The scientist describes what is,
the engineer creates what never was.
Theodore von Karman
(Учёный описывает то, что существует,
инженер создаёт то, чего никогда не было)
Создание новой техники одна из самых захватывающих областей человеческой деятельности, к сожалению, не вошедшая в Аристотелевский список свободных искусств. Интерес к машинам, по-видимому, заложен генетически в Y-хромосоме (рабочая гипотеза автора, скорее всего требует уточнения – см. ниже парадоксальный случай в английской провинции).
Всякий раз, когда я возился во дворе дома в Москве со своими «Жигулями», осуществляя необходимые регулировки или устраняя неполадки, я замечал, что проходившие мимо мальчики, делавшие ещё только свои первые шаги, буквально выворачивали руки родителям, или просто останавливались, неотрывно следя до последней возможности за происходящим ремонтом. Маленькие девочки проходили мимо, не обращая никакого внимания, а большие – тем более. Их не интересовали ни техника, ни автомобильные механики.
В детстве я, конечно, мечтал научиться строить настоящие самолеты, а пока ограничивался моделями планеров, детскими конструкторами, фотографией и радиолюбительством. Как-то мой дядя, работавший бухгалтером на Севере, на каких-то приисках, приехав в Москву, решил облагодетельствовать меня каким-нибудь дорогим подарком. Мне было одиннадцать лет.
«Чтобы ты хотел иметь больше всего?» - спросил он. Ещё не веря до конца своему возможному счастью, я выдохнул с надеждой: «Двухконтурный конденсатор переменной ёмкости!»
- А что это такое? - спросил дядя, ошеломлённо.
Я повел его в магазин радиодеталей на улице Кирова и вышел оттуда сияющим, счастливым человеком, нагруженным величайшим богатством. Кроме двухконтурного конденсатора переменной ёмкости, дядя, по совету продавца, закупил мне все детали, необходимые для сборки простейшего лампового радиоприёмника, который вскоре захрипел первыми звуками на моем столе.
Уже в подростковом возрасте, я поделился своими сокровенными планами осчастливить авиацию со своим двоюродным братом, Борей Плиссом, тогда молодым инженером, начавшим офицерскую службу в военно-морском флоте. Его совет врезался в память.
- Ты знаешь, - сказал он,- работа инженера в любой области современной техники примерно похожа. Учись хорошо, и ты найдёшь постепенно ту область, где у тебя появятся наилучшие возможности себя реализовать.
(В дальнейшем Борис Михайлович Плисс стал главным механиком Балтийского флота, капитаном первого ранга, а после выхода в отставку основал успешную частную экологическую компанию, которой руководил до конца своей жизни.)
***
В 1951 году вышел в русском переводе и мгновенно стал бестселлером роман американского писателя Митчелла Уилсона с неудачно переведённым названием «Жизнь во мгле» (оригинальное название «Life with lightning», я бы перевёл как «Жизнь с озарением». Возможно, русское название было прикрытием от цензоров. Американская жизнь в глазах советского читателя должна была быть мрачной).
В книге в увлекательной и драматичной форме описывался жизненный путь талантливого американского физика норвежского происхождения Эрика Горина, его вынужденные метания между академической деятельностью и инновационными разработками, участие в создании новых технологий и атомной бомбы.
Это было распахнувшееся в железном занавесе окно в далекий, незнакомый и захватывающий мир высокого профессионализма, глубоких идей и основополагающих технических начинаний.
Эрик Горин стал героем целого поколения устремившихся в науку способных молодых людей поколения 'шестидесятников', увлечённых физикой, кибернетикой, космонавтикой.
Самым впечатляющим эпизодом в книге был для меня приход Эрика Горина на машиностроительный завод, где ему - новичку предложили осмыслить свежим взглядом устоявшуюся рутинную технологию - обработку резанием. Погрузившись глубоко в физику нового для него процесса, Эрик открывает радикальные технические возможности для его усовершенствования.
Однако продвижение открывшихся перспектив в практику захлебывается в инерции и консерватизме производственной текучки, финансовом рисках и ущемленных амбициях участников производства.
Меня поразило больше всего, что опираясь на научные методы, такие неожиданные и грандиозные перспективы могут быть обнаружены в устоявшемся, окружающем и привычном мире.
Интересно, что автор романа имел в виду действительную техническую революцию в машиностроении, связанную с внедрением сверхскоростного резания, которая для массовой читающей публики мало что значила и прошла незамеченной.
Посвятив свою жизнь исследованиям и разработкам в различных областях и различных странах, испытав многие драматические эпизоды такой деятельности и перечитав недавно опять книгу Митчелла Уилсона, я могу подтвердить её объективность и своим скромным опытом.
Много раз, уже став профессионалом, я проходил через подобные испытания, и на каком-то этапе моей продолжительной исследовательской деятельности даже в той же языковой среде, где работал Эрик Горин. И каждый этап имел свою драматургию, незабываемые эмоциональные всплески, оригинальный состав действующих лиц и неожиданные финалы, огорчительные и торжествующие, одним словом life with lightning!
О некоторых эпизодах, которые мне кажутся поучительными и в чем-то даже забавными, я хотел бы поделиться с читателями. Возможно, кому-то из молодых исследователей, вступающих в увлекательный мир создания техники будущего в условиях открытых границ, наш опыт может пригодиться даже больше, чем нам в своё время опыт Эрика Горина.
Дома новы, но предрассудки стары
Правда всё та же! Средь мрака ненастного
Верьте чудесной звезде вдохновения,
Дружно гребите во имя прекрасного
Против течения!
А.К.Толстой
Незабываемой оказалась первая студенческая производственная практика на Московском заводе шлифовальных станков. Нас, троих студентов Станкоинструментального института, направили в ремонтный цех. Начальник цеха подвёл нас к старому станку, стоящему в дальнем углу. Это был привезенный после войны из Германии универсальный токарный станок фирмы «Кергер».
- Этот станок когда-то обладал первым классом точности, - сказал он. - Сейчас он уже никуда не годится, и мы его собираемся выбросить. Если хотите, попробуйте его оживить, хотя шансов мало, поскольку никаких чертежей к нему не было изначально. Во всяком случае, можете делать с ним все что угодно.
Рабочие с усмешкой посматривали в нашу сторону.
Обложившись справочниками, мы начали последовательную разборку станка, составляя чертеж на каждую снятую деталь и набрасывая для памяти эскизы разобранных узлов. Для каждой отбракованной детали необходимо было указать на чертеже марку материала, точность изготовления каждого размера с учетом последующего сопряжения и характер термической обработки. Эта информация вылавливалась из всевозможных книг с ориентацией на станок первого класса. Сохранить удалось лишь несколько деталей вспомогательного характера типа рукояток. Постепенно станок был разобран 'до винтиков' осталась только массивная литая станина.
Изготовленные чертежи мы распределили по различным заводским цехам и вскоре к нашему рабочему месту начали поступать заказанные части. Станок стал медленно начиняться новыми деталями. Рабочие цеха уже перестали улыбаться и с интересом присматривались к происходящему возрождению «Кергера». Некоторые подходили, давали полезные советы. Отдельные детали пришлось переделывать по ходу сборки из-за неправильно выбранных допусков.
Через месяц в цеху стоял новенький станок (мы заменили даже все крепёжные детали), и мы начали готовить его к испытаниям на точность. Теперь уже весь цех участвовал в окончательной доводке станка. Рабочие учили нас различным тонким операциям по ручной обработке скользящих поверхностей, методам испытаний, регулировкам. Станок должен был демонстрировать высочайшую точность.
В результате цель была достигнута – специальная заводская комиссия аттестовала станок по первому классу точности. Цех обзавёлся новым уникальным оборудованием с полным набором документации, а мы - неоценимым опытом.
Теперь хотелось взяться за что-то своё, оригинальное, но чем могло удивить станкостроение в то время. Казалось, что все принципиальные проблемы были решены: опытные рабочие изготавливали на универсальных станках сложнейшие детали, достигая микронных точностей, а в массовом производстве специальные автоматические станки и автоматические линии способны были быстро тиражировать детали в любых количествах. Проблема была в том, что для каждой детали требовалось создавать новый автоматический станок или целую линию автоматов, но затраты окупались массовостью производства.
Неожиданный поворот судьбы подарил мне возможность включиться через несколько лет в пришедшую с кибернетикой новую техническую революцию в станкостроении.
***
Будучи распределённым в Институт машиноведения Академии наук, я должен был выполнить там свой дипломный проект. В группе, возглавляемой доктором технических наук Ароном Ефимовичем Кобринским, к которой я присоединился, проводились уникальные разработки машин использующих абсолютно новые принципы управления. К моему появлению, только что закончилась нашумевшая на весь мир работа по созданию модели протеза предплечья, управляемого биотоками мозга. Работа привлекла энтузиастов из ведущих московских институтов и предприятий, внесших свою экспертизу во все технические аспекты этого впечатляющего проекта. Многие из них занимали видное положение и всё-таки находили возможность для своего бескорыстного участия в разработке, в свободное от работы время.
Почти в параллель, в группе начались первые исследования по созданию станков с программным управлением. Таких станков в промышленности не существовало. Это была увлекательная новая концепция, позволявшая совместить преимущества универсальных станков и станков-автоматов. Переход от автоматического изготовления одной детали к другой превращался в простую замену программы, как в киноаппарате при замене одного фильма на другой. Кстати, в первом макете станка использовали именно грейферный механизм от киноаппарата для перемещения программы записанной на киноплёнке.
