Значение СССР. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ

науки

Авиационная наука и техника

В дореволюционной России был построен ряд самолётов оригинальной конструкции. Свои самолёты создали (1909-1914) Я. М. Гаккель, Д. П. Григорович, В. А. Слесарев и др. Был построен 4-моторный самолёт-гигант 'Русский витязь' И. И. Сикорского (1913). Опыт применения самолётов в 1-й мировой войне 1914-18 продемонстрировал потенциальные возможности авиации и способствовал бурному её развитию. Наряду с использованием иностранных самолётов (главным образом французских и английских) в России применялись и самолёты отечественных конструкций. В 1913-18 Сикорский разработал несколько вариантов тяжёлых 4-моторных самолётов 'Илья Муромец' (выпускались серийно). Малые производственные мощности полукустарных авиазаводов, необходимость покупать самолёты за границей, отсутствие собственного моторостроения сказывались на общем состоянии авиации в России.

В начале 20 в. проводились теоретические исследования и экспериментальные работы в области аэродинамики и прочности самолёта. Основополагающие труды Н. Е. Жуковского оказали значительное влияние на развитие авиационной науки (им выведена формула для определения подъёмной силы, создана теория винта и т. д.). С. А. Чаплыгин заложил основы аэродинамики больших скоростей, развил теорию крыла. Их труды, а также работы их учеников (А. Н. Туполева, Б. Н. Юрьева, В. П. Ветчинкина, К. А. Ушакова, Г. М. Мусинянца, Г. Х. Сабинина) позволили начать конструирование самолётов на научной основе.

В первые годы после победы Октябрьской революции 1917 на авиационных заводах налаживалось производство самолётов по трофейным образцам, одновременно приобретались лицензии на постройку самолётов иностранных марок. Коммунистическая партия и Советское правительство уделяли большое внимание развитию авиации. В Народном комиссариате по военным и морским делам была создана Коллегия воздушного флота, при которой в апреле 1918 по указанию В. И. Ленина организован Отдел по применению авиации в народном хозяйстве; в мае создано Главное управление рабоче-крестьянского Красного воздушного флота, а в июне СНК издал декрет о национализации авиационных предприятий. В том же году в Москве основан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который возглавил Жуковский; ЦАГИ стал научной базой для строительства самолётов. В 1919 создан Московский авиационный техникум, преобразованный в 1922 в военно-воздушную инженерную академию им. Н. Е. Жуковского. В феврале 1923 СТО при СНК СССР принял постановление 'О возложении технического надзора за воздушными линиями на Главное управление воздушного флота и об организации Совета по гражданской авиации'. Это постановление положило начало планомерному строительству социалистического Гражданского воздушного флота. На механическом факультете Московского высшего технического училища (МВТУ) было создано аэромеханическое отделение (1925), преобразованное последовательно в аэромеханический факультет, Высшее аэромеханическое училище, а затем в Московский авиационный институт (МАИ) им. С. Орджоникидзе (1930). В 20-х гг. были организованы первые КБ по самолётостроению: Туполева (в ЦАГИ), Н. Н. Поликарпова и Григоровича (при заводе 'Дукс'). Первыми советскими самолётами были АНТ-1, И-1 (1923), АК-1 'Латышский стрелок' (1924).

Конструкция самолётов была деревянная, с полотняной обшивкой крыльев и оперения. Переход с дерева на металл явился важным этапом в развитии авиации. Была создана специальная комиссия по металлическому самолётостроению (Туполев, И. И. Сидорин, В. М. Петляков, А. И. Путилов, И. И. Погосский и др.). Несмотря на трудности становления в условиях 20-х гг. цельнометаллических самолётостроения, были созданы первый цельнометаллический самолёт ЛНТ-2 (1924) и первый серийный самолёт из нового материала - кольчугалюминия АНТ-З (1925).

Создание авиационной промышленности явилось одной из главных задач 1-го пятилетнего плана (1929-32). Для развёртывания научно-исследовательских работ из ЦАГИ были выделены: отдел авиационных материалов, преобразованный затем во Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ); винтомоторный отдел (после слияния с авиационным отделом Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института стал Центральным институтом авиационной моторостроения - ЦИАМ). Наряду с крупными КБ Туполева и Поликарпова имелись небольшие КБ К. А. Калинина, Григоровича, Путилова, А. С. Яковлева, В. Б. Шаврова, Г. М. Бериева и др. Советские лётчики на самолётах отечеств. конструкций совершили перелёты, прославившие Советский Союз (В. П. Чкалов, М. М. Громов, В. К. Коккинаки, М. В. Водопьянов, В. С. Гризодубова и др.).

В 30-х гг. в самолётостроении произошли важные качественные изменения. Существенно улучшились лётные данные, решены проблемы флаттера и выхода из штопора; создание Поликарповым самолёта И-16 положило начало распространению в авиации истребителей монопланной схемы. Стали применяться убирающиеся в полёте шасси, герметичная кабина, турбокомпрессор для повышения высотности, механизация крыла, усовершенствованная винтомоторная установка, пушка, стреляющая через винт, потайная клёпка, новые высокопрочные материалы и т. д. Конструкторы ЦАГИ продолжали начатые в 1925-26 работы по созданию вертолётов (ЦАГИ 1-ЭА). Было построено несколько опытных аппаратов одновинтовой схемы под общим руководством Юрьева, а затем И. П. Братухина ('Омега' и др.); наметился путь дальнейшего прогресса и усовершенствования вертолётов и создания машин, пригодных к практической эксплуатации.

В 1939 ЦК ВКП(б) и правительство приняли постановление 'О реконструкции существующих и строительстве новых самолётных заводов'; был организован Народный комиссариат авиационной промышленности. Конструирование самолётов поручили КБ А. А. Архангельского, С. В. Ильюшина, С. А. Лавочкина, Ар. И. Микояна, Петлякова, П. О. Сухого. В результате теоретических и экспериментальных исследований (в аэродинамических трубах и других установках) были определены более совершенные формы многих элементов самолётов, обеспечивающие малое лобовое сопротивление, хорошие пилотажные и взлётно-посадочные качества; построены истребители ЛаГГ-3, МиГ-3, Як-1, бомбардировщики Пе-2, Пе-8, Су-2, Ил-4, С Б, штурмовик Ил-2 с высокими лётно-техническими характеристиками.

В конце 30-х гг. при крупных моторных заводах были созданы КБ (ставшие позднее самостоятельными опытными организациями), которые возглавили А. А. Микулин, В. Я. Климов, С. К. Туманский, А. Д. Швецов, В. А. Добрынин и др. Эти коллективы сосредоточили усилия на разработке и доводке новых конструкций авиационных моторов, а ЦИАМ обеспечивал научно-техническая помощь в их проектировании. К началу Великой Отечественной войны 1941-45 скорость истребителей достигла 600-650 км/ч, потолок - 11-12 км; скорость бомбардировщиков 550 км/ч, дальность полёта 3-4 тыс. км, бомбовая нагрузка 4 т .

В годы войны, несмотря на трудности, возникшие вследствие эвакуации, авиационная промышленность успешно снабжала фронт самолётами. Появились лёгкие, манёвренные, хорошо вооружённые истребители, штурмовики и бомбардировщики (Як-3, Ла-5, Ил-6, Ил-8, Пе-3, Ту-2 и др.). При разработке конструкций новых самолётов учитывалась потребность их серийного производства и возможность последующих модификаций, исходя из требований военной обстановки и условий эксплуатации. Обеспечивая нужды фронта, авиационная промышленность только в 1943, например, дала армии 35 тыс. боевых самолётов.

После войны в военной и гражданской авиации наметился переход от поршневых двигателей к реактивным. В СССР разработка воздушно-реактивных двигателей (ВРД) была начата ещё в конце 30-х гг. (Б. С. Стечкин создал теорию ВРД). В 1943-44 А. М. Люлька разработал проект первого советского турбореактивного двигателя (ТРД). Проводились эксперименты с применением жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) - полёты ракетоплана РП-318 в 1940 (С. П. Королев) и самолёта БИ-1 (А. Я. Березняк и А. М. Исаев) в 1942. В 1945 начались полёты самолётов И-250 (ОКБ Микояна) и Су-5 с мотокомпрессорным двигателем. Но эти два направления не получили дальнейшего развития из-за большого удельного расхода топлива в ЖРД и из-за ограниченных возможностей мотокомпрессорных двигателей. Применение ТРД обеспечило быстрый прогресс авиации. Созданием самолётов МиГ-9 и Як-15 (1946) было положено начало практическому применению реактивных двигателей в советской авиации. С 1947 началось серийное производство реактивных истребителей МиГ-15.

Одновременно велись работы по снижению веса конструкции и улучшению аэродинамического качества, снижению потерь на охлаждение и т. д. Создание стреловидного крыла - важный этап в развитии реактивной авиации. Большое значение для развития авиационной науки имело получение в аэродинамической трубе с перфорированными стенками рабочей части околозвуковой скорости потока с непрерывным переходом через скорость звука (ЦАГИ, 1947). Особенно важными для практики были результаты исследований аэродинамики стреловидных крыльев и крыльев малого удлинения, а также устойчивости и управляемости самолётов с крыльями и оперением новых форм, что в сочетании с использованием ТРД обеспечило достижение околозвуковых скоростей, а в дальнейшем и значительно превышающих их. Ла-160 (1947) - первый советский экспериментальный самолёт со стреловидным крылом (скорость до 1050 км/ч ) . Ла-176, на котором в 1948 была достигнута скорость звука, имел крыло увеличенной стреловидности (45|).

В конце 40 - начале 50-х гг. в области исследования больших скоростей работали М. В. Келдыш, С. А. Христианович, Г. И. Петров, М. Д. Миллионщиков, Л. И. Седов. Исследования В. В. Струминского, Г. П. Свищева, А. А. Дородницына, Г. С. Бюшгенса и других учёных позволили разработать новые формы крыльев, органы управления, оперение околозвуковых самолётов. В области прочности самолётных конструкций работали А. И. Макаревский, В. Н. Беляев, А. М. Черёмухин и др.

В начале 50-х гг. были созданы самолёты: Ил-28 - тактический бомбардировщик, Як-25 - всепогодный истребитель-перехватчик; М-4, М-6 (В. М. Мясищев), Ту-16 - дальние стратегические бомбардировщики. Появились вертолёты конструкции М. Л. Миля - Ми-1 и Ми-4, Н. И. Камова - Ка-15, Ка-16 и др., в конце 50 - начале 60-х гг.- Ми-6, Ми-8, Ми-10, в конце 60-х гг.- Ми-12, Ка-25, Ка-26. В 50-х гг. благодаря успехам в аэродинамике и двигателестроении авиация стала сверхзвуковой. Для экспериментальных исследований рациональной компоновки сверхзвуковых самолётов были построены новые аэродинамические трубы и специальные установки для изучения сверхзвуковых диффузоров, сопел и испытаний моделей на флаттер. Необходимые аэродинамические характеристики достигались применением тонких треугольных крыльев и крыльев большой стреловидности. Первый советский серийный сверхзвуковой самолёт Миг-19 имел скорость до 1450 км/ч. Учёные приступили к решению проблемы т. н. теплового барьера и обеспечения длит. полёта на гиперзвуковых скоростях. В 1954 впервые в СССР был применен титан в элементах крыла и других теплонапряжённых агрегатах, а также освоена технология изготовления титановых конструкций.

50-60-е гг. ознаменовались дальнейшим повышением лётно-тактических данных боевых самолётов, что было обусловлено достижениями отечественной авиационной науки в области аэрогазодинамики, прочности, систем управления, технологических процессов, в создании конструкционных материалов и развитием двигателестроения, приборостроения и ряда смежных отраслей промышленности. Сверхзвуковые самолёты оснащаются мощными, лёгкими, экономичными двигателями, созданными в коллективах, руководимых Туманским, Люлькой, Добрыниным, Н. Д. Кузнецовым, П. А. Соловьевым, А. Г. Ивченко. На воздушных парадах в Тушине (1961) и Домодедове (1967) были продемонстрированы новейшие образцы боевой авиационной техники, среди них сверхзвуковые: истребитель МиГ-21, многоцелевой Як-28, истребитель-бомбардировщик Су-7, стратегический бомбардировщик-ракетоносец М-50 (Мясищев). Были впервые показаны самолёты вертикального взлёта и посадки и лёгкие истребители с изменяемой геометрией крыла в полёте. К середине 60-х гг. скорость полёта самолётов достигла 3000- 3500 км/ч, потолок - свыше 30 км, дальность - свыше 10 тыс. км (с дозаправкой горючего в воздухе она стала ещё больше).

В 50-е гг. количеств. и качеств. изменения произошли в гражданской авиации. Начиная с 1958, увеличиваются темпы роста и объём пассажирских перевозок на самолётах с ТРД, одновременно растет самолётный парк. Так, например, 88% перевозок в 1958 было выполнено на самолётах с поршневыми двигателями, в 1965 такой же объём перевозок был выполнен на самолётах с реактивными двигателями. Существенные изменения претерпели лётно-технические и экономические показателипассажирских самолётов, особенно скорости полёта (увеличились примерно в 2 раза) и теоретической производительности (в 4-5 раз). К началу 60-х гг. в СССР эксплуатировались 7 типовпассажирских самолётов с реактивными двигателями: в 1955 совершил первый полёт пассажирский самолёт Ту-104 с двигателями Микулина, в 1957-61 появились самолёты Ил-18, Ан-10, Ан-24 с двигателями Ивченко, Ту-114 с двигателями Кузнецова, Ту-124 и Ту-134 с двигателями Соловьева. В 1965 был построен один из самых больших в мире транспортных самолётов конструкции О. К. Антонова Ан-22 ('Антей'). Важным направлением повышения надёжности и безопасности полётовпассажирских самолётов явилось внедрение указателей и ограничителей опасных режимов, резервирование и дублирование в системах управления самолётами, автоматический систем слепой посадки. Большое внимание уделяется также улучшению взлётно-посадочных характеристик и созданию аварийных задерживающих систем на аэродромах. В начале 70-х гг. на трассы Аэрофлота вышли новые воздушные лайнеры Ту-154, Ил-62М, Ту-134А, Як-40. В декабре 1975 состоялся первый эксплуатационный полёт сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-144. В конце 1976 состоялся первый полёт самолёта Ил-86 ('аэробуса') - одного из крупнейших пассажирских самолётов мира. Одновременно с развитием пассажирской авиации, с созданием грандиозного воздушного пути над всей страной интенсивно развивается авиация специального применения: сельскохозяйственная, противопожарная, санитарная, метеорологическая и др.

Крупнейшие конструкторские коллективы возглавляют ныне О. К. Антонов, Р. А. Беляков (ОКБ им. Ар. И. Микояна), В. М. Мясищев, Г. В. Новожилов (ОКБ им. С. В. Ильюшина), А. А. Туполев (ОКБ им. А. Н. Туполева), А. С. Яковлев, М. Н. Тищенко (ОКБ им. М. Л. Миля), В. А. Лотарёв (ОКБ А. Г. Ивченко), А. К. Константинов (ОКБ Г. М. Бериева), С. В. Михеев (ОКБ им. Н. И. Камова) и др. В 'Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-80 гг.' предусматривается проведение экспериментальных и научно-исследовательских работ по созданию новых самолётов и вертолётов с лётно-техническими и экономическими характеристиками, соответствующими перспективным требованиям гражданской авиации.

Периодические издания. Результаты исследований в области аэродинамики и прочности самолётов и других летательных аппаратов публикуются в печатных изданиях ЦАГИ: 'Трудах', 'Учёных записках' и др.; вопросы развития воздушного транспорта, экономики и технического прогресса гражданской авиации, применения авиации в народном хозяйстве освещаются в журнале министерства гражданской авиации СССР 'Гражданская авиация' (с 1931), опыт освоения и боевого применения авиационной техники - в журнале Советских ВВС 'Авиация и космонавтика' (с 1918) и других изданиях. См. также Авиация .

А. А. Архангельский.

Ракетостроение и космонавтика

В 19 в. в русской армии с успехом применялись боевые пороховые ракеты (А. Д. Засядко, К. И. Константинов и др.). С середины 19 в. отечественные изобретатели и конструкторы начали работать над возможностью применения принципа реактивного движения к летательным аппаратам (И. И. Третеский, Н. М. Соковнин, Н. А. Телешов). В их проектах аппараты нуждались в атмосфере как в опорной среде и предназначались лишь для полётов в низших её слоях.

Совершенно на ином принципе был основан летательный аппарат Н. И. Кибальчича: подъёмная сила создавалась при помощи порохового ракетного двигателя, действие которого практически не зависело от состава окружающей среды. Предложенный им 'воздухоплавательный прибор' (1881) был, по существу, первым в России проектом ракетного летательного аппарата, принципиально пригодного для полётов в безвоздушном пространстве.

Первым, кто научно доказал возможность использования реактивного движения для полётов в космосе, был К. Э. Циолковский. В статье 'Исследование мировых пространств реактивными приборами' (1903) и в последующих работах он обосновал реальность технического осуществления космических полётов, указал пути развития ракетостроения и космонавтики, дал схемы жидкостных ракет и ракетных двигателей (ЖРД). Высказанные Циолковским технические идеи находят применение при создании современных ракетных двигателей, ракет и других космических аппаратов. Помимо работ Циолковского, вопросам теории реактивного движения были посвящены исследования Н. Е. Жуковского (с 1882), И. В. Мещерского (с 1897) и других учёных. К концу 19 в. в России было предложено свыше 10 проектов реактивных летательных аппаратов (Ф. Р. Гешвенд, А. П. Федоров и др.).

После Октябрьской революции 1917 экспериментальные работы в области ракетной техники стали проводиться с 1921 в Газодинамической лаборатории (ГДЛ), в которой создавались и с 1928 испытывались в полёте ракеты на бездымном порохе (Н. И. Тихомиров, В. А. Артемьев, Г. Э. Лангемак, Б. С. Петропавловский), а с 1929 начаты работы по электрическим и жидкостным ракетным двигателям (В. П. Глушко). В 1926-29 Циолковский дополнил свои исследования по космонавтике; проблемой динамики ракетного полёта занимался В. П. Ветчинкин; многие вопросы теории космического полёта и ракетостроения нашли новое решение в трудах Ю. В. Кондратюка (1919-29); разработкой межпланетных полётов и проектированием космических летательных аппаратов занимался Ф. А. Цандер (1924-33). В 1932 в Москве была создана Группа изучения реактивного движения (ГИРД), осуществившая под руководством С. П. Королева в 1933 первые пуски советских жидкостных ракет конструкции М. К. Тихонравова и Цандера. В конце 1933 на базе ГДЛ и ГИРД был основан Реактивный институт научно-исследовательский (РНИИ), в котором развернулась широкая программа исследований, завершившаяся созданием многих экспериментальных управляемых и неуправляемых баллистических и крылатых ракет с жидкостными, твёрдотопливными, гибридными и комбиниров. ракетными двигателями, а также воздушно-реактивных двигателей. В 1937-39 была завершена проводившаяся в ГДЛ разработка твёрдотопливных реактивных снарядов (Лангемак, Артемьев, И. Т. Клейменов и др.); были созданы многозарядные самоходные пусковые установки с этими снарядами - 'Катюши' (И. И. Гвай, В. Н. Галковский,А. П. Павленко и др.) и изготовлены их опытные образцы. В предвоенные годы в Советском Союзе сформировались основные направления в ракетостроении: создание ракет на жидких топливах (низкокипящих и высококипящих) и твёрдом топливе. В период Великой Отечественной войны 1941-45 был создан серийный образец 'Катюши' и разработан ряд новых типов пусковых установок для Советской Армии и ВМФ (В. П. Бармин, В. А. Рудницкий, А. Н. Васильев и др.); велись также работы по созданию жидкостных ракетных ускорителей для серийных боевых самолётов (Глушко, Королев).

Современное ракетостроение фактически создано в годы первых послевоенных пятилеток (1946-55). Необходимость развития этой отрасли техники и производства отмечалась на 1-й сессии Верховного Совета СССР 2-го созыва в марте 1946. Разработку образцов ракет нового типа приходилось вести одновременно с решением многих организационных задач. Наряду с расширением и реконструкцией действующих заводов был построен ряд крупных НИИ, КБ, заводов, полигонов, были привлечены институты АН СССР, ЦАГИ и другие научные центры.

В короткие сроки, используя отечеств. и зарубежный опыт, была создана и 10 октября 1948 успешно стартовала первая советская управляемая баллистическая ракета с дальностью около 300 км (Р-1). В конце 40-х гг. над вопросами проектирования и изготовления ракет работали 13 НИИ и КБ, 35 заводов. На базе Р-1 было разработано несколько вариантов высотных научно-исследовательских геофизических ракет. С 1949 начала осуществляться последовательная программа изучения верхних слоев атмосферы с помощью зондирующих ракет, получивших название 'академических'. Организованная при Президиуме АН СССР Комиссия (председатель А. А. Благонравов) определила содержание этой программы и руководила практическими мероприятиями по её реализации. В 1951 состоялся первый запуск специальной вертикально стартующей зондирующей ракеты. В полёте впервые участвовали живые существа (две подопытные собаки). В этом же году созданы метеорологические ракеты типа МР-1. Планомерное изучение верхней атмосферы Земли стало первым шагом на пути подготовки комплекса исследований космического пространства и его освоения; для этих целей применялись ракеты 1РА-Е, В2А, В5В и др.

