Юрий Петров - Записки профессора

Точно так же старшие товарищи рассказывали нам, что тот курс математики, который даётся в училище, слишком мал для серьёзного усвоения технических дисциплин, и поэтому желательно заниматься математикой дополнительно, по университетским курсам. Я купил только что вышедший тогда первый том курса дифференциального исчисления Г. М. Фихтенгольца и стал изучать его параллельно слушаемым лекциям. Состав лекторов в «Дзержинке», как я уже говорил, был пёстрый. Мы получили, безусловно, много знаний, но никто из лекторов не запомнился поэтически, не запомнился как тот, кто пробудил восторг и благоговение перед наукой. Это я получил из книг и прежде всего – из курса Фихтенгольца. Вслед за первым томом я читал второй том его курса, затем – третий, и всё было неописуемо хорошо, возбуждало восхищение.

Конечно, говоря о приоритете книги перед лекцией, не нужно забывать об особенностях восприятия – я вообще плохо воспринимаю на слух, печатное слово доходит до меня лучше, так что может быть поэтому мне не вспоминается ярких лекторов, а вот книги, восторг перед ясностью, образностью изложения Фихтенгольца помнятся хорошо. Читал я другие университетские математические курсы – по дифференциальным уравнениям, вариационному исключению, даже по теории чисел. Теория чисел увлекла меня потому, что я ещё в школе читал о великой теореме Ферма и думал о её доказательстве. Прочитав «Теорию чисел» И. М. Виноградова, я сделал несколько настойчивых попыток доказать теорему Ферма, но безуспешно. Да и задачи, помещённые в «Теории чисел» Виноградова, оказались для меня непосильны. Теория чисел не пошла, а вот вариационное исчисление по университетскому учебнику Лаврентьева я изучил довольно основательно, и знание вариационного исчисления в дальнейшем много помогло.

Так прошли первый и второй курсы. От них остались воспоминания об интересных и красочных анализах на занятиях по химии, с реакциями в пробирках, где вещества так интересно меняли цвет или выпадали в осадок. Хорошие воспоминания остались о занятиях в мастерских, где мы ковали, паяли, лудили – вот это было здорово. Хоть и получалось у меня несколько хуже, чем у других («золотых рук» у меня не обнаружилось), но когда прямо в твоих руках под ударами молота по раскалённому красному железу вдруг на глазах формировалась головка болта или когда кусок олова, как масло, растекался по листу жести, оставляя за собой такую ровную, зеркальную поверхность, это было здорово, это запомнилось надолго, помнится и сейчас. А от лекций первого и второго курса в памяти почти ничего не осталось.

С третьего курса у нас начались лекции по специальности, по электрическим машинам. Их нам читали серьёзные уважаемые люди – ведущий конструктор с завода «Электросила» И. Н. Рабинович, профессор Зимин. Слушали мы внимательно, а я читал ещё и учебники – Л. М. Пиотровского «Электрические машины», И. М. Постникова «Проектирование электрических машин». Постепенно стали возникать мысли – а нельзя ли сделать лучше? Нельзя ли придумать что-либо более совершенное? Вот говорят нам на лекциях – асинхронные электродвигатели очень плохо регулируются по скорости. А что если в ротор поместить источник переменной частоты? Ведь тогда скорость будет регулируемой! Я долго думал над этой задачей, рассчитывал – какая мощность и какое напряжение потребуется от источника переменной частоты. Сперва казалось, что все решаемо, и я испытывал радость и восторг, затем при повторном расчёте оказалось, что требуемая мощность слишком велика, и поэтому глубокое регулирование не окупится.