По согласованию со своими руководителями, я решил осуществить футурологический проект по созданию фрезерного станка с программным управлением для обработки плоских кулачков.
В конструкцию станка мной были включены все последние достижения техники управления того времени. Программы профилей кулачков записывались на магнитных лентах и после считывания магнитными головками передавались на входы шаговых двигателей. Слабые перемещения этих двигателей усиливались с помощью сервомеханизмов. Выходные перемещения сервомеханизмов управляли согласованными движениями исполнительных органов станка, воспроизводя сложный профиль кулачка. Все узлы были тщательно спроектированы и дополнены электронными схемами системы управления.
По тогдашним правилам, мне предстояла публичная защита проекта перед Государственной дипломной комиссией, состоящей из двух преподавателей института и председателя комиссии – представителя промышленности. В моём случае им оказался главный инженер Московского завода шлифовальных станков. Завод выпускал универсальные станки, в которых качество должно было достигаться за счет высокой точности станка и искусства оператора.
Развернув перед слушателями свои фантазии, вычерченные на многочисленных листах, я с энтузиазмом представил комиссии свои соображения. Им было любопытно, чем же может удивить их, высоких профессионалов, 'академическая наука'. Таких автоматических станков, о которых я рассказывал, члены комиссии – опытные инженеры никогда не видели, и они внимательно прослушали мой доклад, озадаченные неожиданностью представленных решений и их технической сложностью.
После моих ответов на их многочисленные вопросы председатель комиссии подвёл неожиданный итог:
- Автор проекта обладает большой инженерной фантазией, и мы должны это всячески поощрить, поставив ему высшую оценку. Однако я уверен, - твёрдо заключил он, - что такие станки никогда не смогут работать в реальных промышленных условиях.
***
Через семь лет в Москве состоялась международная выставка металлорежущих станков. Почти все страны демонстрировали на выставке свою новую продукцию - станки с программным управлением. Это была техническая революция. Она развивалась невиданными темпами, совершенствуя элементную базу автоматических систем станков и захватывая всё новые производства.
Незадачливый прогноз известного станкостроителя на моей защите был достаточно характерным поведением опытного производственника. Участвуя во многих технических экспертизах, связанных с внедрением новой техники, я многократно сталкивался с подобным консерватизмом. Любые посягательства на модификацию устоявшихся технологий воспринимались людьми из промышленности как разрушение основополагающих основ производства и встречали стойкое сопротивление. Этот консерватизм обеспечивал, по существу, технологическую дисциплину, устойчивость и качество производства.
***
Много лет спустя, находясь в Германии, я был приглашён на крупную машиностроительную фирму с докладом о новых принципах резания с наложением ультразвуковой вибрации.
Такие опыты начались в Японии и Советским Союзе одновременно на рубеже 60-х годов, однако, несмотря на многолетние усилия, работы не вышли за пределы экспериментальных лабораторий. Ключевой проблемой оказалась стабилизация процесса резонансной генерации энергии в зону резания в условиях непрогнозируемого нагружения ультразвукового вибратора в процессе обработки.
Включившись в эти исследования, нам удалось последовательно изучить сложную динамику ультразвуковых режущих систем и предложить эффективный подход к стабилизации процесса. Об этих работах я и собирался докладывать. (Сейчас они подытожены в монографии[1].
Рекомендация на моё приглашение исходила от декана университета в Карлсруэ, и меня принимало высшее руководство, включая президента фирмы. Мне даже предложили докладывать на русском языке, пригласив опытного синхронного переводчика.
Фирма занималась выпуском станков с программным управлением, и вначале меня провели по основным цехам, с гордостью представив выдающуюся продукцию фирмы. Обсуждая со специалистами демонстрируемую технику, я понял, что должен их как-то подготовить к обсуждению радикально новой концепции резания, полностью отличающейся от используемой ими.
Речь шла о том, чтобы научиться управлять самим процессом отделения материала при резании, расчленив его на микроуровне на последовательность повторяющихся десятки тысяч раз в секунду актов микронагружения обрабатываемого материала. Нужно было срочно придумать, как это представить с максимальной осторожностью и тактом. Иначе это будет полный провал. У меня возникла идея - я должен опереться на историю их собственной технологии.
После демонстрации и традиционного кофе, руководство фирмы и ведущие сотрудники собрались в специальной аудитории для прослушивания и обсуждения моего сообщения. Президент фирмы представил меня собравшимся и затем, извинившись за неожиданный важный телефонный звонок, покинул собрание, предложив мне начать презентацию и пообещав вскоре присоединиться к нам.
Свой доклад я начал с рассказа о моей защите тридцать лет назад дипломного проекта по станку с программным управлением, закончившейся незадачливым прогнозом крупного русского станкостроителя. Посмеявшись над этой историей, мои слушатели – мировые производители таких станков были теперь подготовлены к восприятию радикальных инноваций, о которых я собирался рассказывать. Вскоре в зал вернулся президент фирмы, и в течение часа я закончил представление своих материалов.
Последующее широкое обсуждение доклада и ответы на многочисленные квалифицированные и заинтересованные вопросы заняли ещё полтора часа. Итоги дискуссии подвёл президент:
- Herr Professor, Dr. Babitsky (в Германии обязательно употреблять в официальном обращении все звания) представил нам интересные результаты своих научных исследований, и я благодарю Вас от имени всех присутствующих за доклад и плодотворную дискуссию. Высоко оценивая в целом новаторский характер Ваших предложений, я вынужден всё-таки констатировать, что описываемые Вами системы никогда не смогут работать в реальных производственных условиях.
Последние слова президента буквально потонули во взорвавшем аудиторию хохоте собравшихся. Смеялись по-немецки, громко, раскатисто, как умеют смеяться свободные люди.
Вконец растерянный президент, хлопая глазами и оглядывая хохочущих сотрудников, бормотал недоуменно: «Что такое, в чем дело, почему вы все смеетесь?» Давясь от смеха, собравшиеся не могли прийти в себя для членораздельного объяснения ситуации своему шефу.
***
P.S. Недавно знаменитый станкостроительный концерн DMG объявил о выпуске серии новых станков, оснащённых ультразвуковыми режущими головками.
Конвергенция
Призрак бродит по Европе,
Призрак коммунизма.
Весь вопрос, в какую ж..у
Вставят эту клизму?!
Фольклор
Переехав с семьёй в 1991 году на постоянное жительство в Германию и поселившись в Мюнхене, я известил об этом знакомых коллег из Германии, Австрии, Швейцарии, и один из них сообщил мне, что он информировал о моих работах исследовательское руководство концерна HILTI со штаб-квартирой в городе Шаан (Лихтенштейн).
Концерн занимался разработкой и производством комплекса оборудования для соединения железобетонных изделий, используемых в строительстве, железнодорожном транспорте и других областях.
Дело в том, что мои основные теоретические работы были посвящены механике многоударных процессов, и поэтому не случайно, что в глазах моих новых коллег они ассоциировались с техникой, разрабатываемой HILTI: отбойными молотками, перфораторами и другими машинами ударного действия.
Работая в России, я слышал о машинах этой знаменитой фирмы, однако никогда их не видел. Мои российские разработки были в основном связаны с некоторыми новыми приложениями в области высоких технологий, хотя небольшой опыт работы с отечественными ударными машинами всё же имелся.
Вскоре я получил письмо из HILTI на мой новый мюнхенский адрес, подписанное главой исследовательского отдела, профессором Винфридом Хупманом. Он сообщил, что хочет встретиться со мной в их Мюнхенском отделении, о существовании которого я даже не знал.
Встреча состоялось в присутствии нескольких ведущих сотрудников отделения, которых я ознакомил кратко с содержанием моих работ и показал свои книжные публикации на русском языке. Это было скорее общее знакомство, чем деловой разговор, собеседники были очень любезны, и, по-моему, впервые имели дело с русским специалистом, что вызывало их дополнительный интерес. В книгах они быстро обнаружили несколько заинтересовавших их рисунков и оживлённо комментировали их между собой. Беседа шла на английском, которым они владели безупречно.
Профессор Хупман объяснил мне, что мюнхенское отделение занимается только техническими разработками ударных машин, а все исследования проводятся в Шаане, куда он пригласил меня приехать и выступить с докладом о моих научных результатах. Мы договорились о дате моего визита. На прощание профессор Хупман поразил меня своими изысканными манерами, церемонно подав мне пальто на глазах своих подчинённых. К такому поведению начальства я не привык.
До доклада оставалось ещё больше недели, и я спокойно обдумывал его содержание, когда неожиданно профессор Хупман позвонил мне домой. Он сказал, что один из их ведущих исследователей, доктор Лино Гуцелла, хочет специально приехать в Мюнхен, чтобы встретиться со мной до доклада. Вскоре позвонила секретарь доктора Гуцелла и согласовала время и место встречи в вестибюле одного из мюнхенских отелей, предупредив, что он собирается со мной поужинать.
Появившись в отеле в назначенное вечернее время, я был встречен молодым человеком среднего роста с энергичными манерами. Представившись, доктор Гуцелла пригласил меня в ресторан отеля, и мы уединилось за заранее заказанным столом в красивом зале фешенебельного ресторана. Метрдотель принёс тяжёлые кожаные папки меню, и доктор Гуцелла объявил мне, что я являюсь гостем HILTI и предложил заказать всё, что я пожелаю.