В связи с развернувшимися в начале 50-х гг. работами по созданию межконтинентальных баллистических ракет (МБР) и ракет-носителей (РН) 15 мая 1955 было принято решение о строительстве космодрома Байконур - одного из крупнейших космодромов Советского Союза. 21 августа 1957 прошла испытание первая в мире МБР (Р-7), а 4 октября того же года модифицированным вариантом этой ракеты был запущен первый искусств. спутник Земли (ИСЗ) - началась космическая эра. Запуск первого ИСЗ показал, что выбраны правильные пути решения таких проблем космического полёта, как создание ракетных двигателей, систем управления и автоматики РН, баллистики полёта. Принципиальным достижением советской космонавтики явилось получение первой космической скорости (около 8 км/сек ) . На 2-м ИСЗ (выведен на орбиту 3 ноября 1957) впервые в космосе были проведены биологические исследования, а также исследования космических лучей и коротковолновой радиации Солнца. Возникла новая область науки - космическая физика. 15 мая 1958 запущен 3-й ИСЗ - первая автоматическая научная станция. Впервые проведены прямые измерения магнитного поля Земли, мягкой корпускулярной радиации Солнца, химического состава и давления атмосферы, электронной концентрации ионосферы, плотности распределения метеорного вещества вокруг Земли. В качестве источника энергии впервые в СССР применены солнечные батареи.

После запусков первых ИСЗ и начавшегося развития исследований околоземного космического пространства одним из важнейших шагов космонавтики явилась подготовка к осуществлению полётов человека в космос (с этой целью с 15 мая 1960 по 25 марта 1961 на орбиту вокруг Земли было выведено 5 кораблей-спутников). 12 апреля 1961 - день первого космического полёта Ю. А. Гагарина на корабле 'Восток', начало эпохи непосредственного проникновения человека в космос. С каждым последующим полётом увеличивалась их продолжительность, возрастал и объём работ, выполнявшихся космонавтами. Суточный полёт вокруг Земли совершил Г. С. Титов, трое суток продолжался совместный групповой полёт космонавтов А. Г. Николаева и П. Р. Поповича.

В июне 1963 были совершены многосуточные полёты В. Ф. Быковского и первой женщины-космонавта В. В. Терешковой. Одновременно велись работы по созданию многоместного корабля 'Восход', первые испытания которого (октябрь 1964) провели В. М. Комаров, К. П. Феоктистов, Б. Б. Егоров. В марте 1965 на орбиту выведен корабль 'Восход-2', пилотируемый П. И. Беляевым и А. А. Леоновым, совершившими первый эксперимент по выходу человека в космос. Необходимость тщательной отработки техники маневрирования в космосе привела к созданию космических аппаратов, способных совершать заданный маневр (помимо посадки). Запуски таких аппаратов ('Полёт-1' и 'Полёт-2') осуществлены в 1963-64. Развитие космической техники на всех этапах опиралось на исследования в области механики космического полёта и прикладной небесной механики. Выполнены исследовательские работы по динамике движения космических аппаратов, навигации и управлению, баллистическому проектированию. Проведено уточнение ряда астрономических постоянных по данным наземных наблюдений за движением спутников.

Полёты космических ракет к Луне и планетам Солнечной системы в СССР начаты 2 января 1959, когда первая автоматическая межпланетная станция (АМС) вышла из поля тяготения Земли, прошла на расстоянии около 7500 км от поверхности Луны и вышла на орбиту вокруг Солнца, став его первым искусств. спутником. Впервые была достигнута вторая космическая скорость (около 11,2 км/сек ) . На 1 января 1977 выведено в космос 24 АМС серии 'Луна', с помощью которых впервые получены фотографии обратной стороны Луны, совершена первая мягкая посадка, переданы панорамы поверхности, создан первый искусственный спутник Луны, трижды доставлены на Землю образцы лунного грунта, а на Луну - самоходные аппараты 'Луноход-1' и 'Луноход-2'. С помощью АМС, запускаемых в сторону Венеры (с 1961) и Марса (с 1962), а также аппаратов серии 'Зонд' (1964-70) собран обширный материал, необходимый для обеспечения надёжности, конструирования и управления АМС и их радиосвязи с Землёй в дальних и продолжит, полётах. На станции 'Зонд-2' в системе ориентации испытаны электроракетные плазменные двигатели. На АМС 'Зонд-3, -6, -7, -8' были получены высококачественные изображения лунной поверхности. АМС 'Марс-2' и 'Марс-3' выполнили ряд научных исследований космического пространства на трассе Земля - Марс, Марса и околопланетного пространства с орбиты искусственного спутника планеты. Отделившаяся от 'Марса-2' капсула впервые достигла этой планеты, а спускаемый аппарат 'Марса-3' совершил мягкую посадку и передал сигналы с её поверхности. В 1973 впервые полёт по межпланетной трассе одновременно совершили 4 АМС; станция 'Марс-5' стала 3-м советским искусственным спутником Марса, а АМС 'Марс-6' достигла его поверхности.

Крупные успехи получены в изучении Венеры. Наземные наблюдения планеты велись регулярно, но основными характеристики её атмосферы, поверхности и облачного слоя оставались неизвестными. С появлением космических аппаратов открылись новые возможности: АМС 'Венера-4' (1967) впервые провела прямые исследования атмосферы планеты (создана модель атмосферы), 'Венера-5' и 'Венера-6' (1969) вновь произвели зондирование венерианской атмосферы, что позволило уточнить её физико-химические характеристики. В 1970 'Венера-7' совершила первую мягкую посадку на планету и передала информацию с её поверхности. В эксперименте на 'Венере-8', опустившейся на освещенной Солнцем стороне, впервые была решена задача исследования венерианского грунта в районе посадки, определения физических характеристик поверхностного слоя и распределения освещённости по высоте. С помощью АМС 'Венера-9' и 'Венера-10' получены первые телевизионные изображения поверхности и выведены первые искусств. спутники Венеры. Интенсивные исследования Венеры, Марса и Луны заложили основы новой науки - сравнительной планетологии.

Советские учёные провели исследования околоземного космического пространства многими ИСЗ серии 'Космос' (запускаемыми с 16 марта 1962), при помощи космической системы 'Электрон' (1964), тяжёлых спутников серии 'Протон' (1965-68) и высокоапогейных спутников 'Прогноз' (с 1972). Одной из задач, которые возлагались на первые спутники серии 'Космос', являлось изучение космического пространства с точки зрения радиационной опасности для полётов человека. На основании проведённых измерений потоков заряженных частиц подробно изучена трасса полётов космических кораблей и построены радиационные карты для различных высот. Выполнен цикл исследований ионосферы, получены данные об ионной и электронной концентрации, температуре ионов и электронов. Эти данные имели большое значение для изучения свойств ионосферной плазмы и вопросов связи между космическими кораблями. В течение длительного времени ведётся изучение галактических и солнечных космических лучей, их энергии и других параметров в окрестности Земли. Проводятся исследования инфракрасного и ультрафиолетового излучения Земли, необходимые для решения ряда геофизических вопросов, а также для отработки систем ориентации спутников. Осуществлен ряд запусков по программе мировой магнитной съёмки. Комплекс космических и геофизических исследований, выполненных с применением средств ракетно-космической техники, вызвал интенсивное развитие нового научного направления - физики солнечно-земных связей, занимающейся изучением механизмов воздействия Солнца на процессы в околоземном космическом пространстве, атмосфере и биосфере Земли.

В середине 60-х гг. начата разработка многоместных пилотируемых космических кораблей-спутников 'Союз', предназначенных для маневрирования, сближения и стыковки на орбите ИСЗ. С 1967 на орбиты выведено 23 корабля 'Союз', в том числе 21 с космонавтами. Новый этап в развитии космонавтики начался с 19 апреля 1971, после запуска первой тяжёлой орбитальной станции 'Салют'. Их создание и эксплуатация позволяют проводить длительные эксперименты в космосе с участием специалистов и решать важные народно-хозяйственные и научные задачи. На 1 января 1977 полёты совершили 38 советских космонавтов на 30 кораблях (один полёт суборбитальный) и 4 орбитальных станциях типа 'Салют'. Многие космонавты совершили по два полёта, а В. А. Шаталов и А. С. Елисеев - по три.

Для выполнения советской космической программы создано несколько типов 2-, 3- и 4-ступенчатых РН различной грузоподъёмности (от нескольких сотен кг до десятков т на околоземной орбите): 'Восток' (эксплуатируется с 1960), 'Космос' (с 1962), 'Протон' (с 1965) и др., запускаемых с нескольких космодромов Советского Союза. Эти РН эксплуатируются в различных модификациях.

Для сообщения РН космических скоростей разработаны мощные ЖРД с уменьшенными габаритами. Их создание стало возможным благодаря реализации в камерах сгорания повышенных давлений за счёт использования принципиальных схем, практически исключающих потери на привод турбонасосных агрегатов. Разработка РН и ЖРД способствовала развитию термо-, гидро- и газодинамики, теории теплопередачи и прочности, металлургии высокопрочных и жаростойких материалов, химии топлив, измерит. техники, вакуумной и плазменной технологии .

Требования космической программы обусловили необходимость конструирования комплексных автоматический устройств при жёстких ограничениях, вызванных грузоподъёмностью РН и окружающими условиями космического пространства, что явилось дополнительным стимулом для развития совершенно новой отрасли техники - микроэлектроники и создания лёгких электронных систем. Новые методы компоновки электронной аппаратуры, миниатюризации габаритов, массы и потребления энергии этой аппаратурой были развиты для её использования в космосе. Быстрый прогресс теории управления способствовал решению сложнейших проблем динамики полёта, стабилизации ракеты. Были созданы разнообразные комплексы систем автоматического регулирования, ультраточные гироскопические и гироинерциальные системы с применением цифровых и аналоговых управляющих машин. К достижениям космической техники относятся также системы, обеспечивающие ориентацию с весьма высокой точностью космических аппаратов, системы жизнеобеспечения, комплекс средств мягкой посадки, солнечные батареи и др. Потребности в связи и дистанционном управлении на больших расстояниях привели к развитию высококачественных и высокоточных систем связи, которые способствовали развитию технических методов прослеживания и измерения движущихся космических аппаратов на межпланетных расстояниях, открыв новые области применения ИСЗ. Советские учёные впервые разработали системы космического телевидения и космической связи. Высокоинформативные телеметрические системы позволяют надёжно контролировать работу космических аппаратов и передачу научной информации с их борта на Землю.

Большое практическое значение имеют ИСЗ в народном хозяйстве. С помощью спутников связи 'Молния-1' (запускаются с 1965), 'Молния-2' (с 1971), 'Молния-1С', 'Молния-3' (с 1974), 'Радуга' (с 1975), телевизионного спутника 'Экран' (с 1976) и сети наземных приёмных станций 'Орбита' осуществляются передачи телевидения и многоканальная радиосвязь, успешно установлена международная телефонная связь. Создана специальная система приёма, оперативной обработки и распространения поступающей метеорология, информации ('Метеор'). Практическое использование космической техники включает также географические, геологические и геофизические исследования, поиски полезных ископаемых, использование спутников для контроля за уровнем загрязнения атмосферы, Мирового океана, для навигации, сельского, лесного хозяйства и т. д.

С 1957 развивается международное сотрудничество в области космических исследований. В 1966 для координации деятельности различных министерств и ведомств по разработке и выполнению международных программ решением Советского правительства был создан Совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства при АН СССР ('Интеркосмос'). Наиболее крупные программы совместных работ СССР осуществляет со странами социалистического содружества, а также с Францией, США, Индией и др. В 1969-76 запущено 16 спутников серии 'Интеркосмос'. Свыше 10 французских и советско-французских научных экспериментов было выполнено на советских космических аппаратах типа 'Луноход', 'Марс', 'Прогноз' и 'Ореол'. В апреле 1975 советской РН был запущен индийский спутник 'Ариабата'. В июле 1975 был проведён первый международный эксперимент с участием пилотируемых кораблей СССР и США по программе ЭПАС ('Союз - Аполлон'), который явился важным шагом в развитии международного сотрудничества в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. На основе договорённости, достигнутой в 1976, в 1978-83 граждане социалистических стран, участвующих в программе 'Интеркосмос', совершат полёты совместно с советскими космонавтами на советских космических кораблях и орбитальных станциях.

В разработке и реализации программы изучения околоземного космического пространства, Луны и планет Солнечной системы участвуют многие научные учреждения АН СССР - Физический институт им. П. Н. Лебедева, Институт прикладной математики, Институт земного магнетизма, ионосферы и распределения радиоволн, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Институт проблем управления, а также созданный в 1965 Институт космических исследований АН СССР. Выдающийся вклад в разработку теоретических проблем космонавтики, в решение принципиальных вопросов, касающихся реализации советской космической программы, в создание новых методов и средств исследования космического пространства внёс М. В. Келдыш. Пионером освоения космоса стал С. П. Королев. В 1957 под его рук. был создан первый ракетно-космический комплекс и запущен первый ИСЗ. Не ограничивая свою деятельность созданием РН и космических аппаратов, Королев осуществлял общее техническое руководство работами по первым космическим программам и стал инициатором развития ряда прикладных научных направлений, обеспечивающих дальнейший прогресс в создании РН и космических аппаратов.

Большое значение для разработки средств изучения околоземного космического пространства имела деятельность виднейшего конструктора космических аппаратов и ракетно-космических систем М. К. Янгеля. Он и руководимый им коллектив внесли существенный вклад в развитие и создание базы международного сотрудничества социалистических стран в области спутниковых исследований. Разработка АМС серий 'Луна', 'Венера', 'Марс', начатая под рук. Королева, была успешно продолжена Г. Н. Бабакиным, создавшим последующие конструкции этих сложнейших космических автоматов. Становление и развитие отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, создание силовых установок современных космических ракет связано с именем одного из пионеров ракетно-космической техники В. П. Глушко. Мощные ЖРД, разработанные под его руководством, применяются на всех советских РН.

В создание ЖРД космических станций и кораблей большой вклад сделан А. М. Исаевым, ЖРД верхних ступеней РН - С. А. Косбергом, систем управления многих РН - Н. А. Пилюгиным, стартовых комплексов многих РН - В. П. Барминым. Для развития и совершенствования космической техники важное значение имеют работы В. Н. Челомея.

Значительный вклад в разработку и реализацию советской космической программы внесён также учёными Ю. А. Ишлинским, Б. Н. Петровым, Г. И. Петровым и др.; в изучение Луны и планет - А. П. Виноградовым; в осуществление программы медико-биологических космических исследований - В. В. Лариным, Н. М. Сисакяном, О. Г. Газенко и др.

О масштабах работ, ведущихся по космонавтике в СССР, можно судить по количеству запущенных искусств. спутников Земли, Солнца, Луны, Марса и Венеры, число которых на 1 января 1977 составило около 1100.

Периодические издания. Теоретические работы в области космической физики и астрономии, биологии и медицины, описания приборов для космических исследований и конструкций космических аппаратов публикуются в научных журналах АН СССР 'Космические исследования' (с 1963), в 'Вестниках АН СССР' (с 1931), вопросы космической науки и техники - в журналах 'Земля и Вселенная' (с 1965), 'Природа' (с 1912), 'Авиация и космонавтика' (с 1918) и др.

См. также Космонавтика , 'Луна' , 'Марс' , 'Венера' , 'Восток' , 'Восход' , 'Союз' , 'Салют' , 'Молния' , 'Орбита' , Лунный самоходный аппарат , ЭПАС , Космодром .

Б. В. Раушенбах, Г. А. Назаров.

Энергетическая наука и техника

В дореволюционной России научные исследования, направленные на освоение и использование огромных энергетических ресурсов страны, носили разрозненный характер и часто были результатом инициативы и усилий отдельных учёных и инженеров. Например, в 1910-11 Г. О. Графтио разработал проект Волховской ГЭС. В 1913 Г. М. Кржижановский выдвинул идею создания крупной ГЭС на Волге около Самары, а накануне Октябрьской революции 1917 выполнил ряд работ, в которых обосновал значение проблемы строительства мощных районных электростанций на базе местного топлива и гидроэнергии и их объединения сетями высокого напряжения в крупные электроэнергетические системы. Из-за технической отсталости царской России многие проекты и предложения оставались нереализованными. До Октябрьской революции 1917 в стране была сооружена (1914) единственная крупная районная электростанция ('Электропередача' в Московской области). Построенная под руководством Р. Э. Классона, эта станция была первой в мире ТЭС, работающей на торфе.

Передовые идеи русских учёных-энергетиков нашли практическое воплощение лишь после Октябрьской революции. Научная энергетическая школа в СССР, основанная в 20-х гг. Г. М. Кржижановским, ведёт своё начало от исторического плана ГОЭЛРО. Этот план был первым творческим опытом долгосрочного планирования развития народного хозяйства на базе его электрификации. Трудами Кржижановского, Е. А. Руссаковского, А. Е. Пробста началась систематическая разработка комплексных проблем энергетики, таких, как: единый энергетический баланс страны; основы развития электроэнергетических систем; основы энергетики и электрификации отраслей народного хозяйства; энергоресурсы и их комплексное использование с учётом развития энергетики, промышленности, транспорта, сельского хозяйства. Под редакцией А. В. Винтера и Кржижановского был издан 'Атлас энергетических ресурсов СССР' (1933-35). Были исследованы вопросы рациональной структуры и экономического режима эксплуатации сложных электроэнергетических систем; даны методы энергоэкономического изучения режима и параметров эксплуатации в электроэнергетических системах электростанций различного типа; исследованы вопросы теплофикации и роли теплоэлектроцентралей как составной части электроэнергетических систем.

Узловые вопросы комплексной электрификации народного хозяйства изучались в тесной связи с вопросами электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных районов на базе местных энергоресурсов. Большой заслугой энергетической науки было создание получившего широкое практическое применение метода комплексных исследований, рассматривающего каждый элемент энергетики во взаимодействии с другими элементами и окружающей средой. В 60-х гг. получила теоретическое завершение научная концепция Единой электроэнергетической системы (ЕЭЭС) страны, что имело важное значение для планомерной электрификации народного хозяйства.

Возможности использования ЭВМ и вычислительных математических методов позволили развивать энергетическую науку в направлении системных исследований. На этой основе изучены общие закономерности развития энергетики как совокупности больших энергетических систем с иерархичным построением; исследованы вопросы оптимального управления системами (планирование, проектирование, эксплуатация) при неполной начальной информации; путём многовариантных расчётов выбраны оптимальные структуры систем, а также наилучшие пропорции развития топливно-энергетического комплекса страны в целом с учётом развития единой системы газоснабжения и системы нефтеснабжения; созданы методы долгосрочного прогнозирования и др.

Электроэнергетика. Для развития советской электроэнергетики характерна постоянная тенденция к централизации электроснабжения, созданию мощных электрических станций, объединённых в электроэнергетические системы и использующих местные энергоресурсы (5 энергосистем в 1928, 28 к 1937). К 1935 Московская электроэнергетическая система стала крупнейшей в Европе, объединив тепловые конденсационные и теплофикационные электростанции, работавшие преимущественно на подмосковном угле и торфе. С 1937 к этой системе подсоединены 2 ГЭС (Иваньковская и Сходненская). Ленинградская система к 1935 объединяла все типы станций - ГЭС и ТЭС (конденсационные и теплофикационные, потреблявшие исключительно местное топливо).

С увеличением мощности электроэнергетических систем и дальности линий электропередачи (ЛЭП) стала актуальной проблема устойчивости электроэнергетических систем и повышения надёжности параллельной работы электростанций. Интенсивное исследование этой проблемы было начато в СССР в 1926-27. В 30-х гг. опубликован ряд работ, посвященных методам расчёта устойчивости (С. А. Лебедев, П. С. Жданов и др.).

С ростом мощности электроэнергетических систем возрастали напряжения ЛЭП. В 30-х гг. были освоены напряжения 110, 150 и 220 кв - сооружены воздушные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, создана аппаратура защиты. В связи с усложнением электроэнергетических систем и строительством протяжённых ЛЭП большое значение приобрели исследования с использованием расчётных электрических моделей, особенно динамических, позволяющих воспроизводить сложные физические процессы и явления. Работы по моделированию электроэнергетических систем проводились в Энергетическом институте АН СССР (с 1961 Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского, ЭНИН, Москва) в 1936-41, затем в Ленинградском политехническом институте, а начиная с 1944 - в Московском энергетическом институте (МЭИ).

С середины 40-х гг. важное место в научных исследованиях начинает занимать изучение проблемы объединения крупных районных электроэнергетических систем линиями электропередач высокого напряжения - 330, 400 и 500 кв. К 1976 общая протяжённость электрических сетей напряжением свыше 35 кв превысила 600 тыс. км. Успехи в области электропередачи позволили приступить к решению проблемы объединения электроэнергетических систем и создания ЕЭЭС страны. С этой целью в ЭНИН АН СССР в 1945-60 были разработаны: методика определения технико-экономической эффективности объединения электроэнергетических систем; методика расчёта использования мощности ГЭС с учётом графиков электрических нагрузок электроэнергетических систем; метод определения режима нагрузок ЕЭЭС Европейской части СССР; вопросы структуры и энергобаланса объединения электроэнергетических систем Центра и Поволжья; перспективы развития ЕЭЭС Сибири.