Другая идея – об улучшения охлаждения – была доведена даже до стадии заявки на изобретение. Наши лекторы хорошо разъяснили нам, что размеры и цена электрической машины определяются прежде всего её нагревом, а хорошему отводу тепла препятствуют низкая теплоёмкость воздуха. У меня возникла идея – а что, если к охлаждающему воздуху добавить (впрыскивать) распылённые струйки мельчайших капель воды? Испаряясь в струях охлаждающего машину воздуха, вода во много раз повысит его теплоёмкость, и охлаждение улучшится. Конечно, капли воды опасны, потому что, попадая на обмотку, они разрушат изоляцию, и это недопустимо. Но возникла мысль, что можно, может быть, создать настолько малые капли, что они будут следовать за потоком воздуха и полностью испаряться во время полёта внутри машины? Электрики таких вещей на считают. Я обратился к книгам наших соседей – дизельного факультета, где говорилось о распылении и испарении капель топлива. Оказалось, что мелкие капли испаряются достаточно быстро, на изоляцию они не попадут, идея капельного охлаждения реальна. Я быстро проделал все расчёты, начертил конструкцию и послал заявку в Комитет по делам изобретений. Мне пришёл ответ, что заявка принята к рассмотрению. Я был горд и доволен. Года через полтора пришёл отрицательный ответ из Комитета, но я тогда работал над дипломным проектом, был увлечён совсем другим, так что сейчас уже не вспомнить, были ли возражения Комитета достаточно вескими, или просто плохо была оформлена заявка. Уже потом, на опыте своей работы как изобретателя, я убедился, что первичную заявку чаще всего отвергают, дают отрицательный ответ, и лишь после полемики с экспертами удаётся добиться положительного решения Комитета и авторского свидетельства.

Но я был уже увлечён другим, а именно переходными процессами в электрических машинах. Началось с того, что на одной из лекций по двигателям постоянного тока И. Н. Рабинович сказал нам: «При включении двигателя в нём происходят интересные переходные процессы, но о них я говорить не буду, поскольку их изучение требует знания математики, дифференциальных уравнений, т. е. более глубоких знаний, чем те, которыми вы обладаете. Перейдём поэтому сразу к процессам установившимся, они проще». Вот это меня и зажгло. «Процессы интересные, но сложные? Требуют знания математики? – значит, это для меня. Зря что ли я университетские курсы математики изучал?» И я взялся за изучение переходных процессов. Как раз тогда у нас в училище было учреждено научное общество курсантов, я в него сразу вступил, и нас стали по вечерам пускать в лаборатории, допустили к осциллографам – на них мы записывали переходные процессы. Занятия в лаборатории, эксперименты на электродвигателях, на осциллографах мне очень нравились. Вместе с Витей Бугровским – он был на два года старше и мною руководил – мы приходили вечером в пустую притихшую лабораторию, подготавливали к пуску электродвигатели, собирали схему, затем зажигали вольтовую дугу у осциллографа. Осциллографы были старые немецкие, ещё с вольтовой дугой вместо лампы, дуга шипела, причудливый фиолетовый свет пробивался через щели осциллографа, смутно освещал лабораторию и молчаливые серые ряды двигателей. Среди них – наш, подготовленный к пуску… «Всё готово?» – спрашивает Витя. «Готово. Включаю!» Включаешь контакты – и сразу раздавался резкий удар, короткий завывающий звук – за неуловимые доли секунды неподвижный двигатель приходил в стремительное, равномерное вращение. Но что происходило в самые первые, самые важные доли секунды? Тут уже глаз ничего уловить не мог, тут мог рассказать только осциллограф. Волнуясь, мы с Витей осторожно вынимали круглую кассету, шли в тёмную комнату – проявляли фотобумагу. Осторожно извлекали мы из кассеты рулон, опускали при красном свете в проявитель – и вдруг на фотобумаге проступали линии, говорившие нам о том, что не могли увидеть наши собственные глаза. Зашифрованным языком эти линии говорили о том, что же произошло в двигателе в те таинственные первые миллисекунды после включения. Какими красивыми казались нам эти серые паутинные линии на осциллограммах, как хотелось получше разобраться в их очень не простом языке.