой скамье заинтересовался математикой и механикой. В
результате этого, после окончания университета, у Жуковского пробудился интерес к
прикладной механике.
Основным направлением научной деятельности Жуковского была аэродинамика,
которая в значительной степени создана его трудами. Его инженерные интересы
привели к созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха. В. И. Ленин недаром
назвал его «отцом русской авиации»(впрочем, вклад Жуковского и в мировую
авиацию также весьма существен).
Мерцалов Н. И.
Николай Иванович Мерцалов был уроженцем Тулы, он в 22 года, в 1888 г., окончил
физико-математический факультет Московского университета и уехал в Германию.
Здесь он поступил рабочим на машиностроительный завод и одновременно слушал
лекции в Дрезденском высшем техническом училище. В 1892 г. возвратился на
родину, а в 1897 г. по рекомендации Жуковского Мерцалов был избран адъюнктпрофессором Московского технического училища по кафедре прикладной механики.
Курс, прочитанный Н. И. Мерцаловым в МВТУ, явился своего рода событием. В
первой его части, озаглавленной «Общая теория механизмов», Мерцалов
придерживался систематически механизмов Виллиса, но сделал обширное
вступление, в котором привёл общие методы исследования механизмов; при этом он
использовал исследования Бурместера, Мора и других учёных. Вторая часть курса
«Общая теория машин» состояла из двух частей, посвящённых изучению трения в
машинах и динамическому исследованию плоских механизмов. Общая теория машин
была совершенно новой дисциплиной и явилась образцом для составителей
позднейших курсов. Своего научного значения работа Н. И. Мерцалова не потеряла и
в настоящее время.
Ассур Л. В.
Леонид Владимирович Ассур был студентом Московского университета. Осенью
1897 г. он поступил на физико-математический факультет, где попал под влияние
Жуковского. В 1901 г. Ассур окончил университет со званием кандидата и сразу же
подал заявление о прёме в МВТУ на 2-ой курс механического отделения. Здесь он
слушал прикладную механику у Мерцалова, и последний несомненно оказал на него
влияние: Ассур начал заниматься задачами динамики машин, а от них перешёл к
проблемам кинематики плоских шарнирных механизмов.
Уже с 1908 г. он ведёт педагогическую деятельность. У Ассура вышло классическое
произведение «Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с
точки зрения их структуры и классификации», которое публиковалось в Известиях
ЛПИ с 1914 по 1918 г. Здесь Ассур развил своё учение о структуре и классификации
механизмов, разработал применительно к этой классификации графический метод
определения скоростей механизмов.
Малышев А. П.
А. П. Малышев начал научную деятельность в Томском технологическом
институте, где преподавал сопротивление материалов на кафедре деталей машин,
которой руководил известный учёный И. И. Боборыков. В Томске Малышев начал
работать в области теории механизмов, опубликовал там работы по кинематике
механизмов и по рекомендации Н. И. Мерцалова был приглашён в Москву, чтобы
организовать в Текстильном институте кафедру теории механизмов. Одновременно
Малышев начал разрабатывать основы теории текстильных машин. Вклад его в
теорию механизмов и машин весьма существен – он провёл ряд исследовательских
работ по динамике сложных текстильных механизмов и первым показал, что эта
наука может быть использована в инженерном проектировании механизмов и машин.
Можно сказать, что Малышев разработал новую методику преподавания теории
машин и механизмов, поставил вопросы о структуре, классификации и, что ещё
более важно, о синтезе механизмов. Он выяснил важность проблем синтеза
механизмов для практического машиностроения и пытался их решить.
Г. Г. Баранов
Г. Г. Баранов работал на кафедре прикладной механики в Военновоздушной академии имени Жуковского. Он исследовал вопросы анализа и
синтез авиадвигателей. Г. Г. Баранов, который после В. В. Добровольского
руководил кафедрой прикладной механики в Военно-воздушной академии,
по окончании Нижегородского университета(1925г.) и аспирантуры в
МВТУ(1929г.) заведовал кафедрой прикладной механики в Московском
авиационном институте, совмещая эту работу с преподаванием в Военновоздушной академии.
Кафедра Добровольского в Военно-воздушной академии была одним из
первых примеров коллективной работы в науке. Здесь происходил обмен
идеями: под влиянием Добровольского Артоболевский и Баранов начали
заниматься вопросами структуры механизмов. И в области этих вопросов,
Баранов добился значительных успехов.
С. А. Чаплыгин
Сергей Александрович Чаплыгин был хорошим другом Николая Ивановича
Мерцалова. В 1936 г. они вошли с ходатайством в Президиум АН СССР о
присвоении И. И. Артоболевскому степени доктора технических наук без защиты
диссертации. Представление зачитал Чаплыгин, затем Мерцалов дал оценку
работ Артоболевского, особо остановившись на его исследованиях в области
теории пространственных механизмов и теории сельскохозяйственных машин;
представление было поддержано.