В конце 60-х гг. было завершено создание ЕЭЭС Европейской части СССР и сформированы мощные энергообъединения в Сибири и Средней Азии. В середине 70-х гг. в СССР создана крупнейшая в мире ЕЭЭС, объединяющая свыше 70 районных электроэнергетических систем и работающая совместно с электроэнергетическими системами стран - членов СЭВ. Общая установленная мощность электростанций, входящих в эту систему, превышает 150 Гвт, в то время как мощность всех электростанций СССР составляет около 220 Гвт.

Советская электроэнергетика занимает передовые позиции в мире. Основные направления её развития - концентрация генерирования электроэнергии и повышение пропускной способности высоковольтных ЛЭП. К 1976 в СССР насчитывалось более 60 крупных ТЭС и ГЭС мощностью от 1 до 6 Гвт. Их общая установленная мощность составляет почти половину всех энергетических мощностей страны.

Высоких технико-экономических показателей достигли тепловые электростанции. Удельный расход условного топлива на 1 квт ч отпущенной электроэнергии составляет на ТЭС около 340 г. Отличит. особенность советской электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), отпускающих потребителю не только электроэнергию, но и тепловую энергию за счёт тепла отработавшего пара. Комбинированное производство энергии на ТЭЦ даёт в год до 25 млн. т экономии условного топлива (11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии). Важное значение придаётся использованию в качестве топлива для ТЭС дешёвых углей таких месторождений, как Канско-Ачинское, Экибастузское и др.

Достижения советской электроэнергетики стали возможны благодаря коренному изменению научных концепций энергетики и конструкций турбин и генераторов, котлоагрегатов, трансформаторов и преобразовательных устройств, ЛЭП и гидротехнических сооружений. Работы по техническому оснащению современным оборудованием электростанций и электроэнергетических систем ведутся многими научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями. Благодаря усилиям учёных, инженеров и техников в СССР созданы уникальные гидроагрегаты единичной мощностью свыше 500 Мвт, турбоагрегаты (800 и 1200 Мвт ) , паровые котлы с производительностью 2500 т/ч, намечено сооружение сверхдальних линий высокого напряжения (1150 кв переменного тока и 1500 кв постоянного тока) для соединения электроэнергетических систем Средней Азии и Сибири с ЕЭЭС Европейской части СССР. Наряду с совершенствованием традиционных способов передачи электроэнергии советские учёные разрабатывают принципиально новые способы передачи значительных количеств электроэнергии.

Успешно решаются задачи, связанные с прямым преобразованием тепловой энергии в электрическую. В 1962-65 проведены теоретические и экспериментальные исследования, в результате чего в 1965 была создана модельная энергетическая установка, а в 1971 дала ток первая в СССР опытно-промышленная установка с магнитогидродинамическим генератором, имеющим расчётную мощность 20-25 Мвт, а в марте 1975 был осуществлен пуск очередной установки мощностью 12,5 Мвт .

Характерная особенность современной энергетической науки - разработка таких перспективных направлений, как ядерная и термоядерная энергетика. Решение проблемы развития ядерной энергетики имеет большое научное, техническое и экономическое значение в связи с уменьшением природных запасов угля, нефти и газа (на которых работают ТЭС), удорожанием их добычи и т. д. В 70-х гг. наметилась тенденция ускоренного развития ядерной энергетики, доля которой в общем количестве вырабатываемой в мире электрической энергии неуклонно возрастает.

Важное место в электроэнергетике занимают проблемы, связанные с новыми методами преобразования тепловой и химической энергии в электрическую, использованием внутреннего тепла Земли и солнечной радиации, разработкой методов и средств аккумулирования значит. количества электрической энергии. Большое внимание уделяется автоматизации как отдельных электростанций, так и электроэнергетических систем. Дальнейший прогресс в энергетике связан с кибернетизацией энергосистем, разработкой автоматизированных систем управления электроэнергетикой (В. А. Веников и др.). Существ. вклад в развитие современной электроэнергетики - труды И. А. Глебова, М. П. Костенко, Л. А. Мелентьева, В. И. Попкова, В. М. Тучкевича, Д. Г. Жимерина, Н. Н. Ковалева, Н. С. Лидоренко, Н. В. Разина и многих других

Основные исследования по проблемам электроэнергетики проводятся в ЭНИН, Всесоюзном государственном проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте энергетических систем и электрических сетей (институте 'Энергосетьпроект', Москва), Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), МЭИ, Всесоюзном научно-исследовательском институте постоянного тока, Сибирском энергетическом институте АН СССР (Новосибирск) и др.

См. также Электроэнергетика , Электротехника , Электростанция , Линия электропередачи , Магнитогидродинамический генератор .

Гидроэнергетика. После Октябрьской революции 1917 началось освоение богатейших гидроресурсов страны. В июне 1918 СНК принял решение о строительстве первенца советской гидроэнергетики - Волховской ГЭС мощностью 58 Мвт. Вопросы гидроэнергетического строительства заняли важное место в ленинском плане ГОЭЛРО, при подготовке которого были обобщены результаты работ, проведённых виднейшими русскими учёными и инженерами в области использования гидроресурсов, а также сформулированы основные положения и принципы рационального использования водной энергии (экономичность, комплексность, регулирование стока, высоконапорность и работа в системе). Эти принципы сохранили своё основополагающее значение на всех этапах развития советской гидроэнергетики.

К концу 20-х гг. были построены 6 ГЭС мощностью свыше 1 Мвт. Строительство этих станций положило начало и советскому гидромашиностроению. Первые гидротурбины небольшой мощности строил Московский завод им. М. И. Калинина; средние и крупные агрегаты изготовлялись на Ленинградском металлическом заводе (ЛМЗ). Выпущенная в 1924 на ЛМЗ первая радиально-осевая турбина мощностью 370 квт при напоре 14 м (для Окуловской ГЭС) в 12 раз превысила среднюю мощность гидротурбин, построенных до 1917.

Выдающимся достижением советского гидростроения было сооружение в 1932 Днепровской ГЭС, проект которой был разработан группой учёных под руководством И. Г. Александрова. Каждая из её турбин значительно превышала единичную мощность самых крупных электростанций дореволюционной России и с избытком перекрывала всю установленную мощность Волховской ГЭС. Бетонная плотина станции представляла собой одно из наиболее грандиозных сооружений в мировой гидроэнергетической практике. Здесь же впервые в СССР для электропередачи было применено напряжение 154 кв. На Днепровской ГЭС было установлено уникальное по тем временам гидроэнергетическое оборудование.

В научном плане проектирование и строительство Днепровской ГЭС повлекло за собой развитие исследований по гидравлике сооружений, изучению и укреплению скальных оснований, теории расчёта гравитационных плотин, гидравлике турбин, технологии и прочности бетона. Архитектурное решение здания и всего ансамбля сооружений Днепровской ГЭС является примером органического единства архитектуры и строительной техники.

В связи с развитием народного хозяйства в период первых пятилеток встал вопрос о комплексном использовании крупных рек Восточно-европейской равнины - Волги, Камы, Свири и др. Сложность использования гидроэнергетических ресурсов этих рек состояла в том, что гидротехнические сооружения надо было возводить на глинах и песках. Мирового опыта гидротехнического строительства на таких грунтах не было. В результате научно-исследовательских работ по теории гидросооружений, фильтрационных и статических расчётов, по устойчивости грунтов и сооружений были разработаны и возведены плотины нового типа на песчаных и глинистых основаниях с напором до 30 м, что зарубежными специалистами ранее считалось не осуществимым.

Перед Великой Отечественной войной 1941-1945 была введена в эксплуатацию Нижнесвирская ГЭС им. Г. О. Графтио, оборудованная крупнейшими в то время поворотно-лопастными турбинами мощностью 29 Мвт с диаметром рабочего колеса 7,4 м. Эта ГЭС впервые в мировой практике сооружена на сжимаемых глинистых грунтах с очень низким коэффициента сдвига. Советские гидростроители успешно справились с трудностями строительства плотины на моренном основании, применив оригинальную 'наклонную' компоновку гидростанции. При возведении сооружений Свирьстроя проводились модельные испытания, что явилось основой нового в исследованиях экспериментального метода электрогидродинамических аналогий (ЭГДА) Н. Н. Павловского.

Важный этап в развитии гидроэнергетики связан с освоением громадных энергетических возможностей Волги. Началом её использования для нужд энергетики, судоходства и водоснабжения было строительство в 1932-37 Канала им. Москвы с двумя электростанциями средней мощности (Иваньковской и Сходненской) и двумя малой мощности (Карамышевской и Перервинской). Вслед за постройкой Иваньковской ГЭС на Волге развернулось строительство двух гидроузлов в районе Углича и Рыбинска.

После Великой Отечественной войны советская гидроэнергетика поднялась на качественно новый уровень развития. С внедрением автоматизации электростанций производительность труда на них по сравнению с довоенным уровнем повысилась на 50%; завершилась полная автоматизация районных ГЭС, начались телемеханизация и автоматизация энергетических систем; уже к концу 1952 был закончен перевод на телеуправление 60% всех ГЭС. Среди объектов гидроэнергостроительства в 1946-58 первое по важности место заняли ГЭС Волжско-Камского каскада. Были сооружены Горыновская и Камская ГЭС, в 1958 состоялся пуск на полную мощность (2,3 Гвт ) Волжской ГЭС им. В. И. Ленина. В том же году вошли в строй первые агрегаты Волжской ГЭС им. 22-го съезда КПСС. Гидротехническое строительство на Волге потребовало выполнения обширных научных исследований, разработки новых технических решений и конструкций. Такого рода гидроузлы предусматривают пропуск через гидротехнические сооружения громадных масс воды; например, для Волжской ГЭС им. 22-го съезда КПСС расчёт проведён на поток с расходом в 64 000 м3/сек, обладающий огромной энергией, значит. часть которой необходимо погасить при пропуске через сооружения. На этих ГЭС установлены уникальные турбины с диаметром рабочего колеса свыше 9 м. Днепровский каскад пополнился Каховской ГЭС, было развёрнуто строительство Кременчугской и Днепродзержинской ГЭС. На Севано-Разданском каскаде в Армении были введены 4 новые ГЭС. Началось освоение богатейших запасов водной энергии восточного Казахстана и Сибири, где были возведены ГЭС: Иркутская на Ангаре, Новосибирская на Оби, Усть-Каменогорская на Иртыше и начато строительство Братской ГЭС на Ангаре и Бухтарминской ГЭС на Иртыше.

Развитие гидротехнического строительства в Советском Союзе выдвинуло ряд проблем, касающихся речного стока, методов его регулирования, использования водной энергии. Были созданы методы инженерного расчёта, получившие широкое применение при проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений. С начала 60-х гг. осуществляется освоение гидроэнергетических ресурсов Ангары и Енисея. Определяющим направлением технического прогресса при этом является возведение высоких плотин на скальных основаниях. Проведена разработка ряда вопросов гидродинамики в связи с необходимостью сброса больших масс воды во время паводков. Разработаны вопросы термического состояния бетонных массивов плотин.

В 1959-65 на новых ГЭС была введена в действие мощность 11,4 Гвт. Суммарная мощность ГЭС к 1965 достигла 22,2 Гвт. Было завершено строительство 14 ГЭС мощностью свыше 1 Гвт. Среди них Братская ГЭС, мощность которой к концу 1965 достигла 3,825 Гвт, Волжская ГЭС им. 22-го съезда КПСС (2,53 Гвт ) , Волжская ГЭС им. В. И. Ленина (2,3 Гвт ) , Боткинская ГЭС (1 Гвт ) . Было начато сооружение 18 новых ГЭС. Среди них Нурекская (2,7 Гвт ) , Ингурская (1,02 Гвт ) , Чиркейская (1 Гвт ) . Как правило, новые ГЭС имели комплексное значение для народного хозяйства (Нурекский, Токтогульский, Чарвакский гидроузлы).

В 1966-70 гидроэнергетическое строительство продолжалось в широких масштабах. Отличительная особенность этого периода - сооружение мощных высоконапорных ГЭС с высотой плотин до 250-300 м и установкой мощных гидроагрегатов. О масштабах технического прогресса можно судить по Красноярской ГЭС мощностью 6 Гвт с гидротурбинами мощностью 508 Мвт. При плотине Красноярской ГЭС построен судоподъёмник оригинальной конструкции, позволяющий судам преодолевать стометровый перепад. Было развёрнуто строительство Саяно-Шушенской (6,4 Гвт ) , Усть-Илимской (4,3 Гвт ) и ряда других крупных ГЭС.

Для горных рек Кавказа и Средней Азии характерно возведение высоких плотин: Ингурской арочной (271 м ) , Токтогульской гравитационной (215 м ) , Нурекской каменно-земляной (312 м ) . Высокая сейсмичность районов строительства потребовала разработки новых методов возведения плотин.

Основные направления гидроэнергетического строительства 70-х гг.: первоочередное использование наиболее эффективных гидроэнергоресурсов в восточных районах страны и прежде всего на Ангаре и Енисее, которые представляют собой источник дешёвой электроэнергии для энергоёмких производств; сооружение ГЭС с относительно небольшим годовым числом часов использования установленной мощности и ряда гидроаккумулирующих электростанций в районах Северо-Запада, Центра и Юга Европейской части СССР; комплексное использование водно-энергетических ресурсов в районах с неэнергоёмкими отраслями хозяйства; интенсивное освоение гидроэнергетических ресурсов в районах, располагающих ограниченными запасами топлива (в Закавказье, Карелии, районах Крайнего Севера).

Важнейшие направления индустриализации строительства ГЭС - переход на тонкостенные и предварительно напряжённые железобетонные конструкции плотин, в частности на применение арочных контрфорсных и ячеистых плотин, широкое использование местных материалов, а также комплексная механизация и автоматизация производственных процессов.

Основные проблемы гидроэнергетики разрабатываются в институте Гидропроект им. С. Я. Жука (Москва), Всесоюзном НИИ гидротехники им. Б. Е. Веденеева (ВНИИГ, Ленинград), Тбилисском НИИ сооружений гидроэнергетики им. А. В. Винтера (ТНИСГЭИ), ЭНИН и др.

См. также Гидроэнергетика , Гидротехника , Гидроэлектрическая станция , Гидроузел .

Теплоэнергетика. Первые успехи советской теплоэнергетики связаны с выполнением плана ГОЭЛРО, предусматривавшим сооружение 22 ТЭС, работающих на местном топливе (торфе, подмосковном угле, донецком антрацитовом штыбе, кузнецком угле).

Строительство энергетических объектов потребовало проведения целого ряда теоретических и прикладных работ по теплотехнике. Ещё в первые годы Советской власти А. А. Радциг провёл большую работу по обобщению имевшихся опытных данных и составлению формул и таблиц для определения термодинамических свойств водяного пара. С 1935 работы в этом направлении продолжались в МЭИ, а в 1938 была закончена разработка физически обоснованного уравнения состояния водяного пара (М. П. Вукалович, И. И. Новиков). На основе этих работ были составлены первые отечественные таблицы свойств водяного пара (1941). Начиная с 30-х гг. экспериментальные исследования физических свойств воды и водяного пара систематически проводились во Всесоюзном научно-исследовательском теплотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ, Москва) (Д. Л. Тимрот). В результате этих исследований были определены вязкость, теплопроводность, теплоёмкость, удельный объем водяного пара при давлениях до 51,5 Мн/м2 и температурах до 660 |С. Проводились термодинамические исследования и других теплоносителей. С конца 30-х гг. во ВТИ, МГУ, Энергетическом институте АН СССР (ЭНИН АН СССР), МЭИ и других НИИ осуществлялись экспериментальные работы по определению теплопроводности чистых жидкостей, растворов, газов, сталей и других материалов.

В 20-х гг. паровые котлы производительностью до 20 т/ч при давлении пара до 1,5 Мн/м2 выпускали Ленинградский металлический завод (Л М 3), Невский завод им. Ленина (НЗЛ) и Таганрогский завод 'Красный котельщик' (ТКЗ). В эти годы М. В. Кирпичёвым была создана теория теплового моделирования, давшая метод изучения тепловых и аэродинамических процессов, протекающих в паровых котлах. Посредством этого метода определялись оптимальные условия обтекания поверхности нагрева паровых котлов дымовыми газами. Увеличение единичной производительности котлов потребовало разработки механизированных топочных устройств - шахтно-цепных топок Т. Ф. Макарьева (Центральный котлотурбинный институт, ЦКТИ) для сжигания кускового торфа и цепных топок для каменных углей. Дальнейшее развитие теплоэнергетики привело к созданию камерных топок для сжигания пылевидного топлива - бурых и каменных углей и антрацитового штыба, считавшегося ранее непригодным для использования отходом угледобычи. Для сжигания фрезерного торфа, пришедшего на смену кусковому, были разработаны камерные топки - ВТИ - Мосэнерго и А. А. Шершнёва (ЦКТИ). Развитие котлостроения сопровождалось научно-исследовательскими работами по изучению физических процессов, протекающих в котлоагрегатах.

Первые экспериментальные работы по конвективному теплообмену были начаты в 20-х гг.; среди них важное для техники значение имели исследования теплоотдачи при движении жидкости в трубах и каналах. Экспериментальное изучение вопросов теплообмена при ламинарном и турбулентном движении различных жидкостей проводилось в 30-е гг. во ВТИ, МЭИ и ЭНИН АН СССР. Теоретические исследования по теплообмену при турбулентном движении были выполнены в ЦКТИ. В результате этих работ созданы основы для расчёта теплообмена в трубах при движении газа со скоростью вплоть до звуковой. Обширные исследования по теплообмену и гидравлическому сопротивлению пучков труб проводились начиная с 30-х гг. в ЦКТИ и ВТИ (В. М. Антуфьев, Г. С. Белецкий, Л. С. Козаченко, Н. В. Кузнецов, В. Н. Тимофеев и др.). В ЭНИН АН СССР были выполнены работы по изучению теплоотдачи при конденсации пара и при кипении (Г. Н. Кружилин).

В области лучистого теплообмена одна из первых работ, посвященных разработке методов расчёта угловых коэффициентов для ряда плоских и пространственных задач, принадлежит Т. Т. Усенко (1920). Теоретические исследования по вопросам лучистого теплообмена были затем развёрнуты в ЭНИН АН СССР; там же проводились экспериментальные исследования на моделях топочных устройств. В ВТИ и ЦКТИ разрабатывались практические методы расчёта теплообмена в топках. Основные результаты исследований теплопередачи были обобщены М. А. Михеевым. На базе многочисленных работ ЦКТИ и ВТИ был создан нормативный метод теплового расчёта котельных агрегатов, а затем и метод аэродинамического расчёта.

Котлостроение в 30-е гг. шло по пути значит. увеличения паропроизводительности котельных агрегатов (до 160-200 т/ч ) и повышения параметров пара: давления до 34 Мн/м2 и температуры до 420 |С. Увеличивались экранные поверхности нагрева и уменьшались конвективные, число барабанов котлов снизилось с 3-5 до 2-1. Увеличение паронапряжения зеркала испарения и парового объёма верхнего барабана котла заставило искать пути уменьшения уноса из котла влаги с паром, приводившего к перегоранию труб пароперегревателей, улучшения водного режима котлов и обеспечения надёжной циркуляции воды в котлах.

Задача создания эффективных сепарационных устройств была решена в 1937-38 совместными стендовыми исследованиями ЦКТИ (К. А. Блинов, Ю. В. Зенкевич, Е. И. Сухарев), ВТИ (А. А. Кот, Кузнецов) и Оргрэс (Г. Е. Холодовский), что позволило использовать в котлах воду с большим (в несколько раз) содержанием соли, ликвидировать загрязнение пароперегревателей солями и отказаться от испарителей на ТЭС с барабанными котлами. Теоретическое исследование Н. Я. Малофеева (ЦКТИ) определило рациональные схемы распределения пара по трубам пароперегревателей. Созданию нормального водного режима котлов были посвящены работы Оргрэс (А. А. Сидоров) и ВТИ (Ю. М. Кострикин, Ф. Г. Прохоров, Кот, И. Ф. Шопкин).

В Бюро прямоточного котлостроения (ВПК) под рук. Л. К. Рамзина был разработан прямоточный котёл с однократной принудит. циркуляцией, хорошо работающий при высоких (от 140 Мн/м2 )давлениях пара и единственно применимый при закритических давлениях. Первый котёл на 200 т/ч, 140 Мн/м2 и 500 |С был установлен в 1933 на ТЭЦ-9 Мосэнерго. Э. И. Ромм предложил схему ступенчатого испарения и дал первое теоретическое обоснование её работы (1938). В 1946 Холодовский развил теорию котлов со ступенчатым испарением.

Важный итог развития советской теплотехники 40-х гг. - практический переход к производству пара сверхвысоких параметров: на ТЭЦ ВТИ был пущен экспериментальный котельный агрегат на 29,3 Мн/м2 и 600 |С. В 1950 Подольский завод выпустил первый высокопроизводительный барабанный котёл на высокие параметры пара, прямоточный котёл, оборудованный шахтными мельницами; выпуск котлов, рассчитанных на повышенные параметры пара, начали и другие заводы.

Переход к высоким и сверхвысоким параметрам пара потребовал дальнейших теоретических исследований. В 1951 развернулись работы по вопросам молекулярного переноса энергии и по исследованию принципиальных особенностей процессов тепло- и массообмена. Начало 50-х гг. отмечено дальнейшим прогрессом энергомашиностроения. ЛМЗ выпустил конденсационную одновальную паровую турбину мощностью 150 Мвт при 3000 об/мин на 16,6 Мн/м2 и 550 |С.