Не будучи 'завсегдатаем' фешенебельных ресторанов, я решил положиться на вкус моего хозяина, и он с полным знанием дела начал выбирать блюда, присовокупляя к каждому из них соответствующие вина, которые он тщательно пробовал перед окончательным заказом. Несколько из предложенных метрдотелем вин, он заменил.
Я поинтересовался, откуда у него такие знания кулинарии и вин, и он сообщил, что происходит из швейцарской семьи итальянского происхождения, имеющей глубокие гастрономические традиции. Я с интересом воспринимал эту непривычную церемонию, о которой раньше читал разве что в иностранных романах.
Наконец, полный ужин, включавший закуски, мясные блюда, сыры, десерты, кофе и сопровождающие напитки был полностью заказан, и наш стол стал покрываться всем этим гастрономическим изобилием, проворно доставляемым несколькими ловко работающими официантами.
Отключившись от заказа, доктор Гуцелла приступил к беседе. Демонстрируя хорошие манеры и, приветливо улыбаясь, он обрушил на меня град вопросов, включавших все возможные стороны моей деятельности. Круг тем включал специальные аспекты динамики и теории управления, мои результаты в теории и приложениях, мнения о принципиальных работах в этих областях, об авторах этих работ, включая некоторых коллег из Российской Академии наук, об истории некоторых концепций.
От подробных технических деталей, связанных со сложными случаями исследования устойчивости решений специальных классов динамических систем и прочих теоретических тонкостей, до обсуждения качества и перспектив некоторых недавно появившихся теорий, всё входило в круг этой 'беседы'.
По мере продолжения разговора мне стало ясно, что я действительно имею дело с серьёзным, умным и знающим специалистом, однако техника 'беседы' навевала всякие неприятные аналогии. Вопросы следовали один за другим и требовали полной концентрации, поэтому ни о какой еде не могло быть и речи, и она благополучно остывала на столе в окружении изысканных вин.
В ходе этого энергичного обмена мнениями, я постепенно обнаружил некоторые слабости в профессиональных суждениях моего визави, и это придало мне уверенность – кое-что я понимал глубже его, значит на HILTI я смогу работать даже и с такими специалистами.
Тем временем вопросы продолжались, заканчивался второй час нашей 'беседы', и мне уже было трудно скрывать нотки раздражения от этого затянувшегося 'допроса'.
Извинившись, доктор Гуцелла сказал, оправдываясь, что я должен понять его обязанности и предложил мне покушать. Полностью истощённый, я мечтал только побыстрее уйти, никакой кусок мне в горло уже не лез. Наскоро попробовав что-то, я заторопился домой. Рассчитавшись и проводив меня до такси, которое, как оказалось, было тоже оплачено HILTI, доктор Гуцелла любезно распрощался со мной.
Увидев по возвращении моё возбуждённое состояние, моя жена озабоченно поинтересовалась характером прошедшей встречи. Я объяснил, что если бы не глубокие профессиональные познания моего собеседника, в которых я действительно убедился, и ресторанная атмосфера, где всё происходило, то я считал бы, что побывал на допросе в КГБ. Домашний ужин после ресторана оказался очень кстати.
***
Вскоре подошло время моей лекции в Лихтенштейне. Для того чтобы попасть из Мюнхена в Шаан, я должен был проехать по четырём странам: Германии, Австрии, Швейцарии и Лихтенштейн. Запасшись предварительно австрийской и швейцарской визами в свой временный паспорт, я купил билет до назначенной мне станции в Швейцарии, где меня должен был встретить шофёр фирмы HILTI.
Дорога заняла более трёх часов, стояла поздняя осень, и я наслаждался видами, открывавшимися из окна моего купе. Проехав по югу Германии среди мягких зелёных холмов и аккуратных деревушек с устремленными в небо шпилями церквей, поезд обогнул усеянное плавающими птицами живописное озеро Бодензее и пересёк австрийскую границу. Через очень короткое время мы уже пересекали швейцарскую границу.
При каждом пересечении государственных границ в поезд входили пограничники и, в результате, в течение короткого времени, мой паспорт проверялся трижды: немецкими, австрийскими и швейцарскими пограничниками. У меня мелькнула мысль, что, по-видимому, за час я пересёк больше государственных границ капиталистических стран, куда въезд нормальному советскому человеку был строго запрещён, чем за пятьдесят лет жизни в Советском Союзе.
Наконец, выйдя в одиночестве на небольшой швейцарской станции Санкт-Маргретен, я увидел ожидающего меня парадно одетого шофёра фирмы. Он усадил меня на заднее сиденье огромного представительского мерседеса, и машина помчалась по безупречно ухоженному шоссе в направлении Лихтенштейна.
Дорога была необыкновенно красивой: совсем недалеко сверкали снежными шапками ярко освещённые солнцем недоступные альпийские вершины, вокруг по холмам располагались ухоженные посадки, и над всем царило какое-то безлюдное умиротворение. Вскоре мы пересекли небольшой пограничный шлагбаум и въехали в Лихтенштейн. Проехав несколько невысоких городских кварталов, мы попали в хорошо спланированную промышленную зону. Это и была территория концерна HILTI.
В вестибюле представительного здания из стекла и бетона меня встретили мои новые знакомые: профессор Хупман и доктор Гуцелла. После кофе, я был приглашён в демонстрационный зал фирмы для осмотра их знаменитых машин. К нам присоединились ещё несколько сотрудников.
В результате беседы с Гуцелла в мюнхенском ресторане, я понял, что у него существует определённое недопонимание специфики влияния оператора на динамику ударной машины и решил сразу приступить к атаке.
Повертев в руках красивую ударно-сверлильную машину, к которой меня с гордостью подвели хозяева, я попросил продемонстрировать мне её в работе. Это было тут же проделано на специально приспособленной бетонной плите. Перехватив машину у оператора и навалившись на неё с большим усилием, я заглушил её.
- Почему она заглохла? - спросил я.
- Потому что Вы превысили допустимое усилие, - ответил Гуцелла.
- Но идеальная ударная машина должна увеличивать ударный импульс с увеличением нажатия, а не глохнуть.
Моё утверждение следовало из общих динамических принципов, выполнявшихся при условии запаса мощности и высокой устойчивости рабочего режима. Последнее было очень трудно обеспечить в использованных конструкциях электрических машин. Этого противоречия, как я понял, инженеры, не знали. Они работали с реальными машинами, а не с идеальными объектами механических теорий.
- Нет, не должна, - сказал Гуцелла.
- Нет, должна,- твёрдо заключил я.
- Ну вот, уже есть, что обсуждать, - разрядил создавшуюся напряженность Хупман.
После окончания демонстраций, меня пригласили в зал, где собрались на лекцию сотрудники исследовательского отдела. Среди присутствующих я заметил также моих новых знакомых из мюнхенского отделения.
Моя лекция носила общий характер, где я познакомил слушателей с общими принципами механики многоударных процессов и управления их устойчивостью. Эти принципы были развиты, в основном, в моей лаборатории в Москве и, как я понимал, должны были заинтересовать собравшихся.
Особенно понравилась изложенная мной новая концепция создания вибрационных машин, названная нами авторезонансом (этот красивый термин я заимствовал из работ академика Андронова, который он ввёл, но практически не использовал). После оживлённой дискуссии и обеда меня проводили к уже знакомому мне автомобилю и, распрощавшись с гостеприимными хозяевами, я вернулся в Мюнхен.
***
Постепенно у меня начала выстраиваться общая стратегия возможного взаимодействия с HILTI. Я должен выявить ограничения в цепочке механических рассмотрений от общих принципов динамики ударных систем к их технической реализации и попытаться найти на этом пути резерв для улучшения машин.
Однако, поверили ли они в меня и захотят ли иметь дело с русским профессором, когда вокруг столько классных университетов от Швейцарии до Германии, полных профессоров, говорящих на их родном языке?!
По правде говоря, я уже вошёл в азарт, и мне хотелось испытать свои возможности на таком продвинутом инженерном предприятии. Хупман подарил мне проспекты фирмы, и я уже знал, что концерн, названный по фамилии его основателя, имеет двенадцать тысяч сотрудников и множество заводов, разбросанных на нескольких континентах. Их машины продаются и обслуживаются по всему миру только самой фирмой. Всё говорило о высочайшей инженерной культуре и теперь, перемещаясь по Мюнхену, я постоянно замечал на многочисленных стройках эти красивые машины красного цвета с белой фирменной надписью HILTI.
Время шло, и никаких сигналов из Шаана не поступало. Наконец раздался телефонный звонок, и я опять услышал в трубке знакомый голос Хупмана. Он пригласил меня в Шаан для обсуждения, как он выразился, некоторых технических вопросов, сказав, что мне заказан в отеле номер люкс, чтобы я мог заехать накануне встречи, намеченной на утро, и отдохнуть.
Это уже звучало обнадеживающе и через некоторое время, проделав привычный путь, я опять появился в знакомых местах, будучи привезенным всё тем же шофёром, встретившим меня как хорошего знакомого. Шофёр доставил меня в отель, и я завершил впечатляющее путешествие приятным ужином, заказанным мне внизу в ресторане, и освоением предоставленного мне двухкомнатного номера с великолепным видом на снежные вершины и красивую церковь.
Улегшись спать пораньше, чтобы полностью восстановиться, я вскоре обнаружил, что церковный колокол отбивает каждую четверть часа, и никакие удобства номера люкс не позволяли защититься от этих всепроникающих звуков, мерно падавших в почти 'стерильную' тишину мирно спавшего карликового государства Лихтенштейн. Тяжёлая ночь явилась для меня живой иллюстрацией всей глубины противоречий между наукой и религией.
