«Волны Рахматуллина» на службе Победы

К 75-летию Победы

Накануне 75-летия мы должны вспомнить о вкладе великого сына узбекского народа Героя Социалистического Труда академика Халила Ахмедовича Рахматулина. В годы войны ученый проводил исследования непосредственно по заказам министерства оборонной промышленности СССР.

Будущий ученый родился 23 апреля 1909 года в городе Токмак (Киргизия). Отец его Ахмад Рахматилло угли был из узбеков Авлиёоталик (ныне Талас), как и мать Гулсум-ая. Отец рано умер, и мать Гулсум сама воспитала двух сыновей и двух дочерей. Когда Халилу было 12 лет (1921) мать Гулсум тоже умерла.

Его сёстры Ашрафи и Халима взяли в долг у родственников денег, и отправили Халила на учебу в Ташкент. В 1925 году он поступил в областной педагогический техникум. В 1929 году поступил в Среднеазиатский государственный университет (ныне НУ РУз) на физико-математический факультет, а в 1931 году перевелся на механико-математический факультет Московского государственного университета (МГУ), и последующая деятельность непосредственно связана с этим университетом.

Он до конца жизни руководил кафедрой «Газовая и волновая динамика», созданной в 1952 году по его инициативе в МГУ. Х.А.Рахматулин умер 10 января 1988 года в Москве.

В 1937 году он защитил кандидатскую диссертацию на тему «Некоторые задачи аэродинамики больших скоростей», а в 1943 году защитил докторскую диссертацию на тему «Теория парашюта».

В 1947 году избран академиком АН Узбекской ССР, в 1949 году впервые был награжден государственной премией, в начале 1950-х годов возглавлял отдел физико- математики АН Узбекской ССР. Потратил много сил в создании Института механики и Института кибернетики с вычислительным центром, выпустил более 100 докторов наук, академиков, лауреатов государственных премий и кандидатов наук для национальных республик.

За исследования в области гидродинамики многофазных сред в Узбекистане был награжден государственной премией Узбекской ССР имени Абу Райхона Беруни. В связи с изобретением газодинамической трубы, основанной на самое редкое в мире адиабатическое сжатие, в 1974 году второй раз был награжден государственной премией ССР.

В 1979 году за огромный вклад в науку механики ученому было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Близкий друг ученого, известный писатель Абдулла Каххор, учитывая чудные изобретения, назвал Х.А.Рахматулина «святым» (чудотворцем).

С началом войны перед учеными и механиками, были поставлены большие требования. Потому, что в ноябре 1941 года армия попала в критическое положение – началось «снарядное голодание», т.к. оружейные склады государства, находящиеся в частях Европы, перешли в руки немцев.

Только 40 процентов заводов по производству оружия было переведено на восток. Большинство расчетов военной техники нуждалось в обновлении на основе новых изобретений в науке. А фашисты уже были на подходе к Москве.

В период критической опасности страны для решения этой проблемы усердно взялись два друга по студенчеству – Ильюшин и Рахматулин. Алексей Антонович Ильюшин предложил заменить используемую сталь снарядов и изобрел более прочный снаряд из чугуна со стальными примесями, проблема разрыва снарядов внутри ствола была решена.

Х.А.Рахматулин в свою очередь, решил задачу определению закона движения вылетевшего снаряда до попадания в цель, используя в расчетах механико-математические методы с учетом всех факторов. В сфере динамической теории деформирования упруго-пластичных сред Х.А.Рахматулин впервые в науке целенаправленно открыл «волны разгрузки».

Эти волны А.А.Ильюшин назвал «Волнами Рахматулина» и в последующем в научной литературе мира появился термин «Волны Рахматулина».

«Волны разгрузки» образуются в результате необратимых процессов в области пластических деформаций материалов. Он выявил распространение упруго -пластических волн в средах с изменчивой границей упругости, закономерности формирования остаточных деформаций при повторных нагружениях, а также разработал методику получения динамической диаграммы растяжения-сжатия материала за пределами упругости.

Создал теорию, дающую возможность освоения методики, включающую в себя двухмерные закономерности динамического сопротивления упруго –пластических материалов. Эта теория послужила основой при расчете фундаментов и элементов конструкций различных сооружений и при выполнении расчетов пробиваемости брони кораблей.

В период войны эта теория использовалась при определении входа снаряда в наклонный грунт. Монография под названием «Прочность при кратковременных интенсивных нагрузках», описывающая его исследования в годы войны, была признана учеными и стала всемирно известна.

Одно из важных направлений в научных работах Х.А.Рахматулина в довоенное и военное время – изучение аэродинамики привязанных аэростатов, изучение закономерностей работы канатов системы воздушных перегородок.

Он находился в непрерывной связи с важнейшими заводами тяжелой промышленности страны, и давал важные советы по ускорению производства. Сам помогал рабочим при практическом использовании своих изобретений.