К концу 50-х гг. установленная мощность ТЭС в СССР была увеличена в 2,2 раза за счёт строительства электростанций с агрегатами по 100, 150, 200 Мвм в виде блоков котёл - турбина с параметрами пара 12,7 Мн/м2 и 565 |С. С 1963 вводятся в действие энергоблоки мощностью 300 Мвт на 24,5 Мн/м2 и 560/565 |С.

В конце 60-х гг. и начале 70-х гг. началось освоение более крупных энергоблоков единичной мощностью 500 и 800 Мвт для ТЭС суммарной мощностью по 4-6 Гвт (в районах Экибастузского и Канско-Ачинского угольных месторождений). На очереди сооружение ещё более крупных электростанций с энергоблоками-гигантами по 1,2 Гвт. В 1975 состоялась закладка главного корпуса под первый блок-гигант на Костромской ГРЭС.

Значит. увеличение доли газа в топливном балансе СССР и высокая эффективность этого вида топлива делают целесообразным использование в теплоэнергетике газотурбинных установок (ГТУ). В СССР первые работы по ГТУ были осуществлены в начале 30-х гг. (Г. И. Зотиков, В. В. Уваров), тогда же под рук. В. М. Маковского была спроектирована первая советская газовая турбина. Основное направление развития газотурбостроения - повышение мощности установок и усовершенствование технологии производства жароупорных сталей. Экономический эффект внедрения газотурбинных станций зависит от мощности установок и температуры газа на входе в турбину. При мощности 50 Мвт и температуре газа на входе 650-750 |С ГТУ становятся конкурентоспособными по сравнению с лучшими паровыми установками. Ещё более экономичными являются парогазовые установки (ПГУ), разработка которых была начата в ЦКТИ (А. Н. Ложкин, А. А. Канаев) в 1945-47. В середине 70-х гг. в эксплуатации на Невинномысской ГРЭС находится ПГУ мощностью 200 Мвт.

Широкое развитие в СССР получила теплофикация. По тепловым нагрузкам, мощностям ТЭЦ 11 котельных, удельному отпуску тепла, длине тепловых сетей СССР значительно опережает другие страны мира. Централизованные мощные источники тепла покрывают около 75% всей тепловой нагрузки городов и промышленных районов страны (из них ТЭЦ - почти половину нагрузки).

За годы развития теплоэнергетики в СССР сформировались и выросли многочисленные научные коллективы. Выдающуюся роль в вопросах современной теплоэнергетики играют работы В. П. Глушко, Н. А. Доллежаля, В. А. Кириллина, М. А. Стыриковича, С. А. Христиановича, А. Е. Шейндлина, Г. Н. Кружилина и мн. др. Основные исследования по вопросам теплоэнергетики проводятся в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского, Всесоюзном научно-исследовательском теплотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ), Московском энергетическом институте (МЭИ), Центральном котлотурбинном институте им. И. И. Ползунова (ЦКТИ, Ленинград), институте теплоэнергетики АН УССР (Киев), Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте энергетической промышленности (ВНИПИ Энергопром), в институте 'Теплоэнергопроект' (ТЭП, оба в Москве), на ряде заводов энергетического машиностроения и др.

См. также Теплоэнергетика , Теплотехника .

Ядерная энергетика. Развитие ядерной энергетики как самостоятельной отрасли энергетического производства берёт начало с пуска в 1954 в г. Обнинске (Калужская область) первой в мире атомной электростанции (АЭС) мощностью 5 Мвт (Обнинская АЭС). Работы по созданию АЭС, проводимые под общим руководством И. В. Курчатова, были выполнены за весьма короткий срок - 4,5 года. Опыт строительства и эксплуатации Обнинской АЭС был обобщён в докладе, представленном Советским Союзом в 1955 на 1-й Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, и показал реальную возможность эффективного использования новых энергетических ресурсов в мирных целях. Этот опыт послужил основой для дальнейшего успешного развития ядерной энергетики в СССР.

Период с 1954 до конца 60-х гг. характеризовался разработкой, сооружением и эксплуатацией единичных опытно-промышленных АЭС относительно небольшой мощности. В результате опытной проверки было отобрано несколько типов ядерных реакторов на тепловых нейтронах и АЭС, наиболее соответствующих в техническом и экономическом отношении задачам крупномасштабного ядерного энергетического производства. Так, уран-графитовый реактор канального типа (замедлитель - графит, теплоноситель - вода, протекающая под давлением через каналы в активной зоне), примененный на Обнинской АЭС, стал принципиальной конструктивной основой 1-го (1964) и 2-го (1967) энергоблоков Белоярской АЭС им. И. В. Курчатова мощностью соответственно 100 и 200 Мвт. Другим типом ядерного реактора, получившим наибольшее развитие в тот же период, был водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР) корпусного типа (замедлитель нейтронов - вода, одновременно отводящая тепло от тепловыделяющих элементов, размещенных в стальном корпусе). Опытно-промышленные реакторы такого типа были установлены на 1-м и 2-м энергоблоках Нововоронежской АЭС им. 50-летия СССР (пущены в 1964 и 1969, их мощность соответственно 210 и 365 Мвт ) .

Успешная эксплуатация опытно-промышленных энергоблоков первых АЭС и накопленный на этой базе значит. опыт в области ядерной энергетики позволили с начала 70-х гг. приступить к этапу создания и освоения промышленных энергоблоков, данные которых по выработке электроэнергии и использованию установленной мощности сопоставимы по конкурентоспособности с данными электростанций, работающих на твёрдом органическом топливе. В период 1971-75 были введены в действие реакторы типа ВВЭР мощностью 440 Мвт (ВВЭР-440) на 3-м и 4-м энергоблоках Нововоронежской АЭС. Началось серийное строительство АЭС с 2 реакторами по 440 Мвт. Следующий шаг в развитии реакторов этого типа - строительство АЭС с 2 реакторами мощностью 1000 Мвт (ВВЭР-1000). Заканчивается (1977) строительство одного из таких реакторов на Нововоронежской АЭС (после ввода его в действие мощность АЭС достигнет 2,5 Гвт ) . 2 энергоблока по 1000 Мвт предполагается пустить (1-я очередь) на Калининской АЭС. Работы по усовершенствованию и развитию уран-графитовых реакторов канального типа привели к созданию одноконтурного кипящего реактора РБМК мощностью 1000 Мвт (РБМК-1000). Такие реакторы установлены на 1-м (1973) и 2-м (1975) энергоблоках Ленинградской АЭС им. В. И. Ленина и на Курской АЭС. Строится (1977) Игналинская АЭС (Литовская ССР) с реакторами РБМК-1500; ведётся проектирование энергоблока с реактором такого типа мощностью 2,4 Гвт. В 1976-80 предполагается осуществлять дальнейшее наращивание ядерных энергетических мощностей страны путём строительства АЭС с реакторами ВВЭР-440, ВВЭР-1000, РБМК-1000 и РБМК-1500.

В соответствии с решениями 25-го съезда КПСС в 1976-80 предполагается продолжить строительство АЭС с реакторами мощностью 1-1,5 Гвт, обеспечить ввод в действие на АЭС мощности в размере 13-15 Гвт (примерно пятая часть от всей электрической мощности, вводимой за пятилетие) при опережающем развитии ядерной энергетики в Европейской части СССР. Для выполнения этих задач предусматривается организовать серийное производство для АЭС реакторов на тепловых нейтронах и турбоагрегатов к ним единичной мощностью не менее 1 Гвт, а также осуществить разработку комплектного оборудования для энергоблоков на тепловых нейтронах мощностью до 1,5 Гвт .

Одним из важнейших направлений развития ядерной энергетики является реализация возможности наиболее рационального использования природных запасов урана и тория. В современных реакторах на тепловых нейтронах энергия ядерного топлива используется лишь на несколько процентов. Отработанное топливо можно использовать повторно (и многократно), очистив его от продуктов деления и шлаков; при этом расход естественного урана сокращается в 2-3 раза. Однако практически такая задача может быть осуществлена лишь тогда, когда отработанного топлива накопится достаточное количество. Реакторы на быстрых нейтронах позволяют существенно (в десятки раз) повысить эффективность использования ядерного сырья. В реакторах этого типа наряду с расходованием ядерного топлива осуществляется его расширенное воспроизводство за счёт вовлечения в энергетический цикл 238U. После создания экспериментальных и опытных образцов реакторов в 1973 в г. Шевченко (Казахская ССР) была пущена опытно-промышленная АЭС с реактором на быстрых нейтронах мощностью 350 Мвт (БН-350). Для 3-го энергоблока Белоярской АЭС ведётся строительство реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 Мвт (БН-600). В 1976-1980 строительство и освоение реакторов такого типа предполагается вести ускоренными темпами.

Наряду с исследованиями в области применения ядерных реакторов для производства электрической энергии важное значение в СССР отводится проблеме использования ядерной энергии для обеспечения тепловой энергией бытовых и промышленных предприятий, опреснения воды, проведения высокотемпературных технологических процессов (например, в металлургии), получения химических продуктов и для других народно-хозяйственных целей. Успешно действует двух целевая АЭС в г. Шевченко, представляющая собой первую в мире ядерную энергетическую установку с реактором на быстрых нейтронах в комбинации с крупной опреснительной установкой (120 000 м3 дистиллята в сутки). Построена 1-я атомная теплоэлектроцентраль (АТЭЦ) - Билибинская (48 Мвт ) , снабжающая потребителей не только электрической энергией, но и тепловой. Опыт эксплуатации этой станции позволит приступить к подготовительным работам по широкому использованию ядерной энергии для целей теплофикации, а также решить важнейшую задачу т. н. малой энергетики - обеспечить энергией труднодоступные и удалённые районы страны. Для районов, находящихся вдали от действующих энергосистем, разрабатываются также малогабаритные блочные ядерно-энергетические установки. В 1961 сдана в эксплуатацию крупноблочная транспортабельная атомная электростанция ТЭС-3 с водо-водяным реактором мощностью 1,5 Мвт, используемая в качестве исследовательской базы для создания установок подобного типа. Построена экспериментальная блочная ядерная энергетическая установка с органическим теплоносителем и замедлителем АРБУС (750 квт ) , создана атомная электростанция АБВ-1,5 с ядерным реактором водо-водяного типа мощностью 1,5 Мвт.

Наряду с разработкой паротурбинных энергоблоков ведутся работы по созданию реакторных установок с непосредственным преобразованием тепловой энергии в электрическую. В 1964 была пущена установка 'Ромашка', состоящая из высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах и термоэлектрического преобразователя, успешно проработавшая более года вместо запланированных

1000 ч. В течение 1970-71 проведены испытания 2 термоэмиссионных реакторов-преобразователей 'Топаз', показавших реальную возможность в ближайшем будущем использовать такие установки в качестве бортового источника электропитания на космических летательных аппаратах.

В СССР ядерная энергия успешно используется на флоте. В 1959 построено первое в мире коммерческое атомное судно - ледокол 'Ленин' с ядерной установкой мощностью 44 000 л. с. В 1975 вышел в первую навигацию ледокол 'Арктика' (75 000 л. с. ). В 1977 завершено строительство 3-го мощного атомного ледокола 'Сибирь'. Уникальные возможности энергетических ядерных установок (вырабатывать тепловую энергию без потребления кислорода) позволили создать атомные подводные лодки, имеющие большую автономность, практически неограниченную дальность плавания под водой.

Большие работы ведутся по использованию энергии радиоактивного распада для создания источников питания автономной аппаратуры малой мощности. Создана серия изотопных термоэлектрических генераторов 'Бета' (мощность порядка 10 вт ) , служащих для энергопитания радиометеорологических станций. Налажено серийное производство автоматически действующих радиометеорологических установок для работы в труднодоступных районах страны. Успешно работали радиоизотопные термоэлектрические генераторы тока на всемирно известных аппаратах 'Луноход-1' и 'Луноход-2'.

В середине 70-х гг. ядерная энергетика СССР сформировалась в самостоятельную крупную отрасль энергетического производства, обладающую необходимым комплексом средств для решения важнейших задач энергоснабжения народного хозяйства. Выросли и сформировались многочисленные коллективы специалистов.

Основные проблемы ядерной энергетики разрабатываются в институте атомной энергии им. И. В. Курчатова (Москва), Физико-энергетическом институте (Обнинск), НИИ атомных реакторов им. В. И. Ленина (Димитровград) и др.

См. также Ядерная энергетика , Атомная электростанция , Ядерный реактор .

Гелиоэнергетика и геотермическая энергетика. Работы по проблемам гелиоэнергетики были начаты в СССР в 1926. В послевоенное время исследования в этой области были развёрнуты в Энергетическом институте АН СССР под руководством М. В. Кирпичёва и В. А. Баума, а с 60-х гг. также в ряде НИИ АН Узбекской ССР, Туркменской ССР, Азербайджанской ССР. Советскими учёными созданы гелиоустановки для подогрева воды и воздуха, опреснения воды, сушки различных продуктов и материалов, отопит. и холодильные устройства, полупроводниковые преобразователи солнечной энергии в электрическую (фотоэлектрические и термоэлектрические генераторы и т.п.). Разрабатываются и реализуются системы тепло- и хладоснабжения жилых и общественных зданий с использованием энергии солнечной радиации, а также проекты крупных гелиоэнергетических установок (станций) с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии.

Солнечная радиация и тепло Земли - мощные и практически неисчерпаемые источники энергии. Их использование позволяет сохранить ископаемые топлива, уменьшить загрязнение окружающей среды. Поэтому им придаётся всё большее значение. В СССР с 1966 в долине р. Паужетки (Камчатка) работает геотермическая электростанция (ГеоТЭС) мощностью 3,5 Мвт. Опыт её эксплуатации показывает, что ГеоТЭС надёжны и экономичны, а капитальные затраты и стоимость вырабатываемой электроэнергии меньше, чем у электростанций других типов. В 70-х гг. планируется расширение Паужетской ГеоТЭС сначала до 9 Мвт, а затем до 25 Мвт, изучается возможность сооружения Мутновской ГеоТЭС мощностью до 200 Мвт, ведутся научно-исследовательские работы по выбору мест строительства ГеоТЭС на 'сухих', малоувлажнённых горных породах в Европейской части СССР. Широкое распространение получает использование геотермальных вод для теплоснабжения теплиц и жилых домов.

Основные работы по вопросам гелиоэнергетики ведутся в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН), Физико-техническом институте АН Узбекской ССР им. С. В. Стародубцева (ФТИ АН Узбекской ССР, Ташкент), Физико-техническом институте АН Туркменской ССР (ФТИ АН Туркменской ССР, Ашхабад) и др.

См. также Гелиотехника , Геотермическая электростанция .

Ветроэнергетика. В начале 20 в. Н. Е. Жуковский разработал теорию быстроходного ветродвигателя, заложив научные основы создания высокопроизводительных двигателей, способных эффективно использовать энергию ветра. Советские учёные и инженеры теоретически обосновали принципиально новые схемы ветроэнергетических установок и создали совершенные конструкции ветроэнергетических агрегатов и ветроэлектрических станций (ВЭС) различных типов мощностью до 100 квт, предназначенных для использования преимущественно в сельском хозяйстве; особенно большой вклад в развитие советские ветроэнергетики внесли Н. В. Красовский, Г. Х. Сабинин, Е. М. Фатеев и др.

Большинство ветроэнергетических установок в СССР применяют для механизации подачи воды из колодцев, особенно на пастбищах и отдалённых фермах в Поволжье, на Алтае, в Казахской ССР, Туркменской ССР, Узбекской ССР и в других зонах, где они работают 250-300 сут в году. Опытпрактического использования ветроэлектрических агрегатов показал, что их целесообразно применять также для зарядки аккумуляторов, питания энергией маяков, бакенов, установок по опреснению минерализованных грунтовых вод, для катодной защиты трубопроводов и морских сооружений от коррозии, для аэрации водоёмов в зимнее время закачкой воздуха под лёд и других целей. Ведутся работы по созданию крупных ВЭС для энергоснабжения потребителей в районах, удалённых от крупных электроэнергетических систем, но обладающих значительным ветроэнергетическим потенциалом, особенно в труднодоступных районах (арктических, горных и др.).

Разработка теоретических основ ветроэнергетики и создание новых конструкций ветроагрегатов различного назначения проводятся во Всесоюзном НИИ электрификации сельского хозяйства, Всесоюзном НИИ электромеханики, Центральном аэрогидродинамическом институте и других НИИ. См. также Ветроэнергетика . Развитию и совершенствованию энергетической науки и техники способствуют широкое сотрудничество стран - членов СЭВ в области научных изысканий, создания и использования средств получения, преобразования, передачи и распределения энергии, а также активное участие советских учёных-энергетиков в деятельности Мирового энергетического конгресса (МИРЭК), Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) и других международных организаций.

Периодические издания: 'Энергетика и электрификация' (с 1959), 'Электрические станции' (с 1930), 'Электричество' (с 1880), 'Электротехника' (с 1930), 'Теплоэнергетика' (с 1954), 'Гидротехническое строительство' (с 1930), 'Атомная энергия' (с 1956), 'Энергомашиностроение' (с 1955), 'Гелиотехника' (с 1965), 'Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства' (с 1930), 'Известия АН СССР. Энергетика и транспорт' (с 1963), 'Известия высших учебных заведений. Энергетика' (с 1958) и др.

Электротехника

С именами учёных России связан ряд крупных достижений в области электротехники в 19 в.: открытие явления электрической дуги и её практическое использование (В. В. Петров, 1802), работы по теории электролитической диссоциации (К. Гротгус, 1805), изобретение электромагнитного телеграфа (П. Л. Шиллинг, 1832), электродвигателя (Б. С. Якоби, 1834), гальванопластики (Якоби, 1838), установление закона теплового действия тока (Э. Х. Ленц, 1842), установление закона о направлении индуктированного тока, создание основ теории электрических машин, баллистического метода измерения магнитных потоков (Ленц, Якоби) и др. Эти открытия и исследования подготовили почву для последующих изобретений русских электротехников. К важнейшим из них относятся: изобретение в 70-х гг. первой практически пригодной дуговой лампы (П. Н. Яблочков), лампы накаливания (А. Н. Лодыгин), дифференциальной дуговой лампы (В. Н. Чиколев), создание способов дуговой электросварки (Н. Н. Бенардос и Н. Г. Славянов, 1885-90) и др. Для развития электротехники важное значение имели труды А. Г. Столетова, впервые определившего зависимость магнитной восприимчивости мягкого железа от намагничивающего поля (1872).

В дореволюционной России происходило становление электротехники как самостоятельные научно-технические отрасли и осуществлялось постепенное расширение применения электрической энергии в промышленности и на транспорте. С конца 19 в. начался переход от механических систем передачи и распределения энергии к электроприводу. Вместо центральных трансмиссионных передач, характерных для парового и гидравлического привода, начал внедряться групповой и одиночный электропривод, что обусловило коренные преобразования в промышленном производстве.

К концу 19 в. относится зарождение других важных областей применения электрической энергии - электротермии и электрохимии. Однако эти направления не получили в России значит. развития. Применение электроэнергии для технологических нужд значительно уступало по объёму её использованию в электроприводе. Электротермическое оборудование в стране не выпускалось; несмотря на это, изобретатели внесли ряд предложений по устройству электрических печей и улучшению технологии электротермических процессов (С. С. Штейнберг, Славянов, Г. Е. Евреинов, С. И. Тельной, В. П. Вологдин и др.).

Русские электротехники выполнили основополагающие работы по важнейшей проблеме энергетики - передаче электроэнергии на значительные расстояния по линиям высокого напряжения. Так, в 1880 Д. А. Лачинов, анализируя работу электродвигателя и генератора, впервые установил связь между экономичностью электропередачи и повышением напряжения тока в линии. Вопросы электропередачи стали особенно актуальными при строительстве крупных районных электростанций, использующих местные источники топлива. Важную роль в развитии техники высоких напряжений сыграли работы М. А. Шателена, которым в 1911 была организована первая в России лаборатория высоких напряжений при Петербургском политехническом институте, где проводились исследования и опытные работы по созданию линий электропередачи (ЛЭП) напряжением более 100 кв. Важное место среди достижений русских электротехников занимают труды М. О. Доливо-Добровольского, разработавшего основные элементы трёхфазных цепей переменного тока (1888-91). Важная роль в разработке теоретических основ электротехники принадлежит К. А. Кругу.