В частности, вместе с Чаплыгиным Иван Иванович провёл экспертизу по
«шаропоезду» изобретателя Ярмоленко.
Вообще по словам Мерцалова, Жуковский необычайно высоко ценил С. А.
Чаплыгина как учёного: «Если я являюсь поклонником геометрических методов
в теоретической механике, - говорил он, - то Сергей Александрович является
полной моей противоположностью, он как никто владеет аналитическими
методами и для него полученная математическая зависимость заменяет всё:
чертёж, график и даже натуральную модель».
С. Н. Кожевников
Первой попыткой практического применения классификации Ассура явились
исследования Н. Г. Бруевича в области кинематики и кинетостатики плоских механизмов,
выполненные в 1935 г. Уже в ближайшие 2-3 года они начали «явочным» порядком
проникать в высшую техническую школу. В 1937 г. доцент Московского авиационного
института С. Н. Кожевников прочёл в Московском институте повышения квалификации
инженеров курс по структурному, кинематическому и кинетостатическому анализу плоских
механизмов, который несколько позже(в1938 г.) был издан на стеклографе. Кожевников
указал, в частности, что отличие этого курса от иных курсов по теории механизмов
заключается в том, что он излагает общие методы кинематики в применении к конкретным
механизмам, тогда как обычно акцент делается на частных механизмах, а общие методы
вообще не излагаются. В этом курсе Кожевников рассмотрел не только механизмы,
образованные наслоением двухповодковых групп, но и более сложные, в состав которых
входят трёхповодковые группы. При написании курса он использовал как свой опыт, так и
опыт других преподавателей кафедры теории механизмов Московского авиационного
института.
Артоболевский И. И.
Иван Иванович Артоболевский родился 9 октября 1905 г. в семье преподавателя
Московского коммерческого училища Ивана Алексеевича Артоболевского.
В Лихоборах Иван Иванович Артоболевский поступил в Единую трудовую школу 2-й
степени. Учиться ему было легко, но ходить в школу удавалась не всегда, так как надо было
«подрабатывать».
В 1923 г. Иван Иванович начал слушать лекции Н.И. Мерцалова; с этого времени, повидимому, и началось его самоопределение, как ученого. Мерцалов был очень интересным
человеком, который заинтересовал Иван Ивановича в науке.
В 1924 г. состоялось знакомство с Высшим техническим училищем. У Артоболевского
появился серьезный интерес к теории механизмов, и оба его учителя, Н.И. Мерцалов и В.П.
Горячкин, поощрительно отнеслись к его желанию специализироваться в этой отрасли
знания. Н.И. Мерцалов познакомил Ивана Ивановича со своими сотрудниками в МВТУ – М.И.
Фелинским, Л.П. Смирновым. И Артоболевский начал серьёзную работу в области теории
машин и механизмов.
Н. И. Левитский
Н. И. Левитский был учеником И. И. Артоболевского. Они вместе
«расшифровывали» модели механизмов, которые сделал Чебышев. И
в результате всей серии работ, посвящённых исследованию
творчества Чебышева, исходным был их совместный доклад,
зачитанный на заседании семинара в декабре 1944 г.(опубликован в
1947г.) «П. Л. Чебышев и русская теория механизмов». В следующем,
1945 г. был издан второй выпуск научного наследия Чебышева,
который содержал исследование его механизмов.
Обычно в русской и зарубежной литературе имя Чебышева
связывают с синтезом направляющих механизмов, однако работы
Артоболевского и Левитского показали, что диапазон его творчества в
этом направлении был значительно шире.
Ф. Л. Литвин
Общую теорию пространственных зацеплений на базе
винтового исчисления и теории матриц развил Ф. Л. Литвин. В
1954 г. он дал в аналитической форме теорию червячного
зацепления, имеющего переменное передаточное отношение и
переменное межосевое расстояние, в 1956 г. в монографии
«Некруглые зубчатые колёса» изложил вопросы геометрии и
синтеза некруглых колёс, а также методы их производства и
контроля их точности.
Ряд работ Ф. Л. Литвина был посвящён исследованиям
режима движения машины при силах, зависящих от положений
и от скорости звена приведения. Также, в этом направлении
работали и многие другие учёные.
А. С. Шашкин
Шашкин Анатолий Степанович профессор кафедры
транспортных
машин
Воронежского
государственного
архитектурно-строительного университета.
Создал
теорию
проектирования
зубчато-рычажных
механизмов регулируемого и нерегулируемого типа. Автор
трёх монографий в этой области науки. Общий объём
составил более 40 печатных листов. Под его руководством, на
кафедре создана лаборатория теории механизмов и машин,
материаловедения, основ взаимозаменяемости.
Также был заведующим кафедры деталей машин с 1966 г.
по 1981 г.