Х.А.Рахматулин писал: «Особенно большие результаты дала «Теория поперечного удара» — поперечный удар на стальной канат является сложной математической задачей. Эту задачу мне дали до начала войны (1939). Я в тридцать девятом году вывел формулы определения скоростей волн сильного разрыва, а также деформации стального каната в зависимости от упруго-пластических свойств материала. …Вычисленные мной стальные канаты защитных аэростатов на войне пригодились для защиты таких городов, как Москва, Ленинград, Баку».

В то время самолеты летали только на высоте 1500-2000 метров. Аэростаты были подняты на эту высоту и связаны между собой стальными канатами. Поперечная длина этих канатов составляла 500 метров. К каждому из них было привязано до четырех гранат определенной массы.

При столкновении вражеских самолетов с этими канатами гранаты взрывались. Это дело похвалил в прессе английский ученый Ж.Тейлор. Он сам тоже занимался задачей поперечного удара. Работа Тейлора была выпущена после Рахматулина. В работе Тейлора ударная сила на стальной канат рассматривалась перпендикулярном положении. В этом случае ударяющийся предмет не двигается вдоль стального каната. А Х.А. Рахматулин принял во внимание наклонный удар и трение между стальным канатом и ударяющимся предметов.

В дальнейшем, на основе этой теории, был разработан еще один метод определения закономерности динамического сопротивления упруго-пластических материалов – устройства кратковременной остановки и посадки самолетов и летательных аппаратов. В военное время при неблагоприятном взлете или посадке эти устройства оказали большую помощь.

Вкладом в победу войны, без сомнения, является совершенная разработка «Теории парашюта», увеличение роли авиации на войне и тылу. Хотя парашют и был изобретен до войны, теория его работы была не совершенной.

За решение этой сложной, тяжелой работы взялся наш соотечественник. Он, на вертикальной аэродинамической трубе в лаборатории аэродинамики МГУ, тщательно изучил процесс раскрытия парашюта, состояние его после раскрытия, изменение его формы, прочность модели парашюта, проводил эксперименты, установил ранее не учтенные важные факторы, влияющие на функции парашюта. Один из них – отсутствие изменения вдоль разности давления на поверхности открывшегося парашюта. Во вторых, наличие большей прочности относительно выявленной на основе простых теоретических расчетов, т.е. наличие резерва прочности у парашютов.
В частности, при теоретических расчетах не был фактор формы парашюта. До Х.А. Рахматулина раскрытый парашют рассматривался в форме купола усеченной сферы.

Ученый выявил, что эта форма отличается от оригинальной формы купола. Он первым учел нагрузку в купол строп, на которые подвешивается груз. В «Теории парашюта» – говорил Х.А. Рахматулин, – я учел «волнообразное» отклонение парашюта от формы полусферы. Я не похвастаюсь, если скажу, что при определении процесса раскрытия купола первым в мире учел то, что воздух под куполом проходит не только через полярные отверстия, но и через шелковую ткань. Эта теория открыла новое направление в аэродинамике…».

«Теория парашюта» Х.А. Рахматулина послужила образованию форм парашюта, предназначенных для выполнения различных функций. Парашюты дали большую помощь при направлении десанта и поддержке действий партизан. Ученый продолжал работы в области парашюта, предложил новый метод его испытания. Его выполнил не человек, а робот-парашютист, выстрелянный из специально спроектированной пушки. Эта пушка в науке получила название «Пушка Рахматулина».

За исследования в военное время в области теории распространения упруго-пластических волн и динамики систем адаптивных связанных волн, в 1949 году был удостоен государственной награды СССР.

В самом деле, с гордостью вспоминая наличие необычного вклада нашего соотечественника в великой победе, понимаем, что необходимо ценить нынешнее мирное небо, нужно ставить в пример выдающихся деятелей науки, которые привели к этому. Формирование и воспитание национального достоинства в умах молодежи является актуальной задачей.

Волны Рахматулина

Светлая личность живет в моих мыслях,
Как капитан, вдохновения полный,
К небу взывает река его жизни –
То Рахматулина волны!

В память свою возвращаюсь и снова,
«Волны разгрузки » шепчу я невольно.
«Поперечный удар» как защиты основа –
То Рахматулина волны!

Старт тем открытиям дан Минаковым,
Аль-Хорезми самородок напомнил .
Был потрясен секретарь Центркома –
То Рахматулина волны!

Он многофазной наукой умело
Труд продвигал свой упорный.
И парашют ее спутником сделал –
То Рахматулина волны!

Там, где учитель, нет места печали:
Мог пошутить он задорно,
Силу узбек от него получает –
То Рахматулина волны!

Главный механика смысл его жизни,
Он благородства исполнен,
День его каждый – пример гуманизма –
То Рахматулина волны!

(Подстрочный перевод Латофат Абдиримовой, литературный перевод Людмилы Полонской).

Турсунбай Рашидов — Академик АН Республики Узбекистан,
Батиржан Марданов — доктор физико-математических наук, профессор,
Мухаммад Рахим — доцент.