Октябрьская революция 1917 открыла огромные возможности для развития электротехники. Для успешного хозяйственного строительства Советской республики потребовалось решить множество научных задач, связанных с электроэнергетикой и электротехникой. Вопросы строительства электрических станций и их эксплуатации стояли в центре внимания советских энергетиков (Р. Э. Классон, Г. О. Графтио, И. Г. Александров, Г. М. Кржижановский, А. В. Винтер и др.). Успешно решались задачи автоматизации электрических станций, подстанций и сетей. Изучение техники высоких напряжений проводилось на базе высоковольтной лаборатории Петроградского политехнического института. Здесь в начале 20-х гг. А. А. Горевым, А. М. Залесским, А. А. Смуровым и др. был решен ряд узловых проблем, связанных с сооружением по плану ГОЭЛРО первых ЛЭП высокого напряжения, в частности с производством изоляторов для этих линий. В последующие годы эта лаборатория выросла в крупный научно-исследовательский и учебный центр, в котором были проведены фундаментальные исследования в области электротехники. Разработанные здесь высоковольтные конденсаторы позволили создать мощные испытательные установки на высокое напряжение, в том числе т. н. колебательный контур Горева. В 1920-30-х гг. исследования по технике высоких напряжений развернулись во многих научных центрах страны. Такие работы были начаты Б. И. Угримовым в Москве, В. М. Хрущевым в Харькове. В МЭИ и ВЭИ исследования в области высоких напряжений (испытание и конструирование изоляторов, разрядников, защита энергосистем от перенапряжений и т. п.) возглавил Л. И. Сиротинский. В Ленинградском электротехническом институте (ЛЭГИ) эта область электротехники развивалась под руководством А. А. Смурова, предложившего теорию ионизационного пробоя диэлектриков. Всесторонние исследования электрической прочности и других свойств диэлектриков, а также работы по теории пробоя были выполнены в 30-х гг. в Физико-техническом институте АН СССР (ФТИ АН СССР), в Электрофизическом институте (А. А. Чернышев и др.) и в Физическом институте АН СССР. Теоретическое решение задачи о тепловом пробое твёрдого диэлектрика, проведённое В. А. Фоком, внесло ясность в представление о физическом процессе пробоя и позволило найти подход к выбору диэлектриков. Физические свойства материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями исследованы Б. М. Вулом, Г. И. Сканави,

Н. П. Богородицким и др. К. А. Андриановым выполнены работы по созданию широкого класса электроизоляционных материалов на основе кремнийорганических полимеров.

Многочисленные труды советских исследователей посвящены проблемам рационального построения и надёжности эксплуатации электрических систем и сетей, вопросам передачи электроэнергии на большие расстояния. Теоретические основы анализа переходных процессов в электрических системах и в ЛЭП сформулированы в трудах Горева. Результаты теоретических исследований статической и динамической устойчивости сложных электрических систем обобщены в монографии С. А. Лебедева, П. С. Жданова (1933), теория и методы расчёта токов короткого замыкания, а также теория переходных процессов рассмотрены Н. Н. Щедриным, С. А. Ульяновым и др. Первые обобщающие теоретические исследования в области релейной защиты проведены В. И. Ивановым, теория релейной защиты и автоматики электрических систем разработана А. М. Федосеевым и

И. И. Соловьевым, теория режимов сложных электрических систем - И. М. Марковичем. Для анализа расчёта стационарных и аварийных режимов работы крупных систем методами моделирования были созданы различные статические расчётные столы-модели (С. А. Лебедев, И. С. Брук, Жданов, Д. И. Азарьев, Федосеев) и электродинамические модели (М. П. Костенко, В. А. Веников и др.). Даны оригинальные решения многих вопросов теории проектирования, строительства и эксплуатации электрических сетей и ЛЭП (Горев, А. А. Глазунов, Хрущев, М. Д. Каменский и др.).

Работы советских учёных позволили решить многие важные задачи повышения мощности и дальности ЛЭП, а также повышения устойчивости электрических систем, объединяющих электростанции различных типов. Они обеспечили, например, возможность построения ЛЭП Куйбышев - Москва (мощность более 1 Гвт, протяжённость 900 км, переменное напряжение 400 кв ) . В 1967 начаты исследования на опытной ЛЭП переменного тока на 750 кв (Конаковская ГРЭС - Москва, протяжённостью 90 км ) , в 1976 введены в эксплуатацию ЛЭП на 750 кв Ленинград - Москва и Донбасс - Мукачево. Разрабатывается (1977) проект сооружения ЛЭП напряжением 1150 кв. Изучение вопросов передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения проводилось в ЭНИН, ВЭИ, НИИ постоянного тока (НИИПТ), где разрабатывалась теория и испытывались различные схемы выпрямления и инвертирования, создавались электронно-ионные преобразовательные устройства. На основе разработок ФТИ АН СССР были созданы полупроводниковые (тиристорные) преобразователи тока, установленные на уникальной ЛЭП постоянного тока Волжская ГЭС им. 22-го съезда КПСС - Донбасс мощностью 750 Мвт, напряжением 800 кв, протяжённостью 470 км (пущена в 1962). Ведутся опытные работы с использованием рабочего напряжения 1500 кв. По развитию техники передачи электрической энергии СССР занимает передовые позиции среди промышленно развитых стран.

Видное место в исследованиях сложных электроэнергетических систем, а также в вопросах передачи электроэнергии постоянным и переменным током принадлежит работам Л. Р. Неймана.

В СССР (во многих случаях впервые) внедрялись методы и средства, позволившие существенно повысить пропускную способность протяжённых ЛЭП и обеспечить устойчивость работы объединённых электроэнергетических систем. К важнейшим мероприятиям относятся: деление всей трассы ЛЭП на участки с подпорными синхронными компенсаторами и переключательными пунктами, применение т. н. расщепленных проводов в каждой фазе, применение компенсационных устройств, изготовление генераторов и трансформаторов со сниженным индуктивным сопротивлением, использование автоматического регулирования с форсировкой возбуждения генераторов, применение быстродействующей релейной защиты и отключающей аппаратуры. Большие трудности были преодолены при решении проблемы защиты ЛЭП на 400-500 кв от перенапряжений и снижения потерь энергии на электрическую корону (В. И. Попков). С этой целью использована идея В. Ф. Миткевича об увеличении 'электрического' диаметра проводов путём их расщепления.

В тесной связи с решением проблем строительства электрических систем, передачи электроэнергии на большие расстояния и защиты от перенапряжений шла разработка вопросов высоковольтного аппаратостроения; изучение физических процессов и методов разрыва и гашения дуги, термических и электродинамических явлений в аппаратах; изыскание дугогасящих материалов; конструирование (и испытания) масляных, воздушных и других выключателей, а также разъединителей, трансформаторов тока, реакторов, разрядников и других аппаратов для установок высокого напряжения (А. Я. Буйлов, Г. В. Буткевич, Горев, Л. И. Иванов и др.). Эти исследования позволили электропромышленности СССР освоить выпуск всех видов высоковольтных коммутационных аппаратов. Так, ещё в 1959 в ВЭИ был разработан выключатель на напряжение 400 кв с гашением дуги сжатым воздухом при мощности отключения 10 Гва. Такие выключатели были установлены на ЛЭП Куйбышев - Москва. Созданные высоковольтные выключатели обеспечивают возможность вести строительство районных электрических систем и распределит. сетей на напряжения от 3 до 750 кв с мощностью отключения от 50 до 40 000 Мва. Изучается возможность создания отключающих аппаратов с бездуговой коммутацией при помощи управляемых полупроводниковых вентилей.

Задачи научных исследований по вопросам электрических машин и трансформаторов выдвигались потребностями электромашиностроения, которое по ряду важных направлений заняло ведущее положение в мировой технике (гидрогенераторы большой мощности, специальные типы электрических машин, трансформаторов и т. д.). В ходе научных исследований были проведены фундаментальные работы по общим вопросам теории, методам испытания, расчёта и конструирования электрических машин и трансформаторов, по проблемам коммутации коллекторных машин, переходных процессов в машинах переменного и постоянного тока, устойчивости параллельной работы синхронных машин и др. (Р. А. Лютер, А. Е. Алексеев, В. С. Кулебакин, Г. Н. Петров, В. А. Толвинский, В. Т. Касьянов, А. Н. Ларионов, И. С. Брук, П. П. Копняев, Ф. И. Холуянов, А. Г. Иосифян, Л. М. Пиотровский и др.). К. И. Шенфер внёс крупный вклад в теорию электрических машин (труды по коллекторным двигателям переменного тока, машинам постоянного тока, асинхронным машинам и др.). Достижения теории электрических машин развиты в капитальных работах Костенко и других авторов. В работах В. К. Попова и С. А. Ринкевича были заложены основы теории электропривода.

На основе проведённых исследований были созданы высокоэффективные электротехнические устройства. Так, была разработана серия синхронных двигателей мощностью до 10 Мвт с относительно малым расходом обмоточной меди, электротехнической стали и изоляционных материалов. Эти машины находятся на уровне наивысших мировых достижений. Были также построены уникальные синхронные компенсаторы мощностью 75 Мва для ЛЭП Куйбышев - Москва и электропривод главного вала атомного ледокола 'Ленин' с крупнейшим в мире двухъякорным электродвигателем постоянного тока мощностью 14 400 квт (19 600 л. с.) на 1300 в. Современные электромашины выпускаются мощностью от долей вт (микромашины) до сотен Мвт (турбогенераторы 500, 800, 1200 Мвт ) . Развилось производство специализированных электромашин.

Успехи электромашиностроения позволили внедрить в промышленность и в другие отрасли народного хозяйства автоматизированный электропривод, дальнейшее развитие которого связано с достижениями в создании силовых полупроводниковых приборов, в частности тиристорных преобразователей постоянного и переменного тока. Начиная с 60-х гг. электрификация всех отраслей промышленности проводится с применением регулируемого электропривода - основы комплексной автоматизации рабочих механизмов и технологических процессов.

На основе достижений электротехники планомерно развивается электрификация железнодорожного транспорта. В конце 50-х гг. СССР занял 1-е место в мире по общей протяжённости электрифицированных железных дорог. В середине 70-х гг. протяжённость дорог, электрифицированных на переменном токе, превысила протяжённость аналогичных дорог во всех зарубежных странах вместе взятых. Созданы современные электровозы и электропоезда, в том числе самый мощный в мире серийный электровоз (8640 л. с. )переменного тока с полупроводниковыми преобразователями. Освоено производство электровозов, работающих как на постоянном, так и на переменном токе.

Быстро развивается электротехнология. В электрометаллургии работают дуговые печи ёмкостью 100 и 200 т. Применяются высокочастотные индукционные электропечи, а также электропечи с кипящим жидкометаллическим теплоносителем; ведутся исследования плазменных электротермических установок. В машиностроении получили распространение методы индукционного и контактного нагрева при обработке давлением и термическая обработка деталей. Большой прогресс достигнут в разработке новых способов электросварки. Успешно используются ультразвуковые и лучевые методы обработки металлов. Расширяется применение плазменной струи для резки магния, алюминия, тугоплавких металлов и т. п., а также сварки электронным лучом и лучом лазера.

Достижения электротехники используются во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности, науке, медицине, быту и т. д. Прогресс науки и техники открывает перед электротехникой новые возможности; например, успехи физики низких температур позволили в 60-70-х гг. создать электротехнические устройства с гиперпроводниками и сверхпроводниками, в том числе электрические машины и электромагниты со сверхпроводящими обмотками. Применение средств вычислит. техники оказало значительное влияние на методы теоретической электротехники; в частности, с помощью ЭВМ синтезированы сложные электромагнитные поля с заданными свойствами. Космические исследования, а также изучение и освоение труднодоступных и удалённых районов страны стимулировали работы по созданию малогабаритных и надёжных автономных источников электроэнергии, нашедших применение на космических летательных аппаратах, автоматических метеорологических станциях и др.

Советская электротехническая школа занимает видное место в мировой электротехнике. Во многих городах (Киеве, Львове, Новосибирске, Саранске и др.) выросли новые научные центры, сложились многочисленные коллективы специалистов. Основные научные исследования по вопросам электротехники проводятся во Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН), Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), Московском энергетическом институте (МЭИ), Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ), Всесоюзном НИИ электромеханики (ВНИИЭМ, Москва), Всесоюзном НИИ электропривода (ВНИИ Электропривод, Москва), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), на заводах 'Электросила', 'Динамо' и мн. др.

По многим вопросам электротехники советские учёные ведут совместные работы с научными организациями стран - членов СЭВ; принимают активное участие в деятельности международных научных организаций - Международной электротехнической комиссии (МЭК), Мирового энергетического конгресса (МИРЭК) и др.

Периодические издания: 'Электротехника' (с 1930), 'Электротехническая промышленность' (с 1947), 'Электричество' (с 1880), 'Промышленная энергетика' (с 1944), 'Электрические станции' (с 1930), 'Известия АН СССР. Энергетика и транспорт' (с 1963), 'Известия высших учебных заведений. Электромеханика' (с 1958) и др.

См. также Электротехника , Электроэнергетика .

Электроника, радиотехника и электросвязь

Среди русских учёных и изобретателей, стоявших у истоков электросвязи в России и внёсших значит. вклад в отечеств. и мировую науку, видное место занимают основоположник электромагнитной телеграфии П. Л. Шиллинг, который в 1832 создал первый практически пригодный комплекс устройств для телеграфной связи, Б. С. Якоби, разработавший весьма удачные конструкции телеграфных аппаратов (в 1839 - пишущий, в 1850 - буквопечатающий), и пионер отечественной телефонии П. М. Голубицкий, предложивший в 1881-87 образцы надёжной и высокочувствительной телефонной аппаратуры, много сделавший для внедрения телефонной связи в промышленности и на транспорте (главным образом железнодорожном).

Развитие проводной электросвязи в России в середине 19 в. стимулировалось преимущественно военно-политическими событиями (особенно Крымской войной 1853-56), побудившими царское правительство форсировать строительство телеграфных линий государственного значения, таких, как Петербург - Москва (1852), Петербург - Варшава (1854; позже продлена до прусской границы, соединила телеграфные сети России и стран Западной Европы), Петербург - Киев (1855). В 1882 в России были введены в эксплуатацию первые линии городской телефонной связи (несколько раньше, в частности во время Русскo-турецкой войны 1877-78, - в русской армии).

Последующее развитие проводной электросвязи характеризовалось техническим совершенствованием аппаратуры связи (В. Б. Якоби, Р. Р. Вреден, Е. В. Колбасьев, А. А. Столповский и мн. др.), разработкой систем многоканальной связи (З. Я. Слонимский, Г. И. Морозов, Г. Г. Игнатьев, Е. И. Гвоздев), повышением степени автоматизации связи (К. А. Мосницкий, М. Ф. Фрейденберг, И. А. Тимченко, С. М. Бердичевский-Апостолов). В 1871 была построена телеграфная линия Москва - Владивосток (протяжённостью около 12 тыс. км ) ; важным событием в истории становления и развития телефонной связи в России явилось строительство в 1898 самой длинной в Европе магистральной линии связи Петербург - Москва.

7 мая 1895 на заседании Русского физико-химического общества А. С. Попов продемонстрировал действие созданной им аппаратуры для беспроводной передачи сигналов на расстояние. Это означало рождение радио (радиосвязи, радиотехники). Летом 1895 А. С. Попов применил свой приёмник радиосигналов (снабдив его некоторыми дополнит. узлами) для регистрации электромагнитного излучения гроз, что положило начало радиометеорологии. В 1899 была обнаружена (П. Н. Рыбкин, Д. С. Троицкий) способность когерера детектировать принимаемые им радиосигналы (детекторный эффект). На основе этого эффекта удалось значительно увеличить дальность радиотелеграфирования. К 1903 относятся первые опыты по радиотелефонированию при помощи искрового передатчика (С. Я. Лифшиц). Во время Русскo-японской войны 1904-05 на кораблях русского флота использовались искровые радиостанции производства Кронштадтских мастерских (основаны в 1900). В 1910 мастерские были переведены в Петербург и преобразованы в Радиотелеграфное депо морского ведомства, а в 1915 - в радиотелеграфный завод - первое отечественное радиотехническое предприятие. С 1909 Почтовое ведомство начало строительство гражданских искровых радиостанций в городах центральной России и береговых радиостанций, предназначавшихся для связи с кораблями. Начались исследования (С. М. Айзенштейн, 1906) по практическому использованию незатухающих колебаний, полученных посредством дуговых генераторов, а затем электрических машин ВЧ (В. П. Вологдин, 1912, М. В. Шулейкин, 1913). В 1910 было создано первое научно-исследовательское учреждение - 'Поверочное отделение' Кронштадтских радиотелеграфных мастерских (позже преобразованное в лабораторию при Радиотелеграфном депо морского ведомства), руководителями которого в разное время являлись А. А. Петровский, Л. Д. Исаков, Шулейкин. Под рук. И. И. Ренгартена незадолго до начала 1-й мировой войны 1914-18 развернулись исследовательской работы по радиопеленгации. В начале 20 в. в результате успехов электронной теории и на основе достижений вакуумной техники и технологии электрических ламп накаливания началась разработка электронных приборов. Использование электронных приборов для генерирования, усиления, преобразования электромагнитных колебаний (очень высокой, по тому времени, частоты - до 107 гц ) и формирования кратковременных сигналов различной формы коренным образом изменило характер дальнейшего развития радиотехники и электросвязи. В 1910-17 в России (в отдельных лабораториях) были созданы (В. И. Коваленков, Н. Д. Папалекси, В. И. Волынкин, А. А. Чернышев, М. А. Бонч-Бруевич) первые отечественные электронные приборы.

С победой Октябрьской революции 1917 начался новый этап развития отечеств. радиотехники и электронной промышленности. 19 июля 1918 СНК РСФСР декретом о централизации радиотехнического дела заложил политические и организационные основы развития советской радиотехники. Всё радиотехническое хозяйство страны передавалось в ведение Народного комиссариата почт и телеграфов. В. И. Ленин видел в радио могучее средство массовой информации - 'газету без бумаги и -без расстояний|...' (Полн. собр. соч., 5 изд., т. 51, с. 130), предсказывал, что радио '...будет великим делом' (там же). По его указанию началось строительство нескольких крупных радиостанций, был осуществлен ряд организационных мероприятий, направленных на ускорение развития радиосвязи и радиовещания. В декабре 1918 Ленин подписал Положение 'О Нижегородской радиолаборатории' (НРЛ) - первом советском научно-исследовательском центре (одним из его руководителей был Бонч-Бруевич), с которым связаны многие достижения в области радиотехнических знаний, в создании электронных приёмно-усилительных и генераторных ламп (в частности, первых в мире мощных - 25 и 40 квт - ламп с водяным охлаждением), радиоприборов, в организации радиовещания. В 1920 в Москве (на Шаболовке) было завершено строительство радиостанции на дуговых генераторах мощностью 100 квт, для которой по проекту В. Г. Шухова была сооружена металлическая башня, ставшая эмблемой советского радиовещания. В 20-х гг. были построены ещё несколько радиостанций на дуговых генераторах или электрических машинах ВЧ конструкции Вологдина мощностью от 50 до 100 квт: в Люберцах (под Москвой) начал функционировать выделенный пункт для приёма радиотелеграфных сообщений (1923). Другой распространённой формой вещания (особенно в городах) стало проводное вещание. Развитию радиовещания и размаху радиолюбительского движения способствовало постановление СНК (июль 1924), разрешавшее создание 'частных приёмных станций'.

Плодотворную роль в реализации первых научных достижений советской радиотехники сыграли Российское общество радиоинженеров (1918) и Радиоассоциация, возглавленные видными учёными (Шулейкин, В. К. Лебединский, Петровский) и объединившие научные силы страны для решения многих теоретических и практических вопросов развития радио. Среди первых научно-исследовательских центров Радиолабораториявоенного ведомства (1918, Москва; в 1924 была преобразована в Научно-испытательный институт связи Красной Армии) и Центральная радиолаборатория (1923, Петроград); значит. вклад в развитие радиовещания внесла Казанская база радиоформирований (1918), создавшая экономичные образцы радиопередающей и приёмно-усилительной аппаратуры.

В 1922-40 осуществлялось дальнейшее расширение исследований в области электроники и организации производства электронных приборов (приёмно-усилительных и генераторных ламп, газоразрядных выпрямителей и преобразователей, электроннолучевых трубок, рентгеновских приборов и т. д.). В 1922 постановлением ВСНХ в Петрограде был создан электровакуумный завод (руководители М. М. Богословский и С. А. Векшинский); в 1928 завод слился с электроламповым заводом 'Светлана'. В научно-исследовательской лаборатории этого завода, организованной Векшинским, были проведены серьёзные исследования в области физики и технологии электронных приборов (по эмиссионным свойствам катодов, газовыделению металлов и стекла, вакуумной технике и т. д.). Лаборатория Векшинского после присоединения к ней других лабораторий выросла в начале 30-х гг. в крупную научно-исследовательскую организацию, получившую в 1934 название Отраслевая вакуумная лаборатория (ОВЛ). До 1937 ОВЛ руководил Векшинский, до 1941 - С. А. Зусмановский. В ОВЛ, ставшей по существу основным научным центром советской электроники, работали многие крупные специалисты, возглавившие исследования по основным направлениям электронной техники: Ю. Д. Волдырь, В. С. Лукошков, С. М. Мошкович, С. А. Оболенский, Е. Л. Подгурский, А. А. Шапошников и мн. др. В 1928-30 на Московском электрозаводе был организован отдел электронных ламп. Результаты исследований свойств диэлектриков и тонких плёнок, выполненных в 30-х гг. (А. Ф. Иоффе, А. Ф. Вальтер, П. П. Кобеко, Г. И. Сканави и др.) в Физико-техническом институте АН СССР, послужили научной основой для организации производства пассивных электронных приборов (конденсаторов, резисторов и т. п.). Создание и развитие этого направления электроники связано с именами Н. П. Богородицкого, Е. А. Гайлиша, К. И. Мартюшова и др.