Наутро, придя в себя под горячим душем и позавтракав, я вышел к машине. Ночной монстр опять превратился в милую церквушку, невинно смотревшую на меня своим единственным глазом-циферблатом. «По ком звонил колокол?» - гадал я по пути в штаб-квартиру HILTI, думая о предстоящей судьбоносной встрече.
***
В комнате для совещаний собрались новые для меня лица. Всем руководил профессор Хупман. Он представил мне собравшихся. Это были юрисконсульт, бухгалтер и несколько менеджеров.
Хупман информировал меня, что существующий на фирме информационный отдел собрал за это время подробные сведения обо мне. «Теперь, - сказал он с лёгкой иронией, - мы знаем о Вас даже больше, чем Вы сами».
Рассмеявшись, я спросил, что же это за информация, которую я сам о себе не знаю.
-Ну, например, Ваш мировой рейтинг. Вы ведь его не знаете, а мы знаем.
- Каким образом? - удивился я.
- Мы разослали Ваши работы экспертам, которым мы доверяем, и имеем их заключение.
- Интересно, - подумал я, слегка напрягшись.
- Мы теперь знаем, что Вы ведущий эксперт по многоударным процессам.
- Неплохо, - пронеслось в голове.
- Однако, - продолжал Хупман, - мы живём с того как продаются наши машины. И поэтому все Ваши знания будет для нас абсолютно бесполезны, если Вы не сможете помочь нам, чтобы они продавались лучше.
Такого оборота я не ожидал. Никогда в жизни я не интересовался торговлей.
- И что же я должен сделать для этого? – озадаченно спросил я.
- Очень просто, - ответил Хупман. - Мы Вам даём шесть недель, чтобы познакомиться с нашей основной ударно-сверлильной машиной. Вы можете получить о ней любую информацию в нашем мюнхенском отделении, и даже, если Вы захотите сделать какие-то эксперименты, мы постараемся Вам помочь. Через шесть недель мы хотим услышать Ваше мнение об этой машине.
- Ну что ж, если я хочу оказаться полезным для этих успешных специалистов, это как раз идеальный тест, - подумал я. Мне тоже хотелось себя проверить.
Хупман назвал сумму, которую они мне заплатят за предложенную экспертизу. Таких денег я в жизни не получал. Я растерялся, за такие деньги даже немецкие профессора должны работать гораздо больше чем шесть недель. Что же я должен перестать даже спать эти шесть недель?!
- Сколько же времени Вы считаете, я должен потратить на эту работу за отведенный срок? – оторопело спросил я.
- Примерно одну неделю, - ответил Хупман.
- Тогда почему Вы платите мне такие большие деньги?
- Потому что мы хотим, чтобы за эти шесть недель Вы не встречались ни с кем из наших потенциальных конкурентов.
Что такое соблюдение секретности, я, конечно, знал, но чтобы за это так хорошо платили, я предположить не мог. Это был, действительно, какой-то другой мир. В том мире, который я покинул, наложение секретности приносило только множество неприятностей, а зачастую и вообще могло искалечить жизнь. Здесь же мне просто предлагали наложить на себя добровольное шестинедельное ограничение в сфере моего возможного профессионального общения.
***
Вернувшись в Мюнхен, я помчался на следующий день к разработчикам. Начальник отделения, доктор Рихтер, показал мне машину и выдал полный комплект чертежей. Это была самая мощная машина HILTI. Рихтер посоветовал мне двух ведущих разработчиков: доктора Рёриха и доктора Шульца, которые будут консультировать меня. Доктор Рёрих был явно старшим и по возрасту и по положению.
Я решил, что все эти шесть недель я буду только задавать вопросы, а все суждения сообщу во время заключительной презентации.
Разобравшись в конструкции, я ошарашил на следующий день моих консультантов вопросом: «Почему Вы выбрали именно такую схему машины?»
- Потому что, - сказал рассудительный доктор Рёрих, - когда мы задумали выпускать подобные машины двадцать лет тому назад, это был самый лучший патент из имеющихся на рынке.
- Но может быть существовала какая-то более перспективная схема машины, которая ещё не была в то время запатентована, - возразил я.
- Да, но как мы могли об этом знать?!
В принципе, я знал, как ответить на этот вопрос, и понял, что это и есть мой шанс. Нужно было синтезировать схему идеальной ручной ударной машины, и тогда мы получили бы эталонную машину для оценки всех возможных технических структур. Построение такого эталона должно стать моей основной задачей на ближайшее время.
Техника такого синтеза была разработана в моей докторской диссертации, поэтому собрав дополнительные сведения о технических характеристиках машины, я сформулировал задачу поиска оптимального динамического цикла ударной машины, осуществляющей режим машины HILTI при минимальном воздействии на оператора. Точное решение вскоре удалось получить в общей математической форме, одновременно доказав его единственность.
Общее доказательство существования и единственности решения математической проблемы составляет часть многих математических руководств, однако редко применяется в практическом поиске решений конкретных проблем. Поэтому академик Ландау справедливо требовал выбросить эти доказательства из всех математических руководств для физиков и инженеров.
Также относился к этим математическим 'украшениям' и я. Довольно скептически рассматривал я и, так называемые, 'точные математические решения' динамических задач, которые с физической точки зрения обычно являются вырожденными. Математическая точность в физических задачах должна соответствовать точности изучаемой модели. Однако для найденного оптимального цикла строгость полученного решения могла иметь решающее значение, как с оценочной точки зрения, так и в предстоящей схватке со специалистами HILTI.
Моё решение означало, что существует один единственно возможный динамический цикл ручной ударной машины, при котором осуществляется заданная частота и интенсивность ударных импульсов по обрабатываемой породе при минимальном воздействии на руку оператора и этот цикл был мне теперь известен.
Теперь, имея идеальный цикл как эталон, предстояло ответить на вопрос, имеется ли в машине HILTI резерв для улучшения её динамики, или двадцатилетние усилия специалистов фирмы по усовершенствованию машины этот резерв полностью исчерпали.
Построив графики оптимального цикла, я затребовал результаты испытаний, имевшиеся у разработчиков. Они были выполнены с немецкой дотошностью и их достоверность не вызывала никаких сомнений.
Однако сравнение с моими графиками меня озадачило. Они были совершенно не похожи. Две машины, реальная и идеальная, осуществляли одно и тот же ударное воздействие на породу, будучи возбуждаемыми от своих источников энергии совершенно различным образом.
Идеальная машина мягко подхватывала ударник на отскоке от объекта разрушения, стараясь за кратчайшее время обеспечить максимально возможную дистанцию для последующего ускорения ударника до предписанной скорости нанесения удара по породе. В реальной машине ударник отскакивал свободно и лишь в конце цикла ускорялся коротким импульсом, создававшимся в результате сжатия воздуха в специальной камере, образованной ударником и нагнетающим механизмом.
Этот импульс составлял по времени незначительную часть общего цикла, и поэтому, развивавшаяся при ускорении сила имела весьма значительную величину и полностью передавалась на корпус машины и оператора, держащего этот корпус за рукоятку.
Система привода как бы не успевала подготовить ударник к разгону и компенсировала это мощным коротким импульсом. В результате, за каждым ударом по породе следовал 'удар' по оператору от импульсной 'вспышки' этой возбуждающей силы, что должно было приводить к большой вибрационной нагрузке на него.
Ну как же связать эти две машины, где лежит этот переход от идеальной машины к реальной? Может он не существует и идеальная машина технически не осуществима? Поразмыслив, я решил внести в математическую формулировку оптимальной задачи дополнительное ограничение, отражающее разницу усилий, развиваемых возбуждающим ударник приводом при отскоке и разгоне.
Соотнеся эти усилия с помощью произвольного коэффициента, я опять получил точное решение скорректированной оптимальной задачи и начал строить различные динамические циклы, соответствующие увеличивающимся значениям этого коэффициента.
У меня на глазах произошло математическое чудо. Оптимальные циклы машины начали графически деформироваться, постепенно приближаясь по конфигурации и величине к циклу машины HILTI.
Цепочка замкнулась. Теперь я был способен точно оценить динамический резерв совершенствования машины HILTI. Оставшееся время я посвятил подготовке численного и графического материала и формулировке технических предложений для предстоящего семинара.
***
По прошествии отведенных шести недель, раздался звонок Хупмана. Он сообщил дату намеченного четырёхчасового семинара в Шаане и пригласил приехать накануне, чтобы поужинать вместе, извинившись, что из-за каких-то праздничных мероприятий номер люкс в отеле на этот раз снять не удалось. Это я мог легко пережить, особенно, если вблизи не будет церквей.
Собрав все подготовленные материалы в портфель, я отправился по знакомому маршруту через четыре страны к месту предстоящего обсуждения. Знакомый шофёр привёз меня в новый отель и, едва разместившись и переодевшись, я был приглашён звонком по телефону спуститься вниз, в бар ресторана, где меня ожидала большая компания. Хупман представил мне коллег, которые занимали различные командные должности в HILTI. Они пришли познакомиться со мной.
Ужин прошёл очень оживлённо, много шутили, смеялись. Никаких деловых разговоров не предполагалось. Мои собеседники оказались образованными и остроумными людьми с широким кругом интересов. Узнав, что моя жена - профессиональная пианистка, заинтересованно расспрашивали меня о наших семейных музыкальных предпочтениях. Я развеселил их несколькими смешными историями из опыта её общения со знаменитыми музыкантами. Некоторые имена, Игорь Ойстрах, Шафран, Наварра были им известны. За весь вечер намеченное назавтра мероприятие ни разу не было упомянуто.