В связи с быстрым развитием радиовещания важной задачей стало создание парка радиоприёмников. В середине 20-х гг. приём радиосигналов осуществлялся в основном с помощью простых детекторных радиоприёмников и регенеративных приёмников на электронных лампах (главным образом с питанием от аккумуляторных батарей). На основе способности некоторых кристаллических полупроводников усиливать и генерировать электрические колебания в 1922 были разработаны (О. В. Лосев) полупроводниковый регенеративный, а затем и гетеродинный приёмник (кристадин). В начале 30-х гг. созданы громкоговорящие радиоприёмные устройства с питанием от сети переменного тока, в 1936-41 - супергетеродинные радиоприёмники.

Для решения научно-технических задач строительства мощных радиопередающих станций в конце 20-х гг. было организовано Бюро мощного радиостроения, преобразованное в 1930 в Отраслевую радиолабораторию передающих устройств. В ней сотрудничали многие ведущие радиоспециалисты (А. Л. Минц, З. И. Модель, И. Х. Невяжский, М. С. Нейман) Н. И. Оганов и др.). К этому периоду относится создание в Москве радиостанции ВЦСПС (1929) мощностью 100 квт и однотипных с ней радиостанций для Ленинграда и Новосибирска (1932). В 1933 вступила в строй самая, по тому времени, мощная в мире 500-киловаттная радиостанция им. Коминтерна, передатчик которой был построен по т. н. блочному принципу (содержал в оконечной ступени нескольких однотипных блоков, нагруженных на общую антенну). Оригинальная 'система сложения мощностей в эфире' на коротких волнах была предложена Невяжским и реализована им в радиостанции РВ-96 мощностью 120 квт. К концу 30-х гг. насчитывалось 77 радиовещат. станций общей мощностью свыше 2 Мвт.

Своеобразное направление в технике мощного радиостроения составила разработка разборных генераторных ламп (Минц, Оганов и др.). В связи с интенсивным освоением диапазона СВЧ, в СССР были созданы первые генераторные магнетронные приборы - разрезной магнетрон (А. А. Слуцкий и Д. С. Штейнберг, 1926), многорезонаторный магнетрон (Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров под руководством Бонч-Бруевича, 1939). Заметные успехи были достигнуты в разработке генераторных и приёмно-усилительных триодов СВЧ (Зусмановский, Н. Д. Девятков и др.).

За годы довоен. пятилеток были достигнуты значит. успехи в области электросвязи. Начали функционировать первые коротковолновые линии радиосвязи - внутренние (например, Москва - Ташкент) и международные (Москва - Нью-Йорк, Москва - Париж). Была реконструирована и преобразована в крупный передающий радиоцентр Октябрьская радиостанция в Москве; в Бутово (под Москвой) создан приёмный радиоцентр. оборудованный с учётом новейших достижений в области радиотехники. В 1932-34 были введены в действие первые линии радиосвязи на метровых волнах (Москва - Ногинск, Москва - Кашира), внедрена УKB связь на ВМФ. К концу 30-х гг. была создана система факсимильной (фототелеграфной) связи между рядом городов страны, а также между Москвой и Берлином. В 1935 была разработана Генеральная схема развития связи СССР, согласно которой намечалось строительство 14 узлов связи, соединённых между собой и с Москвой проводными линиями и радиолиниями; предполагалась унификация аппаратуры телефонной, телеграфной, факсимильной связи и радиовещания. Большая часть намеченной программы была осуществлена в предвоенные годы (в частности, разработана и внедрена в 1941 12-канальная система В-12 с частотным разделением каналов для воздушных линий связи), остальная - после Великой Отечественной войны 1941-1945 с учётом достижений науки и техники.

В конце 20-х гг. в СССР началось развитие телевидения. С 1931 (в Москве, а вскоре и в других городах) проводились регулярные телевизионные передачи на средних волнах по системе малокадрового механического телевидения. С середины 30-х гг. механические системы постепенно вытеснялись электронными, разработка которых была начата в России ещё в 1907 (Б. Л. Розинг) и плодотворно продолжена советскими учёными. Так, в 1931 был изобретён иконоскоп (С. И. Катаев), в 1933 - супериконоскоп (П. В. Тимофеев, П. В. Шмаков), в том же году разработаны высокочувствительная трубка умножительного типа (Л. А. Кубецкий), трубка с развёрткой медленными электронами (В. И. Кузнецов), в 1938 - трубка с двухсторонней мозаичной мишенью (Г. В. Брауде). Три последние легли в основу современного суперортикона. В начале 40-х гг. работали телевизионные центры в Москве, Ленинграде и Киеве. Был налажен выпуск телевизионных приёмников (ТК-1, 17ТН1, 17ТНЗ).

К 1938 была создана крупная научно-исследовательская и промышленная база по производству радиотехнической аппаратуры. Развитие электронной промышленности и радиопромышленности в значительной мере способствовало техническому прогрессу во всех областях народного хозяйства, науки и техники, укреплению обороноспособности государства. В 30-х гг. окончательно сформировалась и получила мировое признание советская школа радиотехники и радиофизики; была подготовлена научно-техническая база для последующего развития электросвязи, телевидения, радиолокации, радионавигации и других областей науки и техники.

К середине 30-х гг. относится зарождение в СССР радиолокации. По инициативе М. М. Лобанова и П. К. Ощепкова в 1933-35 развернулись исследования по использованию для радиолокации методов непрерывного излучения (Ю. К. Коровин, Б. К. Шембель и др.), в 1937 - импульсного метода (Д. А. Рожанский, Ю. Б. Кобзарев, В. В. Цимбалин, П. А. Погорелко, Н. Я. Чернецов и др.). В 1939 начался промышленный выпуск радиолокационных станций (РЛС) непрерывного излучения (типа РУС-1); в 1940 - импульсных РЛС, у которых излучение и приём осуществлялись с помощью одной - общей - антенны ('Редут', РУС-2; во время Великой Отечественной войны было налажено производство малогабаритных и весьма надёжных РЛС 'Пегматит'). Большую роль в развитии советской радиолокации и тесно связанной с ней радионавигации сыграли работы А. Ф. Иоффе, С. И. Вавилова, А. А. Чернышева, А. И. Берга, Б. А. Введенского, М. А. Леонтовича, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, В. И. Баженова, М. В. Шулейкина, А. А. Пистолькорса, А. Н. Щукина, Я. Н. Фельда и др.

Ещё в конце 20 - начале 30-х гг. началось применение методов и устройств радиотехники и электроники в областях, находящихся вне сферы традиционных (электросвязь, радиовещание, телевидение и т. д.) приложений радиотехники. Так, в 1928 С. Я. Соколов создал ультразвуковой дефектоскоп для контроля качества металлических материалов и изделий. Эта работа положила начало развитию интроскопии. В середине 20-х гг. В. П. Вологдин начал применение ВЧ колебаний для теплового воздействия на материалы в технологических целях. Это направление позволило разработать целый ряд методов и устройств, эффективно используемых в современных установках ВЧ промышленной технологии. В конце 30-х гг. начались работы по созданию электронного микроскопа. Наибольшие успехи были достигнуты в Государственном оптическом институте в Ленинграде, где в 1940 удалось разработать электронный микроскоп, позволявший получать увеличение до 104 (А. А. Лебедев).

С первых дней Великой Отечественной войны усилия специалистов были направлены на обеспечение бесперебойной связи Ставки Верховного Главнокомандования со штабами фронтов, снабжение Советской Армии необходимым радиооборудованием, разработку новых образцов войсковых радиостанций, пеленгаторов и другой аппаратуры. Интенсивно развивалась отечеств. радиолокация (А. И. Берг, Ю. Б. Кобзарев и др.), был проведён ряд важных теоретических исследований в области распространения радиоволн (В. А. Фок и др.), антенных устройств (А. А. Пистолькорс и др.), волноводных устройств (И. И. Вольман, А. Л. Драбкин, М. А. Леонтович и др.), интерференционных навигац. систем (Е. Я. Щёголев, Л. И. Мандельштам и др.); создана новая аппаратура связи (В. А. Котельников, М. С. Нейман и др.); разработаны и внедрены системы телеграфной и факсимильной связи с частотной модуляцией. В 1943 была сооружена мощная (1200 квт ) средневолновая радиовещательная станция (группа учёных и инженеров, рук.

А. Л. Минц). С конца 1942 возобновилось производство аппаратуры для восстановления радиоузлов на территории, освобожденной от оккупантов.

Для развития радио начиная с 40-х гг. характерно органическое слияние радиотехники и электроники и тесная связь этих научно-технических областей, с одной стороны, с радиофизикой, физикой твёрдого тела, оптикой и механикой, с другой - с электротехникой, автоматикой и технической кибернетикой. В результате этого слияния родилось комплексное направление - радиоэлектроника. Это направление, обогащенное научными достижениями в различных областях знания, существенно изменило характер представлений о возможностях радиотехники (прежде всего таких её разделов, как техника СВЧ, импульсная техника и др.).

Техника СВЧ, начавшая формироваться ещё в 30-х гг., достигла больших успехов после 1945. Были разработаны новые приборы для генерирования и усиления колебаний СВЧ: мощные многорезонаторные магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны (ЛБВ) и лампы обратной волны (ЛОВ), СВЧ-переключатели. Первые в СССР мощные клистроны (С. А. Зусмановский и др.), используемые в ускорителях, развивали импульсную мощность 20 Мвт при средней мощности 2-20 квт. Были разработаны также клистроны непрерывного действия для тропосферной, радиорелейной, космической связи, радиолокации и радионавигации. Появились отражательные клистроны с внешней стабилизацией и перестраиваемыми резонаторами, широкополосные прямопролётные усилительные клистроны; начали выпускаться ЛОВ для субмиллиметрового диапазона. В разработку этих ламп большой вклад внесли Девятков, В. А. Афанасьев, М. Б. Голант, Зусмановский, В. Ф. Коваленко, Л. А. Парышкуро и др. В 1967 в Научно-исследовательском радиофизическом институте при Горьковском университете были созданы мощные генераторы миллиметровых волн, работающие по принципу циклотронного резонанса (А. В. Гапонов-Грехов). В разработку технологии и организацию массового производства новых электровакуумных приборов большой вклад внесли И. А. Живописцев, А. А. Захаров, Р. А. Нилендер, А. А. Сорокин, М. М. Федоров и мн. др.

В 50-х гг. в СССР зародилась новая самостоятельная область науки и техники - квантовая электроника, главным достижением которой явилось создание в 1954-55 квантового (молекулярного) генератора (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров).

Прогресс импульсной техники, сформировавшейся в 50-х гг. в самостоятельную область радиоэлектроники, был вызван, с одной стороны, бурным развитием радиолокации, телевидения, телеуправления, с другой - вычислительной техники и ядерной физики (в частности, в таких её аспектах, как разработка аппаратуры для ускорителей, измерительная техника). В эти же годы сложилась и начала быстро развиваться техника наносекундных импульсов как актуальное направление многих областей экспериментальной физики, измерительной и вычислительной техники.

Достижения физики твёрдого тела и теории полупроводников в конце 40-х гг. привели к развитию полупроводниковой электроники (а затем и интегральной микроэлектроники). Уже в начале 50-х гг. электронная промышленность СССР освоила производство маломощных ВЧ транзисторов для приёмной техники. За короткий срок полупроводниковые приборы заметно потеснили (а в некоторых областях применения практически вытеснили) приёмно-усилительные лампы. Так, на основе полупроводниковых приборов были разработаны ЭВМ 2-го поколения (в т. ч. бортовые - для размещения на самолётах и космических летательных аппаратах), системы автоматизированного управления, аппаратура связи; в 70-х гг. большинство выпускаемых радиовещательных приёмников - транзисторные. Благодаря достижениям полупроводниковой электроники и микроэлектроники успешно решается одна из важнейших проблем радиоэлектроники - повышение надёжности радиоаппаратуры и связанные с ней вопросы микроминиатюризации. Исключительно важную роль в развитии микроэлектроники сыграло появление (в конце 50-х гг.) и быстрое распространение планарной технологии, обусловившей интенсивное развитие полупроводниковой интегральной микроэлектроники, которая позволила осуществить переход к методу группового изготовления полупроводниковых приборов (создание на одном полупроводниковом кристалле функционально законченного электронного устройства - т. н. интегральной схемы). В связи с необходимостью быстрейшего освоения и внедрения технологии полупроводниковых приборов, разработки соответствующего оборудования и т. д. в 1953 в Москве был создан НИИ полупроводниковой электроники, а затем в разных городах - целая сеть НИИ, КБ и заводов. В обеспечении качественного и количественного развития полупроводниковой электроники и микроэлектроники участвовали организации АН СССР, Министерства цветной металлургии, химической промышленности и др. В создании электронной промышленности (в т. ч. полупроводниковой) большие заслуги принадлежат А. И. Шокину; в осуществлении перехода от 'первого поколения' радиоаппаратуры (на основе электровакуумных приборов) ко 'второму' (на полупроводниковых приборах) и 'третьему' (на интегральных схемах) - В. Д. Калмыкову. Большой вклад в создание полупроводниковой электроники и микроэлектроники внесли учёные и инженеры А. Ф. Иоффе, Н. П. Сажин, Я. И. Френкель, Б. М. Вул, В. М. Тучкевич, Г. Б. Абдуллаев, Ж. И. Алферов, Л. В. Келдыш, Я. А. Федотов, К. А. Валиев, А. Ю. Малинин, С. Г. Калашников, В. Г. Колесников и мн. др.

Огромное распространение в радиоэлектронике нашли ферриты. Они используются в антенно-фидерных трактах СВЧ, в параметрических усилителях, контурах радиоаппаратуры и т. д. ферриты с прямоугольной петлёй гистерезиса применяются в ячейках магнитной памяти ЭВМ.

В связи с развитием в СССР космической связи, радиолокации, радиоастрономии, телевидения были разработаны параметрические и квантовые приёмно-усилительные устройства, обладающие чрезвычайно малыми собственными шумами. Чувствительность таких устройств достигает 10-18 вт. На основе достижений теории радиоприёма (В. И. Сифоров и др.), теории потенциальной помехоустойчивости (В. А. Котельников и др.), статистической теории обнаружения, теории информации и кодирования удалось построить радиосистемы для приёма слабых сигналов (порядка 10-22 вт/м2 ) с космических кораблей и автоматических межпланетных станций, удалённых от Земли на десятки млн. км. Были решены многие теоретические вопросы распространения радиоволн, отражения и поглощения их атмосферой и другими объектами.

С середины 40-х гг. советское телевидение перешло на более высокий стандарт разложения телевизионного кадра (625 строк) и частотную модуляцию в канале звукового сопровождения; сложилась разветвленная передающая телевизионная сеть, в которой обмен программами между городами осуществляется по кабельным линиям (например, по 1920-канальной системе передачи по коаксиальному кабелю; разработана в 1958), радиорелейным, а с 1965 и спутниковым линиям связи (через спутник связи 'Молния-1'; с 1967 - по системе 'Орбита'). Успешно развивается цветное телевидение. Совместными усилиями специалистов СССР и Франции была разработана и в 1967 принята система цветного телевидения СЕКАМ, совместимая с системой черно-белого телевидения. В телевизионной аппаратуре всё шире используются полупроводниковые приборы. Получило развитие использование фототелевизионной аппаратуры при исследовании космического пространства (впервые была установлена на борту станции 'Луна-3' в 1959).

В 1964 при СЭВ была создана постоянная Комиссия по радиопромышленности и электронной промышленности, координирующая деятельность специалистов социалистических стран в области радиотехники и электроники.

Для развития электросвязи в СССР характерны следующие тенденции: полная автоматизация процессов коммутации; применение ЭВМ для управления процессами соединений абонентов квазиэлектронных и электронных систем коммутации; внедрение унифицированных технических средств многоканальной связи, обеспечивающих возможность организации в одном тракте связи нескольких каналов, используемых для электросвязи различных видов (телефонной, телеграфной, факсимильной, передачи данных, видеотелефонной); разработка многоканальных систем с временным разделением каналов; разработка и освоение волноводных и световодных линий связи и др. Внедрение радиоэлектроники в связь продолжало оставаться актуальнейшей задачей, диктуемой стремительным ростом потоков информации и, как следствие, требованиями увеличения скорости и точности её передачи, повышения надёжности и помехоустойчивости аппаратуры связи. Решение этой задачи основано на разработке новых интегральных микросхем для систем с электронной коммутацией сообщений и каналов, систем с временным уплотнением линий связи (в частности, систем с импульсно-кодовой модуляцией). Число электронных компонентов в современной аппаратуре связи непрерывно возрастает (за десятилетие приблизительно в 10-20 раз). Развитие электросвязи в СССР идёт по пути создания разработанной в 60-х гг. и планомерно внедряемой Единой автоматизированной системы связи (ЕАСС). Многообразие форм обслуживания абонентов ЕАСС обусловливает целесообразность интеграции сетей связи на единой технической основе.

Периодические издания: 'Радиотехника и электроника' (с 1956), 'Радиотехника' (с 1946), 'Электросвязь' (с 1933), 'Радио' (с 1924), 'Микроэлектроника' (с 1972), 'Электротехника' (с 1930).

См. раздел Связь, а также статьи Электроника , Радиоэлектроника , Полупроводниковая электроника , Микроэлектроника , Квантовая электроника , Радиотехника , Сверхвысоких частот техника , Импульсная техника , Радиофизика , Электросвязь , Радиосвязь , Телефонная связь , Телеграфная связь , Факсимильная связь , Передача данных , Телевидение , Космическая связь , Единая автоматизированная система связи .

В. М. Родионов .

Техническая кибернетика.

Вычислительная техника

Техническая кибернетика возникла на современном этапе развития теории и практики автоматического регулирования и управления, она является научной базой комплексной автоматизации производства, транспортных, энергетических и других сложных систем управления.

Основы классической теории автоматического управления были заложены в конце 19 в. в трудах русских учёных И. А. Вышнеградского, А. М. Ляпунова и Н. Е. Жуковского. В результате победы Октябрьской революции в 1917 и индустриализации страны сложились объективные условия для эффективного развития промышленного производства и его автоматизации. В 30-х гг. в крупнейших вузах СССР были введены новые специальности - автоматика и телемеханика, а в 1939 в Москве организован ведущий научный центр - Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) АН СССР.

Исследования в области анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР), и прежде всего линейных САР, выполненные советскими учёными в 30-40-х гг., явились важным подготовит. этапом формирования технической кибернетики в её современном понимании. Были разработаны и исследованы критерии устойчивости линейных САР (А. В. Михайлов, 1938), развиты основные разделы теории устойчивости линейных САР (М. В. Мееров, Ю. И. Неймарк, Л. С. Понтрягин, Я. З. Цыпкин, А. Е. Барбашин и др.). Разработан метод автономности для исследования многосвязных линейных САР (Н. Н. Вознесенский, 1938). Создана теория инвариантных САР (Г. В. Щипанов, 1939; Н. Н. Лузин, 1940; В. С. Кулебакин, 1948; Б. Н. Петров, А. Г. Ивахненко, А. Ю. Ишлинский и др.).

Первостепенное значение имели работы советских учёных в области теории нелинейных САР. Разработан метод фазового пространства для анализа систем с кусочно-линейными характеристиками и на его основе - метод точечных преобразований (А. А. Андронов, А. А. Витт и С. Э. Хайкин, 1937, А. Г. Майер). Развитию современной теории устойчивости нелинейных САР способствовали работы Б. В. Булгакова, Н. Н. Красовского, А. И. Лурье, А. А. Воронова, И. Г. Малкина. В 60-х гг. была развита новая концепция устойчивости, позволившая подойти к анализу широкого класса задач автоматического управления с единых позиций (Барбашин).

В 30 - начале 40-х гг. в СССР создана теория метода гармонического баланса (Н. М. Крылов и Н. Н. Боголюбов, 1934, 1937) и на её основе разработан приближённый метод анализа периодических режимов в нелинейных САР (Л. Е. Гольдфарб, 1940; В. А. Котельников, 1941; Е. П. Попов, 1953-60). Выполнены уникальные работы по статистическим методам анализа нелинейных систем (Андронов, Витт и Л. С. Понтрягин, 1933; В. С. Пугачев, 1944). Разработана общая теория периодических режимов в релейных САР (Неймарк, 1953). В конце 40-х гг. в СССР были реализованы системы с переменной структурой, а в 50-60-х гг. разработана общая теория таких систем (В. А. Масленников, С. В. Емельянов, Б. Н. Петров, В. И. Уткин и др.).

Фундаментальные результаты получены при разработке теории систем оптимального управления (СОУ). В области теории детерминированных СОУ предложен общий метод определения критерия оптимальности - принцип максимума Понтрягина (1956). Разработаны: теория оптимального управления объектами с распределёнными параметрами (А. Г. Бутковский, 1959-73); теория стабилизации управляемых систем на основе синтеза методов теории устойчивости и теории оптимальных процессов (Красовский). Работа А. Н. Колмогорова по теории фильтрации (1941) явилась исходной в развитии статистических методов анализа СОУ, а исследование Котельникова (1956) - первой работой по применению этих методов для анализа нелинейных СОУ; разработана общая теория оптимизации систем управления на базе статистических методов (Пугачев и др.). Построена теория дуального управления (А. А. Фельдбаум, 1963). Начало теоретического исследования и практической реализации адаптивных (самоприспосабливающихся) систем связано с изучением экстремальных САР (Ю. С. Хлебцевич, 1940; В. В. Казакевич, 1946, 1949); в СССР впервые была сформулирована задача построения многоканальных экстремальных систем, а также рассмотрены методы поиска экстремума (Фельдоаум, 1956-59). Ряд важных теоретических исследований и практических разработок выполнен по беспоисковым самонастраивающимся системам (А. А. Красовский, В. В. Солодовников, Фельдбаум и др.), адаптивным и обучающимся системам (Я. З. Цыпкин). Советским учёным принадлежит приоритет в практическом применении методов распознавания образов для незрительных задач: в 1964 разработана программа 'Кора-3' для распознавания нефтеносных пластов (М. М. Бонгард, М. Н. Вайнцвайг, М. А. Губерман, М. Л. Извекова, М. С. Смирнов).

Существенные успехи достигнуты при разработке ряда разделов теории релейных устройств и автоматов. Выполнены первые работы по методам анализа структуры релейных устройств (А. К. Кутти, 1928; М. Цимбалистый, 1928; В. А. Розенберг, 1939), применению аппарата алгебры логики (В. И. Шестаков, 1935-41) и систематическому изложению основ теории релейных устройств (М. А. Гаврилов, 1950-54). Советским учёным принадлежат первые работы, в которых с целью повышения надёжности релейных устройств и автоматов вводится избыточность, основанная на эффективных методах кодирования (Гаврилов, 1960; А. Д. Закревский, 1961). Важный аспект теории автоматов - разработка формализованных языков для описания функционирования и синтеза релейных устройств и конечных автоматов (А. А. Ляпунов, 1952-58, Ю. А. Базилевский, Гаврилов, В. М. Глушков, Закревский, А. А. Летичевский, Ю. Л. Сагалович, В. А. Трахтенброт и др.). Советским учёным принадлежит приоритет в разработке потенциально-импульсных автоматов (А. Д. Таланцев, 1959; В. Г. Лазарев и Е. И. Пийль, 1964). В 60-х гг. была создана теория пульсирующих и растущих автоматов (Я. М. Бардзинь и др.). Построены теории поведения автоматов в случайных средах (М. Л. Цетлин, 1961-63). Всё большее значение приобретают исследования по играм автоматов, их коллективному поведению, вероятностным автоматам (Р. Г. Бухараев, В. И. Варшавский, И. М. Гельфанд, Лазарев и др.).

Важным и быстро развивающимся направлением технической кибернетики является управление сложными техническими системами. Определению критерия, по которому можно судить о сложности той или иной системы, анализу и синтезу сложных систем посвящены работы А. И. Берга, Н. П. Бусленко, Колмогорова, Г. Н. Поварова, Г. С. Поспелова, В. А. Трапезникова, Ю. И. Черняка и др. Создана модельная теория ситуационного управления (Д. А. Поспелов, В. Н. Пушкин).

Существ. вклад был внесён в теорию передачи информации. Первые исследования в этой области были проведены Котельниковым в 1933. Математические основы теории заложены в трудах Колмогорова и А. Я. Хинчина. С середины 50-х гг. в СССР начался период быстрого развития теории передачи информации. Большая роль в этом принадлежит А. А. Харкевичу, с деятельностью которого связано основание в 1961 ведущего центра в этой области знаний - Института проблем передачи информации АН СССР (Москва). С 1966 Институт возглавляет В. И. Сифоров. Значительные успехи были достигнуты в исследованиях по теории информации (Сифоров, Р. Л. Добрушин, И. А. Овсеевич, М. С. Пинскер, Б. С. Цыбаков), теории кодирования (Э. Л. Блох, К. Ш. Зигангиров, В. В. Зяблов и др.), теории обработки изображений (Д. С. Лебедев, Л. П. Ярославский), теории распознавания образов (И. Ш. Пинскер, И. Т. Турбович, В. С. Фаин, Г. И. Цемель), биологической кибернетике (А. Л. Вызов, В. С. Гурфинкель, Е. А. Либерман, М. Л. Шик, А. Л. Ярбус). Быстрыми темпами ведутся исследования по передаче информации в сетях связи; создаётся Единая автоматизированная сеть связи СССР - ЕАСС (впервые эта задача была поставлена Харкевичем в 1956). В Институте проблем передачи информации в 60-х гг. созданы основы теории распределения информации (Лазарев, В. И. Нейман, В. Н. Рогинский, А. Д. Харкевич и др.).

В организации исследований в области кибернетики и её практическом применении, а также в разработке методологических основ кибернетики вообще и технической кибернетики, в частности, особенно большие заслуги принадлежат Бергу.

Область прикладных исследований технической кибернетики охватывает широкий круг вопросов, связанных с общими принципами разработки автоматов и систем управления, а также методов синтеза цифровых вычислительных устройств для программного управления (Воронов, Глушков. Н. Н. Моисеев). Большое внимание уделяется ЭВМ и их математическому обеспечению. Это обусловлено, во-первых, тем, что на основе ЭВМ создаются наиболее сложные системы управления, во-вторых, тем, что реализация таких систем по масштабам ведущихся работ (1976) намного опережает реализацию всех других систем управления.

Советские учёные внесли значительный вклад в развитие вычислит. техники, причём первые крупные достижения в данной области связаны с созданием аналоговых устройств. В СССР были разработаны основы построения сеточных моделей (С. А. Гершгорин, 1927) и предложена идея электродинамического аналога (Н. Минорский, 1936). В 40-х гг. была начата разработка электронных ПУАЗО на переменном токе и первых ламповых интеграторов (Л. И. Гутенмахер). В 1949 был построен ряд аналоговых вычислительных машин на постоянном токе (под руководством В. Б. Ушакова, Трапезникова, Котельникова и С. А. Лебедева).

Среди средств современной вычислительной техники доминирующее положение занимают универсальные электронные ЦВМ. Первая в СССР электронная ЦВМ (МЭСМ) была построена в 1950. В 1952 была разработана ЭВМ БЭСМ - самая быстродействующая (по тому времени) в Европе (8 тыс. операций в сек ) . Проекты МЭСМ и БЭСМ были разработаны под рук. Лебедева. В 1952 была построена ЦВМ 'М-2' (под руководством И. С. Брука). Серийное производство электронных ЦВМ 1-го поколения в СССР было начато в 1953 (ЦВМ 'Стрела', разработанная по проекту Ю. Я. Базилевского). В 1959 в МГУ была создана ЦВМ 'Сетунь' - первая в мире ЦВМ, работающая в троичной системе счисления. В 1-й половине 60-х гг. в СССР началось производство ЭВМ 2-го поколения. К числу наиболее крупных разработок 60-х гг. принадлежат: вычислительная система БЭСМ-6 (созданная под руководством Лебедева), малые ЦВМ серии МИР (созданные под. рук. Глушкова), малые ЦВМ серии 'Наири' (главный конструктор Г. Е. Овсепян), серия ЦВМ 'Минск' (созданная под руководством Г. П. Лопато и В. В. Пржиялковского), семейство ЦВМ 'Урал' с единой архитектурой (главный конструктор Б. И. Рамеев), управляющая мини-ЭВМ УМ-1-НХ (главный конструктор Ф. Г. Старос) и др. Машина БЭСМ-6 (1966) по номинальному быстродействию (1 млн. операций в сек ) значительно превосходила наиболее мощные отечеств. ЦВМ 1-го поколения. Быстродействие БЭСМ-6 было достигнуто преимущественно благодаря мультипрограммному режиму работы. В машине используется совмещение во времени работы внешних накопителей и процессора, перекрытие циклов работы модулей оперативной памяти и опережающая подготовка арифметических команд в устройстве управления. Малые ЦВМ серии МИР (МИР-1, 1966; МИР-2, 1969) были разработаны для выполнения инженерных расчётов. Входной алгоритмический язык машин максимально приближен к языку инженерных расчётов. В серии МИР впервые применено ступенчатое микропрограммирование, позволяющее использовать небольшой объём памяти для записи сложных программ и повысить производительность ЦВМ. Важная особенность МИР-2 - наличие индикаторного устройства со световым пером, которое впервые было использовано для визуального контроля вычислительного процесса.

В развитии программирования существенную роль сыграл операторный метод (А. А. Ляпунов, 1952-58), применение которого позволило расчленить и формализовать процесс составления программы.

Операторный метод стал основой разработки формальных методов изучения программы и проблемно-ориентированных алгоритмических языков. Выполнен ряд крупных работ по вычислительной математике (А. А. Дородницын, Бусленко, С. С. Лавров, Г. И. Марчук и др.) и математическому обеспечению ЦВМ (Глушков, А. П. Ершов, М. Р. Шура-Бура и др.).

В начале 60-х гг. советскими учёными был предложен ряд концепций, реализация которых началась в 70-х гг. Таковы, например, концепции создания государственной сети вычислительных центров и иерархической сети автоматизированных систем управления народным хозяйством СССР (Глушков); концепция семейства ЭВМ, совместимых по математическому обеспечению и внешним устройствам (Рамеев); концепция вычислительной среды, т. е. набора однородных и универсальных цифровых автоматов с программной настройкой (Э. В. Евреинов и Ю. Г. Косарев). В 60-х гг. И. Я. Акушским и Д. И. Юдицким были получены важные результаты в области организации ЭВМ, использующих систему счисления в остаточных классах, 70-е гг. - период наиболее значительных разработок в области вычислительной техники. В 1972 начат выпуск ЦВМ Единой системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ), в разработке которой участвовало большинство стран СЭВ. ЕС ЭВМ представляет собой серию универсальных ЦВМ 3-го поколения (на интегральных схемах) с широким диапазоном производительности (от 10 тыс. до 2 млн. операций/ сек ). Косвенным показателем значения вычислительной техники для народного хозяйства СССР может служить доля средств вычислительной техники в общем объёме производства приборов и средств автоматизации: если в 1960 она составляла всего 8%, то в 1975 - 69%.

Характерная особенность развития технической кибернетики в СССР в конце 60-х - начале 70-х гг.- широкое использование вычислительной техники в системах класса 'человек - машина', в том числе в автоматизированных системах управления (АСУ). В рамках технической кибернетики проводятся исследования и решаются задачи, относящиеся главным образом к инженерным уровням управления производством (управлению агрегатом, технологическим процессом, цеховой системой). Ведущими (по кол-ву реализованных систем и используемых в них ЭВМ) являются АСУ, создаваемые в различных отраслях экономики, и АСУ технологическими процессами (АСУТП). Первые такие системы начали создаваться в СССР в конце 50-х - начале 60-х гг. В 1962 была создана одна из первых в мире систем с непосредственным цифровым управлением технологическими процессами (АСУТП 'Автооператор' на Лисичанском химическом комбинате). Ряд наиболее удачно разработанных и внедрённых в 60-х гг. АСУ (например, АСУ Ленинградского оптико-механического объединения, Московского завода 'Фрезер', Львовского телевизионного завода, Барнаульского радиозавода) принесли значительный экономический эффект. Всего за 1966-70 в СССР было введено в действие 370 автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) и 174 АСУТП. В начале 70-х гг. проектированием, разработкой и созданием АСУ было занято около 40 тыс. специалистов. Всего в 1971-75 было введено в действие (полностью или частично) около 1800 АСУП и около 700 АСУТП на базе ЭВМ. С начала 70-х гг. осуществляется план мероприятий по созданию Общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления народным хозяйством (ОГАС). Основной фикцией ОГАС должно стать обеспечение общегосударственных, республиканских и территориальных органов управления, министерств и ведомств информацией, необходимой для решения задач учёта, планирования и принятия решений. Разработка ОГАС ведётся в тесной связи с развитием АСУ всех уровней и создаваемой ЕАСС. В состав технической базы ОГАС должны войти Государственная сеть вычислительных центров и являющаяся частью ЕАСС Общегосударственная система передачи данных. Актуальность и возможности реализации проекта ОГАС определяются объективными потребностями экономики Советского государства, плановым характером развития советского общества и общим уровнем технической кибернетики в СССР.

Планами развития народного хозяйства СССР предусмотрено дальнейшее расширение работ по созданию приборов и средств автоматизации для применения в различных отраслях промышленности, на транспорте, в энергетике, коммунальном хозяйстве и т. д.; увеличение выпуска средств вычислительной техники, универсальных и управляющих вычислительных комплексов, технологического оборудования с программным управлением,автоматических устройств регистрации и передачи данных для АСУТП и систем оптимального управления в отраслях народного хозяйства.

В 70-х гг. техническая кибернетика и вычислит. техника как научные дисциплины входят в учебные программы более чем 200 вузов, а значительные по масштабам исследования в данной области проводятся в нескольких десятках НИИ и вузов, в крупнейших вычислительных центрах страны [Институте проблем управления, Вычислительном центре АН СССР (оба в Москве), Институте кибернетики (Киев), Вычислительном центре Сибирского отделения АН СССР (Новосибирск), Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного научного центра АН СССР (Владивосток) и др.].

Периодические издания: 'Известия АН СССР. Техническая кибернетика' (с 1963), 'Автоматика и телемеханика' (с 1936), 'Проблемы передачи информации' (с 1965), 'Кибернетика' (с 1965), 'Управляющие машины и системы' (с 1972), 'Автоматика и вычислительная техника' (Рига, с 1967) и др.

См. также Автоматизация производства , Автоматическое управление , Вычислительная техника , Кибернетика техническая , Оптимальное управление , Программное управление , Регулирование автоматическое , Сложная система , Управления автоматизированная система , Управление в технике , Управляющая машина , Цифровая вычислительная машина .

И. А. Апокин .

Машиноведение и технология производства машин

Машиностроение как комплекс отраслей тяжёлой промышленности, производящих орудия труда, предметы потребления и продукцию оборонного назначения, в наибольшей мере определяет технический прогресс и эффективность народного хозяйства (см. в разделе Промышленность). В данной статье рассмотрены наиболее общие проблемы машиноведения (некоторые вопросы освещены также в статьях БСЭ Автоматическое управление и Надёжность )и технологии производства машин. (Развитию отдельных отраслей машиностроения в БСЭ посвящен ряд статей, например Машиностроение , Тракторостроение и др.)

Машиноведение. Теория машин в механизмов. Эволюция машиностроения от отдельных машин неавтоматического действия до их автоматических систем отражена в развитии важнейших направлений теории машин и механизмов. Трудами П. Л. Чебышёва в 60-х гг. 19 в. (синтез шарнирных механизмов и др.), П. О. Сомова в 80-х гг. 19 в. (пространственные кинематические цепи, решение обобщённой задачи о структуре кинематических цепей) заложены фундаментальные основы этой теории. В начале 20 в. были созданы теория структуры и классификации механизмов (Л. В. Ассур) и основы винтового метода кинематического анализа механизмов (А. П. Котельников). Важное значение имело развитие теории зубчатых механизмов Х. И. Гохманом в конце 19 в., Н. И. Мерцаловым в начале 20 в. и др. Ими разработаны новые виды зубчатых зацеплений, созданы инженерные методы их расчёта и проектирования. Новый этап в науке о машинах начался после Октябрьской революции. В 20-х гг. Мерцаловым, а затем И. И. Артоболевским, Г. Г. Барановым и др. решены задачи кинематики общего случая пространственного семизвенного механизма, а в 30-х гг. Н. Г. Бруевичем - задача кинетостатики пространственных механизмов. В 30-х гг. В. В. Добровольский, И. И. Артоболевский выделили 5 семейств механизмов в зависимости от числа степеней свободы и количества условий связи и указали общие методы решения задач анализа механизмов, а также предложили систему их классификации. Работами по классификации, кинематике и кинетостатике плоских и пространственных механизмов советская школа прочно утвердила своё ведущее место в этой области мировой науки. В 30-50-е гг. И. И. Артоболевским и его школой создана обобщающая классификация механизмов по их структурным, кинематическим и динамическим свойствам, что позволило не только привести в систему существующие механизмы, но и открыть их новые виды. Изучение влияния допусков и неточностей при изготовлении деталей на кинематику и динамику механизмов вызвало к жизни в 40-е гг. 'теорию реальных механизмов', основные положения которой применительно к плоским и пространственным механизмам разработаны Бруевичем. В 40-50-х гг. дальнейшее развитие получила теория синтеза механизмов (И. И. Артоболевский, Добровольский и др.). Методы синтеза, например рычажных и кулачковых механизмов, используются при проектировании двигателей, станков, текстильных, сельскохозяйственных и других машин. С 50-х гг. начались работы по анализу и синтезу механизмов с гидравлическим, пневматическим и электрическим устройствами (С. Н. Кожевников, Е. В. Герц и др.), а в 60-х гг.- механизмов с электронными и фотоэлектронными устройствами.

Исследования по динамике технологических машин (в т. ч. сельскохозяйственных) были начаты В. П. Горячкиным в начале 20 в., в дальнейшем (30-60-е гг.) продолжены И. И. Артоболевским, А. П. Малышевым и др. Ими были изучены вопросы уравновешивания сельскохозяйственных машин, режимы их движения и энергетический баланс, а также решены многие задачи динамики машинных агрегатов. В конце 60-х гг. исследованы вопросы колебаний в машинах, особенно при высоких скоростях и нагрузках (Ф. М. Диментберг, К. В. Фролов).

В 60-е гг. расширились исследования по теории, методам расчёта, проектирования и эксплуатации машин-автоматов (С. И. Артоболевский, И. И. Капустин, Г. А. Шаумян). Проведена их классификация по признакам, связанным с числом потоков информации и путями их использования; методы теории машин-автоматов связаны с общими методами теории автоматического управления. Для обширного класса автоматов, оснащенных цифровыми системами управления, А. Е. Кобринским созданы программы их работы, методы и средства обработки исходной и дополнит. текущей информации, разработаны вопросы расчёта и проектирования самонастраивающихся систем. С 50-х гг. решаются задачи синтеза автоматов, имеющих оптимальные параметры, с помощью ЭВМ (С. А. Черкудинов и др.). В 70-х гг. ведутся работы по системам машин автоматического действия, роботам-манипуляторам, шагающим машинам, динамике машин с несколькими степенями свободы, машинам с переменной массой звеньев, вибрационного действия (И. И. Артоболевский, А. Е. Кобринский, А. П. Бессонов и др.).

Ведущими институтами в области теории машин и механизмов являются Государственный НИИ машиноведения, Институт геотехнической механики (УССР), Грузинский политехнический институт, Институт механики машин и полимерных материалов (Грузинская ССР), Каунасский политехнический институт, Ленинградский оптико-механический институт, Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта, Челябинский политехнический институт и др. Координацию работ осуществляют Научные советы по теории машин и систем машин и по теории и принципам устройства роботов и манипуляторов. Советские учёные участвуют в Международных конгрессах по теории машин и механизмов. Президентом Международной федерации по теории машин и механизмов в 1969-75 был И. И. Артоболевский. См. также Машин и механизмов теория , Динамика машин и механизмов , Кинематика механизмов .

Теория расчёта машин. Русские учёные и инженеры, работавшие в 19 - начале 20 вв., значительно обогатили теорию и практику расчёта и конструирования машин. Например, Н. Е. Жуковским исследована работа упругого ремня на шкивах, рассмотрено распределение сил между витками резьбы, им же совместно с

С. А. Чаплыгиным решена одна из важнейших гидродинамических задач в приложении к подшипникам скольжения. Быстро развивалась теория расчёта машин после Октябрьской революции 1917. В этой области в 10-20-х гг. работали учёные МВТУ (А. И. Сидоров, П. К. Худяков), многих других вузов и научно-исследовательских организаций. В 30-40-х гг. созданы методы расчётов валов и осей на выносливость, учитывающие переменность режима работы, статические и усталостные характеристики материалов, концентрацию напряжений, масштабный фактор, упрочнение поверхности (С. В. Серенсен). В начале 40-х гг. А. И. Петрусевичем, В. Н. Кудрявцевым и др. разработаны теория и принципы расчёта эвольвентных зубчатых зацеплений, основные теоретические положения для расчёта цилиндрических передач внешнего и внутреннего зацепления, конических, гипоидных и червячных передач. В 50-е гг. М. Л. Новиковым было предложено кругловинтовое зацепление. В инженерной практике с 60-х гг. применяются теоретические расчёты динамических нагрузок, учитывающие точность изготовления передач, характер нагружения и другие параметры (Государственный НИИ машиноведения). В 40-50-е гг. было положено начало работам по контактно-гидродинамической теории смазки. В частности, решена изотермическая контактно-гидродинамическая задача для линейного контакта. В 30-50-е гг. разработаны основы теории и расчёта ремённых передач на тяговую способность, бесступенчатых передач (В. Н. Беляев, Д. Н. Решетов). В 40-50-е гг. получила дальнейшее развитие теория расчёта соединений: исследованы прочность элементов резьбовых соединений при статических и циклических нагружениях (И. А. Биргер). В 50-60-е гг. созданы гидроприводы на мощность 100-150 квт. Значит. развитие в 40-70-е гг. получили теория и расчёт пружин и упругих звеньев (Е. П. Попов, С. Д. Пономарев). В 70-х гг. создаются уточнённые методы расчёта гидродинамических, гидростатических, газовых опор скольжения, тормозов (Государственный НИИ машиноведения, МВТУ), исследуется износ зубчатых колёс методом меченых атомов (Рижский политехнический институт). Изучается несущая способность масляных слоев между деталями машин, катящимися со скольжением (Государственный НИИ машиноведения, Киевский институт гражданской авиации, Одесский политехнический институт). Крупные работы ведутся также в Московском станкоинструментальном институте, Экспериментальном НИИ металлорежущих станков, Центральный НИИ технологии машиностроения, ленинградских политехническом, механическом, кораблестроительном и других институтах. См. также Детали машин .