Наутро позавтракав, я решил освежить содержание моих записей, запертых для надёжности в недавно купленном кожаном портфеле. Однако один из замков заклинило и, потратив некоторое время, я всё-таки не смог открыть портфель. Вскоре мне сообщили из рецепции, что машина подъехала, и, срочно собравшись, я выскочил на улицу.
В аудитории, где должен был проходить семинар, собралось много народу. Среди знакомых лиц я увидел доктора Гуцелла и ещё одного знакомого, отвечавшего, как мне говорили, за разработку концепции машин следующего поколения. Присутствовали и мои знакомые из Мюнхена: Рихтер, Рёрих и Шульц. Хупмана в аудитории не было. Это было понятно – он оставлял себе резерв времени для окончательных заключений.
По моей просьбе вызвали техника, и он быстро вскрыл сломанный замок. Я приступил к работе.
С самого начала я сообщил, что собираюсь представить новую концепцию развития машины HILTI с целью преодоления двух кардинальных недостатков текущей конструкции: неблагоприятной зависимости от колебаний величины прикладываемого усилия и высокого вибрационного воздействия на руку оператора.
- Наши машины имеют самые лучшие в мире характеристики по вибрационной безопасности в этом классе электрических машин, - заявил с места Гуцелла.
- В мире они может быть и лучшие, заметил я, - но если HILTI захочет, например, продавать свои машины в России, они будут забракованы Государственной санитарной инспекцией, поскольку российские нормы на допустимую вибрацию ручных машин жёстче мировых.
***
История этих норм имела откровенно политический характер с тяжёлыми последствиями и заслуживает специального отступления, чтобы рассказать её читателю.
Развитие в Советском Союзе добывающих и строительных работ, использующих ручные ударные машины, привело к широкому распространению опасных заболеваний, объединяемых общим термином «вибрационная болезнь». Наличие большого количества тяжёлых больных и отсутствие эффективных методов лечения этой болезни потребовало государственных решений. В числе важнейших мероприятий, требовалось ужесточить допустимые нормы производственной вибрации, регламентируемые Государственными стандартами и контролируемые Государственной санитарной инспекцией.
С этой целью в 70-х годах была создана специальная комиссия высокого ранга для выработки соответствующих норм с участием специалистов, а также партийных и профсоюзных функционеров. О работе этой комиссии мне рассказывал её участник – известный вибрационный инженер Исидор Иделевич Быховский.
Специалисты подготовили проекты норм, основанные на мировом техническом опыте, однако партийные демагоги настаивали на том, что капиталистические нормы нам не указ, и советские рабочие должны быть защищены надёжнее. В результате в новом государственном стандарте 1978 года появились жёсткие нормы безопасности, превышавшие мировые рекомендации.
В семидесятые годы вступил в строй Волжский автомобильный гигант в городе Тольятти. Все сборочные линии завода были оснащены ударными гайковёртами фирмы Bosch. После утверждения новых стандартов на защиту от вибрации, государственные инспекторы обнаружили превышение допустимых уровней на всех сборочных линиях завода. Возникший скандал был урегулирован специальным государственным постановлением, определившим особые условия эксплуатации гайковёртов Bosch на заводе.
Примерно в это время меня посетил в Институте машиноведения увлечённый разработчик отечественных ударных гайковёртов, инженер Евгений Дольник, познакомивший меня с проблемой. Он показал статью в техническом журнале Bosch, констатирующую отсутствие общей теории ударных гайковёртов. Это был вызов для молодых энтузиастов, и в течение нескольких месяцев вместе с моим другом со студенческих времён и постоянным сотрудником Владимиром Асташевым такая теория была нами разработана[2].
Полученное решение динамической проблемы давало строгие рекомендации на выбор параметров ударно-вращательного механизма гайковёрта, который был спроектирован Евгением по этим данным и изготовлен во Всесоюзном институте ручного инструмента, где он работал.
Предварительные испытания показали рекордные усилия затяжки резьбы, развиваемые новым механизмом, однако эта разработка могла затмить продвигаемые на государственную премию дирекцией их института, так называемые 'системы одноударной затяжки'.
Помимо низкой производительности, одноударные системы фактически подменяли строго регламентированную и эффективную по затяжке высокочастотную вибрацию типовых конструкций гайковёртов, могущую повлиять, к сожалению, на кровообращение в сосудах руки, мощными и редкими ударами, травмирующими теперь уже суставы оператора. От подобных ударных воздействий страдают, например, многие профессиональные теннисисты. Однако, редкоударные воздействия стандартами не нормировались, за отсутствием такой технологии.
Несмотря на концентрированный административный нажим, одноударные гайковёрты были отвергнуты промышленностью ввиду их низкой эффективности, а разработка Дольника осталась лежать на полках Института. Традиционно-избирательное применение законов в стране спасало до поры до времени ключевые отрасли от нависшей угрозы тотального применения технически необоснованных стандартов.
Развитая нами теория была опубликована в моей книге, и именно эти картинки сразу заинтересовали разработчиков HILTI при нашем первом знакомстве. Позже выяснилось, что они тоже использовали подобные механизмы в каких-то своих разработках. Патент на эти механизмы принадлежал известной американской компании Ingersoll.
***
Итак, мой семинар продолжался, и я прошу извинения у читателя за вынужденное отступление, потому что упомянутые выше нормы обрели впоследствии новую жизнь в Европе.
Представленная мной теория оптимальной ударной машины и выявленные на её основе перспективы развития машины HILTI явились настоящей сенсацией для присутствующих 'мировых лидеров', и все мои утверждения подвергались жесточайшей проверке со стороны аудитории. Как же пригодились здесь полученные строгие доказательства! От меня требовали обоснования каждого утверждения. Особенно усердствовал Гуцелла, прерывавший меня во всех ключевых местах острыми вопросами и решительными суждениями.
Изложив намеченное и отбившись от всех вопросов, я почти не заметил, как прошли четыре часа. Теперь я уже мог позволить себе пошутить, и, поблагодарив всех слушателей, я под общий смех пообещал Гуцелла порекомендовать его на работу в КГБ.
Сразу же после окончания семинара меня окружили мои знакомые разработчики из Мюнхена. Доктор Рёрих наградил меня высшим комплиментом:
- Мы занимались этой машиной двадцать лет и не могли себе представить, что кто-то может нам рассказать столько нового о ней, и это всё Вы смогли сделать за такой короткий срок. Мы ведь поняли шесть недель назад, что Вы её увидели впервые.
Как только я вышел в коридор, появился сразу профессор Хупман. Он был явно возбуждён, пригласил меня в свой кабинет и начал показывать фотографии своей семьи. По его неожиданному преображению я понял, что он был полностью в курсе моей презентации. По-видимому, она транслировалась в его кабинет.
Теперь у меня уже не было сомнения, что я могу пригодиться концерну HILTI. На прощание Хупман сказал мне, что в скором времени пришлёт мне соображения по нашему сотрудничеству.
Ещё через несколько недель я получил пакет с документами на условия заключения двухгодичного контракта, предоставлявшего мне положение консультанта концерна HILTI AG.
***
Для удобства моей работы мне был выделен кабинет в мюнхенском отделении, и это дало мне возможность регулярно и продуктивно общаться с высокопрофессиональными разработчиками. Однако моим главным патроном на фирме стал доктор Гуцелла, с которым установились продуктивные деловые отношения.
Для начала меня попросили подробнейшим образом изложить мою теорию идеальной ударной машины со всеми возможными объяснениями и обоснованиями, причём все это предлагалось сделать в единственном рукописном экземпляре. Фирма HILTI умела оберегать свои секреты. По мере оформления этого материала, я начал проводить регулярные семинары для разработчиков машин (сейчас, основные результаты теории имеются в открытом доступе[3].
Сформулировав позже несколько предложений для возможного патентования, я как-то информировал об этом Гуцелла, и он пригласил меня в Шаан, чтобы встретиться с патентоведами. Проделав привычное многочасовое путешествие, я появился в его кабинете к точно назначенному времени. Мы обменялись приветственными репликами, и Гуцелла поднялся из-за стола, чтобы следовать на совещание. Вынув необходимые бумаги из портфеля и оставив портфель около стола, я приготовился последовать за ним.
Проходя мимо, он бросил как бы невзначай: «Возьмите портфель с собой». Я вспомнил эпизод в отеле с заклинившим замком. Этот молодой человек беспрестанно поражал меня. В любой ситуации, без эмоций и лишних слов, проявлялась его незаурядная личность. И так было не раз. Во время многочисленных совещаний, когда казалось его критический ум был готов буквально уничтожить оппонента, он всегда находил в заключение неожиданную формулировку, ведущую к поддержке всего интересного, выявленного в споре.
(Недавно, уже спустя двадцать лет после описываемых событий, я с удовлетворением прочитал в Интернете, о его избрании на пост ректора знаменитой Швейцарской Высшей Технической школы Цюриха, среди бывших студентов которой такие имена как Рентген, Эйнштейн, фон Браун).
Время проходило быстро. Фирма поддерживала мою академическую активность, и я принял участие в нескольких международных конференциях. В общем, моё положение было достаточно почётным и комфортным, однако меня постепенно стало тяготить отсутствие прямой возможности участвовать непосредственно в исследованиях и разработках. В концернах такого масштаба все эти обязанности были строго разделены.
Существенным ограничением были также строжайшие меры по охране коммерческих тайн. Моё положение консультанта, конечно, не предполагало знакомства с планами фирмы. Стало ясно, что мне вряд ли придётся участвовать в исследовательских работах по воплощению моих замыслов.
***
Как-то, когда мой первый контракт подходил к концу, и начались переговоры о его продлении, мне позвонил известный немецкий учёный-механик и мой добрый знакомый профессор Йенс Виттенбург. Он сообщил мне, что во время международной конференции, с которой он приехал, знакомые англичане пожаловались ему, что уже два года не могут найти профессора динамики в свой университет. Йенс порекомендовал им связаться со мной и дал мои координаты.
Вскоре у меня завязалась переписка с Техническим университетом города Лафборо, и они попросили меня назвать несколько фамилий известных профессоров, которые могли бы стать моими рецензентами. К тому времени я уже провёл лекции и семинары во многих европейских университетах, возобновил старые знакомства с ведущими американскими механиками, посещавшими наш Московский академический институт. Все они единодушно поддержали мою просьбу выступить в качестве моих рецензентов. В это же время я получил приглашение ещё из США, и мои американские коллеги надавали мне множество полезных советов, подробно сравнивая оба предложения с учётом моего возраста, стоимости жизни, возможного лечения, страховок и прочее. Всё это было исключительно ценно и трогательно.
В результате, я послал в Лафборо список двадцати одного профессора из ведущих университетов Европы и США для выбора возможных кандидатов в качестве моих рецензентов.
Через короткое время я получил приглашение от главы отделения механики университета, профессора Нила Халливела, приехать на несколько дней в Лафборо для проведения семинара и последующего интервью. После испытаний, устроенных мне фирмой HILTI, английские процедуры отбора показались мне достаточно мягкими, хотя возможно, что переход из HILTI много значил для университетской публики. В конце моего визита мне было предложено место полного профессора динамики.
***
Завершив контракт с HILTI, и дружески распрощавшись с моими коллегами, я переехал в Англию. Предстояло опять начинать новую жизнь, в новой стране.
Мой новый начальник Нил Халливел оказался человеком исключительных способностей, огромной энергии и большого личного обаяния. Талантливый исследователь в области оптических измерений, изобретатель важнейшего современного прибора для измерения вибрации – лазерного виброметра, блестящий организатор и прирождённый лидер, он буквально захватил меня своим энтузиазмом.
Свою яркую карьеру исследователя он сделал в известном на весь мир Исследовательском институте звука и вибрации при Саутгемптонском университете и получил профессуру в Лафборо за три года до меня. Наши кабинеты располагались по соседству, и Нил врывался ко мне по несколько раз в день, генерируя идеи моей адаптации в британской научной и технической среде.
Нил происходил из графства Ланкашир, жители которого имеют специфический акцент, и при ближайшем знакомстве с его замечательной семьёй его жена Тесса спросила меня с удивлением: «Как Вы его можете понимать? Я его с трудом понимаю!»
Мне кажется, что в нашем общении акценты не играли никакой роли. Мы понимали друг друга с полуслова. Поначалу я думал, что он является просто высококвалифицированным продуктом западного менеджмента, но очень скоро убедился в уникальности его личности.
Я был первым русским профессором в этом университете, и Нил с гордостью представлял меня в ведущих университетах и на предприятиях Великобритании, разъезжая со мной по всей стране. В короткое время у меня завязались благодаря ему контакты с Британской аэрокосмической корпорацией, Роллс-Ройсом, исследовательской группой Британской газовой корпорации.
Мы начали набирать исследовательские контракты, и Нил предложил мне включить в мою исследовательскую группу нескольких моих учеников из России. Первым я пригласил в Лафборо моего бывшего аспиранта из Москвы Алекса Веприка, сделавшего к тому времени успешную инженерную карьеру в Израиле.
Алекс представил интересный доклад на общем семинаре отделения, и Нил сказал мне, что хотел бы рекрутировать его в постоянный штат. «Поговори с ним», - предложил я. Через некоторое время Нил появился у меня в кабинете разочарованный.
- У меня нет столько денег, он очень дорогой.
Я развел руками.
Следующим, я пригласил на трёхлетний исследовательский контракт недавно защитившегося в Москве уже без моего участия другого бывшего аспиранта Илью Соколова. Через короткое время Илья с семьёй появился в Лафборо и приступил к работе.
Нил пожаловался мне, что университет испытывает дефицит в наборе талантливых аспирантов, поскольку британские выпускники предпочитают быструю и более просто достижимую карьеру в промышленности. Экономика была на подъёме.
Я предложил попробовать набрать аспирантов в России. Вскоре Нил дал добро на эту инициативу. Я позвонил в Петербургский Политехнический Университет своему близкому знакомому, известному ученому-механику Михаилу Захаровичу Коловскому и предложил рекомендовать нам троих кандидатов с хорошим знанием английского языка. Нил отправился в Петербург для установления контактов между нашими университетами. С ответным визитом по нашему приглашению приехал из Петербурга декан механико-машиностроительного факультета.
Вскоре мне позвонил Михаил Захарович и сообщил, что один кандидат уже имеется и ведутся переговоры ещё с двумя. Его кандидатом оказалась девушка, недавно защитившая магистерскую диссертацию под его руководством. Я растерялся. А как же насчёт Y хромосомы?
- Михаил Захарович, может быть молодой женщине будет трудно адаптироваться в новой стране, - засомневался я.
- Я думаю, она справится, - уверенно сказал он.
Много лет спустя, посетив в Петербурге его вдову, мы вспомнили этот телефонный разговор. Она рассказала мне, что опустив трубку, Михаил Захарович смеялся, поняв мои сомнения. Он знал Женю Голышеву очень хорошо. Теперь, когда я узнал её тоже, я бы тоже смеялся над собой. Моя 'хромосомная' гипотеза явно дала сбой в этом случае.
Группа начала наполняться нужными мне специалистами. Неожиданно открылся ещё один канал пополнения группы талантливыми исследователями. Узнав о появлении в Англии русского профессора, мне стали писать бывшие выпускники советских вузов из стран Азии и Африки, входивших в Британское Содружество Наций. Вскоре я имел в группе ещё двоих способных темнокожих исследователей, говоривших на хорошем русском языке.
Постепенно начали появляться русские специалисты и на других факультетах. На физическом и математическом отделениях теперь работали уже по два русских профессора из МГУ, МИФИ, академических институтов теоретической физики и математики. Несколько профессоров были приняты на другие инженерные отделения по моей рекомендации. Глава университета, профессор Уоллес, сам физик, умно использовал внезапное появление на рынке труда классных специалистов из России. На семинары начали приезжать наши знаменитые коллеги, работавшие теперь по всему миру.
Встретив однажды профессора Уоллеса на кампусе, я сострил:
- Дэвид, Вы знаете, какой у нас скоро будет второй язык в университете?
- Русский?! - сказал он, улыбаясь.
- Нет, английский, - ответил я. Он расхохотался.
Как-то я заметил моей жене: «Ты знаешь, что мне больше всего нравится в моих английских коллегах, это как они смеются. Так могут смеяться только люди, выросшие на свободе и не привыкшие осторожно оглядываться по любому поводу, чтобы не дай Бог не вызвать недовольство каких-нибудь соглядатаев или надзирателей».
Мои исследовательские контракты постепенно росли вместе с ростом моей группы, и я уже мог инвестировать значительные средства в создание нескольких запланированных мной лабораторий. В моей команде появился опытный английский физик-экспериментатор, Алан Мэдоус, мастер на все руки, активно помогавший оснащению новой лаборатории ультразвука.
***
Прошло несколько лет с момента моего появления в Британии, и как-то Нил сообщил мне, что ему предлагают стать деканом инженерного факультета. Это была высокая позиция. Факультет охватывал все основные инженерные специальности – от авиации и строительства до химических технологий.
Заняв позицию декана, он зашёл вскоре в мой кабинет с торжествующей физиономией.
- Владимир, у меня теперь есть деньги рекрутировать Алекса. Пригласи его.
Вскоре Алекс Веприк со своей семьёй появился в Лафборо, назначенный на должность старшего лектора. Алекс привнёс в группу свою экспертизу по работе в израильском hi tech. Опытный и изобретательный экспериментатор, он сильно продвинул базу новой вибрационной лаборатории, подобрав для неё классное оборудование, которым мы постепенно обзавелись. Вслед за Алексом появились аспиранты из Петербурга.
Красавица Женя сразу стала предметом живого интереса университетской молодёжи, что никак не сказывалось на её исключительной работоспособности и продуктивности. Она успевала всё. Приведя в короткий срок в полную кондицию свой английский, она углубилась в изучение английской художественной литературы и быстро исчерпала список моих рекомендаций.
В параллель с техническим моделированием, в котором она вскоре вышла на высокопрофессиональный уровень, Женя разрабатывала на компьютере стиль своих причесок, подбирала цвет волос, кардинально меняясь, раз от разу. Как-то, едва узнав её при встрече, я заметил:
- Женя, когда мой сын был маленьким, и я приходил после стрижки домой, он плакал от такой неожиданной перемены моего вида. Кажется, я тоже скоро начну плакать, встречая Вас.
***
Теперь у меня уже было достаточно средств и возможностей, чтобы браться за кардинальные технические проблемы, и я решил атаковать дальше проблему динамики ручных ударных машин.
К этому времени произошел существенный скачок в развитии компьютеров по сравнению с моим мюнхенским периодом, и я предложил Жене построить полную математическую модель ручной ударной машины, взяв за основу машину HILTI.
Используя новейшие пакеты моделирующих программ, Женя построила развитую компьютерную модель машины с учетом взаимодействия с оператором. Теперь мы могли быстро проигрывать разнообразные конструктивные решения в различных режимах эксплуатации.
Мы начали исследовать на модели возможные модификации машины в соответствии с рекомендациями оптимальной теории. Теоретические прогнозы полностью оправдывались. Появились новые идеи по виброизоляции. Здесь пригодился опыт Алекса.
Для создания своей экспериментальной установки Жене понадобилось изготовить на станках несколько важных деталей. Эта работа выполняется у нас обычно опытными техниками, в специально оборудованных цеховых мастерских. Имеется также хорошо оснащённый цех, где студенты могут работать своими руками под руководством инструкторов.
Не желая терять время на ожидание, Женя взяла уроки работы на станках и выполнила свои детали сама. Дополнив свои исследования по моделированию, убедительными опытами по улучшению вибробезопасности ударных машин, Женя представила этот комплекс работ в виде диссертации.
***
Защита PhD диссертации (Doctor of Philosophy - эквивалент кандидатской диссертации) проходит в Великобритании в виде экзамена, осуществляемого двумя независимыми экспертами: внешним – специально приглашённым профессором со стороны и внутренним – сотрудником университета, где подготовлена работа. Руководитель может присутствовать на экзамене лишь в качестве молчаливого наблюдателя и только с согласия соискателя. Последнее сделано для того, чтобы избежать влияния руководителя в случае конфликта с соискателем (бывают случаи, когда соискатель может опровергать работы своего куратора).
В качестве внешнего экзаменатора, который, в основном, и проводит экзамен, был утверждён ведущий специалист Исследовательского института звука и вибрации в Саутгемптоне, профессор Майк Бреннан.
Явившись на экзамен и посадив Женю напротив себя, Майк начал детальный постраничный разбор диссертации, требуя объяснения и обоснования каждого значимого положения работы. Женя основательно объясняла содержание, тщательно аргументировала свои возражения, приводила интересные общие суждения. Экзамен явно затянулся. Шёл уже третий час, а Майк все продолжал беседу.
Наконец он закончил, попросил Женю подождать в коридоре и, подойдя ко мне, возбуждённо сказал:
- Владимир, как тебе удалось так увлечь инженерным делом такую блестящую личность?!
Я рассмеялся: «Майк, я только слегка поддержал процесс формирования, начатый в Петербурге».
Получив докторскую степень, Женя нашла вскоре хорошую работу в промышленности и, к сожалению, покинула нас. За время учёбы она вышла замуж за лектора соседнего с нами отделения химической технологии, и её ожидала счастливая семейная и успешная деловая жизнь в Англии.
***
В процессе анализа Британской ситуации по вибрационной безопасности мы выяснили, что правительство вынужденно платить ежегодно около 500 миллионов фунтов компенсации пострадавшим от вибрационной болезни. Основываясь на этих данных, я направил в Британский исследовательский фонд тщательно разработанную заявку на трехлетнее исследование перспективных схем ручных ударных машин повышенной производительности и безопасности.
Изучив имеющиеся в Британии промышленные ресурсы в этой области, я узнал о существовании в стране мощной многонациональной корпорации - JCB по созданию и производству широкой номенклатуры строительных и дорожных машин. Эта корпорация, названная инициалами её создателя Джозефа Сирэла Бамфорда, является символом британского предпринимательства. Кандидаты в премьер-министры Великобритании включают посещение JCB в свою предвыборную программу.
Основанная в 1945 году в обыкновенном гараже, корпорация насчитывает сейчас более десяти тысяч работников, разрабатывающих и производящих на 22 заводах, разбросанных по всем континентам, более 300 типов машин: экскаваторов, тракторов, бульдозеров, скреперов. Специальное отделение JCB в городе Уттоксетер графства Стаффордшир занимается разработкой приспособлений и дополнительного оборудования для основной тяжёлой машиностроительной продукции. Сюда входят отбойные молотки, перфораторы, передвижные компрессорные станции.
В ожидании решения исследовательского фонда, Нил познакомил меня с главой исследовательского отдела JCB, профессором Робертом Пендлберри, имевшим тесные контакты с нашим отделением механики. Я информировал его о моих планах в отношении ручных ударных машин. По рекомендации Пендлберри, мы были приняты в Уттоксетере и познакомились с сотрудниками.
***
При распределении исследовательских фондов в Британском совете, осуществляющем финансирование фундаментальных работ, поступившие заявки ранжируются менеджерами совета по степени важности на основании экспертных заключений. Затем, имеющиеся в распоряжении фонда деньги выделяются в соответствии с установленной последовательностью приоритетов. Как только деньги кончаются, в приоритетном списке подводится черта и работам, оказавшимся ниже черты, отказывается в финансировании. Мы оказались ниже черты. Я показал Нилу полученный отказ.
Вскоре я узнал, что появилось ещё одно предложение по улучшению безопасности ручных ударных машин из Кембриджа. Оно основывалось на недавно выпущенном европейском патенте, предлагавшем систему устройств для автоматического утяжеления корпуса в момент пуска машины с помощью его наполнения жидкостью. Такой способ, конечно, уменьшал вибрацию корпуса, однако в ручных машинах борьба за уменьшение веса осуществляется даже жёстче чем в авиации, и поэтому это решение было с моей точки зрения недопустимым. К тому же оно сильно усложняло и удорожало конструкцию.
В общем, мои перспективы с этой тематикой казались весьма призрачными. Однако, я недооценил моего шефа. По прошествии нескольких месяцев, Нил объявил мне, что ему удалось пригласить в Университет нынешнего главу корпорации JCB Сэра Энтони Бамфорда, и он посетит мою лабораторию.
Сэр Энтони, один из наиболее известных и богатых британских бизнесменов, возглавил корпорацию после своего отца в 1976 году. В 1990 году за особые заслуги перед Британией он был введён королевой в рыцарское звание.
Появление его в университете было значительным событием. На одном из полей для регби была организована для приёма вертолётная площадка, где и приземлилась целая команда гостей, встреченная руководством университета. Мне было предложено ожидать гостей в моей лаборатории, и я подготовил несколько впечатляющих демонстраций малоизвестных нелинейных эффектов.
Наконец, группа появилась в лаборатории. Профессор Пендлбери представил меня своему боссу. Я кратко описал исследовательскую деятельность моей группы, объяснив, что она концентрируется на использовании методов нелинейной механики для развития перспективных технологий. Затем показал свои демонстрации. Они произвели впечатление на присутствующих.
Разговор зашёл о предложенном мной проекте исследований в области ручных ударных машин. Сэр Энтони высказал интерес к возможности повышения их вибробезопасности.
- К сожалению, главный способ это увеличивать их массу,- сказал он.
-Но мы не можем допустить такого в ручных машинах,- возразил я.
- А что есть возможность этого добиться при сохранении общего веса?
- Это я и хочу попытаться осуществить в проекте.
- Сколько Вам понадобится времени на выполнение такого проекта?
- Исследования займут три года.
- И какое потребуется финансирование?
- Я назвал тщательно обоснованную цифру, заявленную в отвергнутом гранте.
- Считайте, что эти деньги у Вас есть, - сказал он и, вежливо попрощавшись, покинул лабораторию.
Это было великолепно! В течение 20 минут судьба проекта была решена.
***
Через несколько дней появился Пендлберру, и я представил ему подробный план работы с указанием ключевых этапов. Было решено, что каждые три месяца мы будем докладывать текущие результаты на совместных совещаниях со специалистами JCB с целью оценки хода работы и корректирования дальнейших планов. Письменные отчёты будут выпускаться раз в год. Общий надзор за ходом проекта будет осуществляться Пендлберри (JCB) и Халливелом (Университет), Бобом и Нилом, как принято в Британии между коллегами.
Проект предусматривал докторскую зарплату для одного исследователя, и я пригласил на эту позицию Илью Соколова, успешно закончившего к этому времени свой первый трёхгодичный проект.
Илья идеально подходил для проекта. Выпускник известной Петербургский школы механиков и нашей аспирантуры он продвинул наши идеи в области динамики вибрационных машин, выполнив оригинальную кандидатскую работу. Работая в Британии, он профессионально овладел компьютерным моделированием и конструированием. К тому же, Илья был ещё и 'мастер на все руки', совмещая, таким образом, в себе возможности целой бригады исследователей.
Работа закипела. Вскоре мы уже были способны демонстрировать специалистам JCB возможности моделирования их машин на компьютерах, однако широкое обсуждение неожиданно вскрыло непредвиденный 'человеческий фактор'. Разработчики ждали от нас быстрых технических рекомендаций. Им казалось, что если бы они получили эти деньги, то нашли бы быстрее путь к усовершенствованию машины.
Боб Пендлберри занял более взвешенную позицию, понимая значение построения фундаментальных основ для понимания общей механики ручных ударных машин.
В отличие от электрических машин HILTI, машины JCB используют гидравлический привод от специальной малогабаритной компрессорной станции, позволяющей использовать их в автономном режиме.
Гидравлика позволяет развивать большие удельные мощности, поэтому сравнив динамические характеристики этих машин с оптимальными циклами, мы обнаружили, что динамический резерв увеличения их производительности невелик. Главные усилия нужно было сосредоточить на их вибробезопасности.
***
Как раз в это время произошло неожиданное 'политическое' событие чрезвычайной важности для всех мировых 'игроков' нашей отрасли. Из Европы поступила информация о готовящихся новых жёстких нормативах на эксплуатацию ручных ударных машин. Теперь, как я оценил, они уже будут конкурировать с советскими стандартами почти тридцатилетней давности, слегка подправленными в 1990 году.
Не знаю, были ли навеяны эти тенденции окончанием холодной войны и полевением европейской политики или это случайное совпадение, но над 'капиталистической' промышленностью, выпускающей ручные ударные машины, повис дамоклов меч – нужно было принимать срочные меры или уходить с рынка. Найти лазейки в законе здесь не удастся.
Наши отношения с разработчиками полностью изменились – на нас смотрели теперь как на возможных спасителей всего индустриального сектора. После государственного провала в Советском Союзе с внедрением 'социалистических норм охраны коммунистического труда' нам предстояло теперь попытаться внедрить подобные нормы для охраны ‘капиталистического’ труда.
- Призрак бродит по Европе, призрак коммунизма, - шутил я.
Мы углубились в анализ возможностей виброзащиты оператора. Из рассмотрения оптимальных циклов следовало одно обещающее решение. Если корпус с присоединённой рукояткой динамически развязать от пульсирующего ударника, то проблема вибрации оператора будет решена, однако возбуждение ударника нужно осуществлять тогда относительно прижатого к грунту инструмента, а это потребует увеличить усилие прижима, развиваемое оператором. Защитив его от вибрации, мы повысим его утомляемость от этой дополнительной постоянной нагрузки.
Порывшись в литературе, мы вскоре обнаружили такую разработку в Швеции, у знаменитого мирового гиганта Atlas Copco. Естественно, что шведы использовали это решение в лёгких пневматических молотках для зачистки поверхностей. Для наших тяжёлых работ это не подходило.
Значит нужно перевести пульсирующее гидравлическое воздействие на ударник из разряда внешних сил во внутреннюю силу, сохранив при этом динамическую развязку с рукояткой и корпусом. Это можно сделать только относительно какого-то дополнительного встроенного в машину вибрирующего тела, а значит опять увеличив вес машины, что я обещал избежать.
А что, если попытаться полностью динамически развязать рукоятку и корпус машины? Тогда, таким промежуточным телом может стать сам корпус машины, который можно будет даже облегчить. Проверка на компьютерной модели показала, что такая структура способна генерировать устойчивый рабочий процесс.
Теперь нужно было решить ключевой технический вопрос – осуществить динамическую развязку рукоятки и корпуса, сохранив при этом их полную статическую связь. Такое решение вскоре было найдено. Оно использовало именно гидравлический принцип работы машины.
Между корпусом и рукояткой было введена специальное малогабаритное двухкамерное гидропневматическое устройство, поддерживающее постоянное усилие при их относительном перемещении. В результате, вибрация корпуса на рукоятку практически не передавалась, а сам корпус своей вибрацией полностью воспринимал пульсирующие инерционные силы внутри машины. Затребовав у JCB образец машины, мы начали его последовательную модификацию.
***
Тем временем отведённый трёхлетний срок подходил к концу, а фирма до сих пор не получила от нас никаких рекомендаций. Обстановка накалялась. Пендлберру известил Халливела, что дальнейшее отсутствие рекомендаций будет 'a total disaster' (полной катастрофой). Халливел был тоже напряжён до предела, но старался не подавать вида.
Меня это уже не тревожило. Я был абсолютно уверен в перспективности нашего решения, вопрос стоял только в конкретных величинах достижимого технического эффекта по снижению вибрации.
Накануне последнего планового совещания с JCB Илья сообщил мне, что он не может достоверно измерить вибрацию из-за каких-то неполадок с аппаратурой. Я успокоил его, объяснив, что всё равно нужны результаты независимых профессиональных испытаний, которые должны быть выполнены специализированной фирмой по контракту с JCB. Наши заказчики поверят только такому сертифицированному источнику, да и нам такие данные очень пригодятся.
На заключительное совещание явились руководители всех основных служб, связанных с производством и продажей машины. Нам решили продемонстрировать всю серьёзность ситуации. Каждый из приехавших, не щадя красок, описывал угрожающие проблемы, возникающие в связи с предстоящим европейским решением. В выступлениях чувствовался явный укор, однако британская вежливость, слава Богу, брала своё.
В конце совещания я взял слово. Кратко охарактеризовав проведенные за последний период работы по созданию технического образца новой машины, я предложил ознакомиться с ним и провести его всесторонние испытания.
Я пригласил участников в лабораторию с установленной в рабочем положении машиной. Как и всякий экспериментальный образец, она сильно уступала по виду конечной продукции фирмы. Некоторые дополнительные устройства были выведены для удобства экспериментальных наладок наружу и неуклюже торчали во все стороны.
Забрав машину, наши гости удалились с постными лицами. Затаив дыхание, мы ждали результатов.
Вскоре пришло сообщение в компьютер от Боба Пендлберри: «Vladimir, very well done to you and your group! Vibration is reduced twice!!!» (Владимир, ты и твоя группа прекрасно сработали! Вибрация уменьшена вдвое!!! – В.Б.). Мы перевели дыхание. Нил сиял.
***
Теперь основная нагрузка легла на службы JCB. Необходимо было срочно запатентовать новые решения и как можно быстрее выйти на рынок с новыми машинами. Патентная чистота была установлена и фирма запатентовала машину во всех главных регионах: Европа, США и Канада, Австралия[4]. Ведущий конструктор машины, Энтони Малкин, элегантно скомпоновал новые узлы.
Получив на промышленном прототипе ещё большее ослабление вредной вибрации при одновременном увеличении ударной мощности, машину запустили в серийное производство. С такими темпами освоения новой техники я никогда прежде не сталкивался. Новая серийная машина рождалась буквально на глазах.
***
Приближалась международная промышленная выставка в Ковентри (январь, 2008), первая после введения новых европейских норм, и все мировые производители готовились показать там свои достижения.
На нашей машине вибрация на рукоятке по главной оси машины составляла 1.6 м/с2 (именно ей мы и занимались!) и обобщающая вибрация по трём осям 3.2м/с2. По новым нормам, этого было сверх достаточно для безопасного использования машины в течение полного рабочего дня. Со спортивным азартом мы ожидали цифры от конкурентов.
Выставочные материалы готовились в обстановке строжайшей секретности. Накануне открытия, менеджер JCB Питер Алфорд, не выдержав напряжения, свалился с тяжелым сердечным приступом и был увезен на скорой помощи. К счастью, медицина помогла Питеру постепенно восстановиться и войти в строй.
Автор на Международной выставке в Ковентри (Январь, 2008)
Меня пригласили на открытие выставки. Как только появился доступ к стендам, все участники бросились изучать результаты конкурентов. Мы могли вздохнуть с облегчением. Ближайшие соперники имели цифры вибрации от 6 м/с2 и выше.
Официальный мировой рекорд вибробезопасности ручных отбойных молотков был установлен. Проблему «белых пальцев» для этого тяжёлого оборудования удалось закрыть. Началось массивное продвижение нового отбойного молотка HM25LV (LV означает low vibration - низко вибрационный) по дорогам всего мира. Машины JCB появились и в России.
***
P.S. Недавно в британской прессе было напечатано интервью с главой JCB Сэром Энтони Бамфордом под названием «Fundamental to success» (основание успеха)[5] Поводом послужило его избрание почетным членом Института инженерных дизайнеров (конструкторов).
На вопрос корреспондента: «Какова роль инноваций в современном бизнесе?» - он ответил:
- Инновация – краеугольный камень в деятельности JCB. Это часть DNA компании, проявляющая себя в наших малых и больших продуктах производства. Возьмите, например, отбойный молоток JCB HM25LV. Для того, чтобы уменьшить воздействие вибрации на оператора, мы разработали машину, имеющую на 50% лучшие показатели, чем ближайшие конкурирующие модели. Операторы могут теперь безопасно использовать молоток в течение полного восьмичасового рабочего дня.
Loughborough, United Kingdom Февраль, 2013.
Примечания
[1] Astashev V.K, Babitsky V.I. Ultrasonic Processes and Machines. Dynamics, Control and Applications. Springer Berlin, Heidelberg,
New York, 2007.
[2] Асташев, В.К., Бабицкий В.И., Дольник Е.С. ''Об одном методе возбуждения колебаний'', Механика твердого тела, No. 1, 1972,
стр. 45-49.
[3] Babitsky, V., ''Hand-Held Percussion Machine as Discrete Nonlinear Converter'', Journal of Sound and Vibration, 214(1), July 1998, pp 165-182.
[4] Babitsky, V., Malkin A.A., Sokolov I., Percussion Power Tool Apparatus, 21 December 2005, Australian Patent No. 2005246928.
Malkin, A.A., Sokolov, I. and Babitsky, V., Percussion Power Tool Apparatus, 28 June 2006, European Patent No. EP 1674209A2.
Malkin, A.A., Sokolov, V. and Babitsky, V., Percussion Power Tool Apparatus, 27, July 2008, United States Patent No 7404452.
[5] http://www.thefreelibrary.com/Fundamental+to+success%3A+Chairman+of+JCB,+Sir+Anthony+Bamford,+was...-a0200505999
7iskusstv.com/nomer.php?srce=41
Адрес оригинальной публикации — 7iskusstv.com/2013/Nomer4/Babicky1.php
Напечатано в журнале «Семь искусств» #4(41) апрель 2013