Проблемы прочности. Некоторые важные проблемы теории прочности были исследованы русскими учёными в дореволюционный период: Н. Е. Жуковским (расчёт распределения усилий в резьбовых соединениях), А. Н. Крыловым (действие силовых импульсов на упругие системы), Н. Г. Бубновым (строительная механика тонкостенных конструкций), С. П. Тимошенко (прикладная теория упругости), В. Л. Кирпичёвым, М. В. Воропаевым (усталость конструкционных материалов) и др.

После 1917 развёртываются исследования проблем прочности на базе вновь организованных институтов - Физико-технический в Ленинграде (критерии хрупкого разрушения материалов, остаточные напряжения и измерения деформаций), Института технической механики АН УССР в Киеве (усталость и динамическая прочность механических конструкций), Центрального аэрогидродинамического института (прочность высоконагруженных конструкций) и др.

В 30-е гг. в расчётах на прочность стали применять хорошо разработанные методы строительной механики, позволяющие определить статические усилия в упругих системах машин, узлов и конструкций.

Большую роль в создании методов определения полей напряжений сыграли исследования П. Ф. Попковича, Г. В. Колосова и Н. И. Мусхелишвили, явившиеся основой решения важнейших проблем предельного состояния и механики разрушения. В частности, использование конформного отображения позволило решить ряд новых задач о концентрации напряжений около отверстий и в прессовых соединениях, а также плоских и объёмных задач при расчёте элементов машин.

Благодаря работам Н. С. Стрелецкого, А. А. Гвоздева и др. (30-е гг.), С. Д. Пономарева (50-60-е гг.) и др. широкое распространение получил метод расчёта прочности по предельным нагрузкам на основе строит. механики с учётом возможных полей скоростей и допустимых полей напряжений. В дальнейшем важный вклад в исследование предельного состояния применительно к задачам прочности внесли В. В. Соколовский, А. А. Ильюшин (40-е гг.), Ю. Н. Работнов (50-е гг.), Л. М. Качанов, Н. Н. Малинин (50-60-е гг.) и др. В частности, исследования Работнова оказали большое влияние на дальнейшее развитие прикладных методов расчёта напряжённых состояний и прочности при неупругих деформациях. В 50-60-е гг. широкое применение получили методы исследования полей деформаций и напряжений (Н. И. Пригоровский и др.), тензометрии (М. Л. Дайчик, Г. Х. Хуршудов) и др. Усовершенствование метода конечных разностей и развитие метода конечных элементов позволили разработать схему решения аналогичных задач не только в упругой, но и в пластической области, в том числе при ползучести (Д. В. Вайнберг, А. Г. Угодчиков и др.). Реализация расчётов по этим схемам особенно эффективна с применением ЭВМ.

Выполнены значительные работы по механическим закономерностям хрупкого разрушения (А. Ф. Иоффе, 20-е гг.; Н. Н. Давиденков и др., 30-е гг.; Я. Б. Фридман, Б. А. Дроздовский, 50-60-е гг., и др.).

В области усталостной прочности были проведены обширные экспериментальные работы и созданы практические способы расчёта на прочность при циклически изменяющихся напряжениях. Важное значение в этой области имели построение стохастических моделей процесса усталости (Н. Н. Афанасьев, 40-е гг., В. В. Болотин и др., 60-е гг.), разработка методов расчёта на прочность (С. В. Серенсен, В. П. Когаев и др., 50-60-е гг.) и изучение проблемы малоциклового разрушения (в 40-е гг.- Н. И. Марин, в последующие годы - Серенсен, В. В. Новожилов и др.). Для проверки циклического деформирования и критериев разрушения разработаны экспериментальные методы исследования полей деформаций с помощью сеток (Н. А. Махутов), оптически активных покрытий (Р. М. Шнейдерович и В. В. Ларионов), муара (Шнейдерович и О. А. Левин). Уточнены критерии усталостного разрушения в связи с типом напряжённого состояния. Возможность значит. увеличения прочности в местах концентрации напряжений поверхностным наклёпом и термической обработкой показана в 40-50-х гг. Н. П. Щаповым, И. В. Кудрявцевым и др.

Систематические исследования проблем термопрочности проводились И. А. Одингом (40-60-е гг.), Серенсеном (с 50-х гг.), Г. С. Писаренко (50-60-е гг.) и их учениками. Они были посвящены выяснению сложных изменений механической и термической прочности в широком диапазоне режимов нагружений и нагрева. Прочностью при неизотермическом нагружений, особенно важной для элементов конструкций, в которых возникают значит. температурные напряжения, занимались в 50-60-е гг. Ю. И. Лихачев, Ю. Ф. Баландин и др.

Увеличение скоростей машин, интенсификация технологических процессов, а также успешное применение импульсных методов в технологии формоизменения и упрочнения обусловили разработку волновых упругопластических задач, решение которых базируется на основополагающих работах Л. А. Галина, Х. А. Рахматулина и др.

В 70-х гг. наука о прочности развивается в следующих направлениях: разработка вопросов механики деформирования и разрушения как основы расчётов на прочность при экстремальных условиях нагрева и нагружения, исследование кинетики деформированных состояний и разрушения для определения прочности и долговечности в условиях стационарной и стохастической нагруженности, анализ истории нагружения и накопления повреждений для оценки остаточной прочности и ресурса.

Ведущие институты: Государственный НИИ машиноведения, Институт проблем механики АН СССР, Институт проблем прочности АН УССР, Институт электросварки АН УССР. Координацию работ осуществляет Научный совет АН СССР по проблемам прочности и пластичности.

Проблемы точности и износостойкости. Технический прогресс в машиностроении тесно связан с решением проблем повышения точности изготовления деталей машин и обеспечения их износостойкости. Отдельные исследования по этим проблемам проводились ещё в дореволюционной России. Например, известны работы Н. П. Петрова, заложившего основы гидродинамической теории трения. Планомерно исследования в области точности стали осуществляться лишь после Октябрьской революции 1917. Декретом СНК (1918) была узаконена метрическая система мер, а затем приняты государственные эталоны и проведены другие мероприятия в области метрологии. В 20-30-х гг. созданы стандарты на допуски для типовых деталей машин (А. Д. Гатцук, М. А. Саверин). Важную роль в разработке государственных стандартов на допуски изделий и калибров для их контроля сыграло организованное в 1935 Научно-исследовательское бюро взаимозаменяемости под руководством И. Е. Городецкого; оно стало ведущим в области создания средств измерения и контрольных автоматов. В 30-е гг. развернулись работы по взаимозаменяемости, стандартизации и технике измерений в научно-исследовательских организациях различных отраслей промышленности. В 30-40-х гг. большое значение имели теоретические исследования Бруевича (точность механизмов с учётом ошибки размеров и расположения звеньев), Б. С. Балакшина (теория размерных цепей), Н. А. Бородачёва (основы расчёта допусков кинематических цепей), Н. А. Калашникова (точность зубчатых колёс); при этом вопросы точности стали изучаться в связи с технологическими процессами изготовления изделий (работы А. П. Соколовского, В. М. Кована и др.). Итогом этих работ была общая теория точности машин и приборов (40-50-е гг., Государственного НИИ машиноведения), выводы которой в 60- 70-е гг. применялись при проектировании машин, приборов и технологических процессов, а также в автоматизации контроля в промышленности и управлении технологическими процессами.

В 70-х гг. внимание учёных сосредоточено на оптимизации точностных задач с помощью ЭВМ при конструировании, а также на комплексном изучении проблем точности и надёжности. Ведущими организациями в области взаимозаменяемости и точности являются Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности, Государственный НИИ машиноведения и Центральный НИИ технологии машиностроения. Значительные работы ведутся также в Киевском, Рижском, Каунасском политехнических институтах, Вильнюсском филиале Экспериментальном НИИ металлорежущих станков и др. Советские учёные активно участвуют в работе Международной организации по стандартизации (ISO), международных конференциях по измерительной технике и разработке единой системы допусков и посадок, унифицированных стандартов стран - членов СЭВ.

Теория трения и износа твёрдых тел наиболее интенсивно развивалась с 30-х гг. в связи с ростом машиностроения. Потребовались износостойкие фрикционные материалы и новые виды смазок. В 30-40-х гг. А. К. Зайцевым и Д. В. Конвисаровым систематизированы знания о трении и износе в машинах и сделаны попытки создания единого учения о трении и износе. В дальнейшем исследованы природа поверхностных сил (Б. В. Дерягин), механизм разрушения поверхностных слоев (П. А. Ребиндер), подшипниковые сплавы и абразивный износ (М. М. Хрущев). Предложенные в 50-х гг. молекулярно-механическая теория трения и усталостная теория износа (И. В. Крагельский) являются ныне базисом для инженерного расчёта машин на износ, работающих в условиях сухого и граничного трения, для подбора и создания материалов пар трения. Значит. вклад в теорию трения и износа в 40-50-х гг. внесли Б. Д. Грозин и Б. И. Костецкий (износ металлов), А. П. Семенов (схватывание металлов), С. В. Пинегин (сопротивление качению), А. К. Дьячков и М. В. Коровчинский (гидродинамическая смазка), А.И. Петрусевич (контактно-гидродинамическая смазка), Г. В. Виноградов и Р. М. Матвеевский (эффективность действия смазочных материалов при тяжёлых режимах трения), А. В. Чичинадзе (физическое моделирование фрикционного контакта) и др. В начале 60-х гг. мощным импульсом развития науки явилась необходимость создания новых материалов и узлов трения для машин разного назначения. Были созданы самосмазывающиеся материалы на полимерной основе (В. В. Коршак, В. А. Белый и др.), а также металлофторопластовые материалы (Государственный НИИ машиноведения). В 60-70-х гг. разработаны мероприятия по борьбе с задиром поверхностей трения (Н. Л. Голего), исследовано трение полимеров (А. К. Погосян), проводилось дальнейшее изучение процесса трения скольжения (Г. А. Свирский).

В 70-х гг. создаются смазки и присадки к ним, препятствующие задиру пар трения и обеспечивающие автокомпенсацию износа (Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева), полимерные материалы для узлов трения (Институт элементоорганических соединений АН СССР, Институт металлополимерных систем АН БССР и др.), развиваются теоретические основы контактного взаимодействия твёрдых тел с учётом среды (Институт проблем механики АН СССР), применяются к разным деталям расчётные методы прогнозирования износа (Государственный НИИ машиноведения), создаются стандартные методы оценки фрикционных материалов (Всесоюзный НИИ по нормализации в машиностроении). Важные работы по трению и износу выполняются по договорам между СССР и Великобританией, Францией, ГДР. СССР - член Международного совета по трибонике 'Eurotrib' [с 1973 (год основания) вице-президент И. В. Крагельский].

Материаловедение. Основоположниками современного металловедения явились П. П. Аносов и Д. К. Чернов. В предреволюционные годы на базе вузов и некоторых заводских лабораторий сложились центры металловедческой науки. Особенно интенсивно она развивалась после Октябрьской революции 1917; была создана сеть НИИ, заводских лабораторий и высших технических учебных заведений, выросли крупные школы металловедения.

В 20-30-х гг. Н. С. Курнаков и его школа разработали учение о физико-химическом анализе сплавов и установили важные закономерности зависимости свойств от состава. Исследования в области теории металлургических процессов и металловедения, послужившие основанием для разработки высококачественных сталей, были проведены школой А. А. Байкова. Изучение сплавов на основе цветных металлов, разработка подшипниковых сплавов были содержанием работ школы А. М. Бочвара. Труды С. С. Штейнберга, продолженные его учениками (В. Д. Садовский и др.), посвящены кинетике превращений аустенита. Новые типы сталей и различные технологические процессы термической обработки разработаны Н. А. Минкевичем и Н. Т. Гудцовым. А. А. Бочвар установил механизм эвтектической кристаллизации, открыл явление сверх пластичности, используемое при разработке новых технологических процессов металлообработки, заложил основы теории литейных свойств сплавов. Основоположником исследований по применению токов высокой частоты в процессах термической обработки был В. П. Вологдин (30-е гг.).

Важную роль в развитии металловедения начиная с 20-х гг. сыграло применение методов рентгеноструктурного анализа, позволившее определить кристаллическую структуру различных фаз, её изменения при фазовых превращениях, термической обработке и деформации. В этой области важнейшее значение имели работы С. Т. Конобеевского, Г. В. Курдюмова, Н. В. Агеева и др. Курдюмов, в частности, исследовал кристаллическую структуру мартенсита и изменения структуры закалённой стали при отпуске, открыл явление термоупругого равновесия и 'упругие' кристаллы мартенсита (что является теоретической основой разработки сплавов с т. н. памятью формы).

В послевоенные годы требования к металлическим материалам резко возросли и стали более разнообразными в связи с необходимостью достижения высоких эксплуатац. параметров, надёжности и долговечности в широком диапазоне температур, нагрузок, скоростей нагружения, при воздействии различных агрессивных сред и физических полей. Существенными явились и запросы техники к экономичности материалов, их технологичности (свариваемость, способность к формоизменению, малые изменения размеров при термообработке, простота термической обработки). Появилась необходимость в получении материалов со сложным комплексом свойств (высокая прочность с достаточным сопротивлением хрупкому разрушению и хладноломкости; немагнитность; специфические физические свойства). Всё это обусловило быстрое развитие теоретического металловедения, изыскание новых металлических материалов и методов их производства.

В 60-70-х гг. решены задачи обеспечения потребностей народного хозяйства в металлических материалах. Разработаны новые стали: конструкционные с повышенной прочностью и пластичностью, сопротивлением циклическим нагрузкам, коррозии под напряжением; низколегированные строительные с хорошей свариваемостью и повышенными механическими характеристиками для мостостроения, газо- и нефтепроводов, судостроения, промышленного и гражданского строительства и, в частности, для использования в условиях Севера; жаропрочные для реактивной авиации и энергетики; коррозионно-стойкие для химической промышленности и атомной энергетики; экономичные быстрорежущие и инструментальные повышенной производительности; электротехнические с малыми удельными потерями, в том числе холоднокатаные и текстурованные; нестареющие для глубокой вытяжки, криогенные и др.

Значит. развитие получило производство лёгких сплавов повышенной прочности (алюминиевых, магниевых, титановых, бериллиевых), особенно для конструкций с высокими требованиями к весовым показателям (А. Ф. Белов, А. Т. Туманов и др.), а также производство сплавов со специальными физическими свойствами (магнитно-мягкие, магнитно-твёрдые, с высоким электросопротивлением, с заданным коэффициентом расширения, с высокими упругими свойствами, сверхпроводящие, магнитострикционные, термомагнитные и др.) для электронной, электровакуумной техники и приборостроения (А. С. Займовский и др.). Важное значение имели проведённые в 60-70-х гг. исследования процесса термомеханической обработки металлов.

Достижения в области физики твёрдого тела, физической химии и металловедения позволили создать принципиально новый класс материалов - т. н. композиционные материалы. Используя полезные свойства составляющих композиций (металлов, сплавов, керамики, карбидов, боридов, полимеров и др.), можно получить композиционные материалы с заданным комплексом специальных свойств: высокопрочные, жаропрочные, высокомодульные, радиопоглощающие, радиопрозрачные, диэлектрические, магнитные и др.

Обширный комплекс теоретических и практических работ проведён в СССР по созданию и применению в машиностроении пластмасс и др. синтетических материалов (резин, химических волокон, клеев, лаков, красок). Созданы высокоэффективные пластмассы, обладающие ценными свойствами (физико-механическими, химическими, диэлектрическими, оптическими и др.). На многих машиностроительных заводах организованы базовые цехи по производству пластмассовых деталей и узлов машин. Пластмассы заменяют тяжёлые цветные металлы, нержавеющую сталь, ценные сорта древесины, используются для улучшения качества машин и оборудования, снижения их массы и стоимости, повышения долговечности, надёжности, производительности.

А. А. Пархоменко, О. А. Владимиров, А. И. Петрусевич, А. Т. Григорян, Р. М. Матвеевский, Р. И. Энтин.

Технология производства машин. Литьё. В дореволюционной России литьё осуществлялось небольшим числом заводов и цехов с примитивным оборудованием. Ассортимент продукции был крайне ограничен: главным образом отливки для ремонтных нужд, изложницы, прокатные валки, вооружение и боеприпасы. В 19 в. появились работы П. П. Аносова, Н. В. Калакуцкого и А. С. Лаврова по процессам кристаллизации отливок, возникновению ликвации и внутренних напряжений в них. Переворот в области чугунного и стального литья был произведён открытием критических точек металлов в конце 19 в. Быстро развивалось литейное производство после Октябрьской революции 1917. Теоретической базой при проектировании, механизации и специализации литейного производства были работы Н. Н. Рубцова, Л. И. Фанталова, Н. П. и П. Н. Аксеновых. Основы учения о формовочных материалах созданы П. П. Бергом в 30-х гг. В 30-50-х гг. Н. Г. Гиршович, Б. С. Мильман, Д. П. Иванов и др. разработали процессы получения высококачественных чугунных, а в 30-60-х гг. Ю. А. Нехендзи, А. А. Рыжиков и др. - стальных отливок. В 30-40-х гг. А. А. Бочвар и А. Г. Спасский внедрили в производство процесс изготовления высококачественных отливок из лёгких сплавов, кристаллизующихся в условиях повышенного давления. Исследования по теории и практике плавки чугуна в вагранках были выполнены в 40-50-х гг. Л. М. Мариенбахом, Б. А. Носковым, Л. И. Леви и др. В 50-60-х гг. Б. Б. Гуляевым, Г. Ф. Баландиным и др. изучены и обоснованы многие процессы кристаллизации и деформирования отливок.

В 70-х гг. получили промышленное применение процессы плавки в усовершенствованных вагранках и электрических печах. Для улучшения свойств отливок осуществляется легирование и модифицирование сплавов. Высокая точность отливок достигается применением литья в кокиль, литья по выплавляемым моделям, использованием разовых литейных форм, изготовленных на автоматах под высоким давлением или с применением специальных, твердеющих в технологической оснастке формовочных и стержневых смесей. Используются вакуумная плавка, различные виды рафинирования расплавов и др., а также полуавтоматическое и автоматическое оборудование, облегчающее труд рабочих и обеспечивающее охрану окружающей среды от воздействия производств. отходов. Автоматизируется управление технологическими процессами и производством в целом.

Ведущие институты по разработке литейных технологии и машиностроения: Всесоюзный НИИ литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства и институт проблем литья АН УССР.

Советские учёные являются членами Международной ассоциации литейщиков, участвуют в международных конгрессах (40-й конгресс проходил в Москве в 1973). См. также Литейное производство .

Обработка металлов давлением (ковка, штамповка, прессование) [Развитие техники и технологии прокатного производства рассмотрено в разделе Металлургическая наука, техника и технология]. До 1917 кузнечные и прессовые цехи выпускали ограниченную номенклатуру деталей. Уже в годы 1-й пятилетки (1929-32) кузнечно-штамповочное и прессовое производство получило заметное развитие, особенно в новых отраслях машиностроения (энергетическом, тракторном, автомобильном, транспортном). Кузнечные цехи начали производить поковки и штамповки из стали многих марок, алюминиевых и магниевых сплавов и др. Были созданы первые специализированные прессовые цехи лёгких сплавов. Технология ковки и штамповки усовершенствовалась в 30-40-е гг.: расширилась номенклатура поковок, повысилась точность штамповки, форма поковок приблизилась к готовым деталям. Начала применяться горячая штамповка в многоручьевых штампах. Увеличилась толщина листового металла для ковки и горячей штамповки крупных пустотелых деталей - барабанов, котлов и др. Рост выпуска тонкого холоднокатаного листа повлиял на совершенствование холодной листовой штамповки крупных автомобильных, судовых, вагонных и др. деталей. Увеличение размеров кованых деталей привело к повышению верхнего предела массы кузнечных слитков до 200-250 т. В 50-е гг. положит. результаты дало применение электрошлаковой сварки при изготовлении ковано-сварных крупногабаритных изделий.

Развитие атомной, авиационной и ракетной техники, приборостроения, повышение рабочих параметров машин (усилий, напряжений, скоростей, давлений, температур) потребовало разработки новых технологических процессов для высокопрочных и жаропрочных сплавов, новых термомеханических режимов обработки тугоплавких металлов (Mo, Nb, W, Cr и др.). Значит. развитие получил процесс прессования (выдавливания) металлов. Было освоено прессование профилей и труб переменного сечения, пустотелых профилей и панелей из алюминиевых сплавов, труб и профилей (в т. ч. переменного сечения и пустотелых) из титановых сплавов, прутков, профилей и труб из высокопрочных сталей, а также из жаропрочных сплавов на никелевой основе и тугоплавких сплавов. Помимо внедрения гидропрессовой техники, в том числе мощных штамповочных прессов с усилием 30-75 тыс. тс и горизонтальных гидравлических прессов для прессования металлов с усилием 12-20 тыс. тс, в 60-70-е гг. распространились принципиально новые технологические процессы: импульсное и взрывное прессование, беспрессовое изготовление деталей в холодном состоянии из жаропрочных сталей, титана, алюминиевых сплавов и др. Созданы установки со взрывом в воде, в вакууме, электроразрядные установки в воде, взрывные со смесью газов, импульсные установки с сильными магнитными полями. Разработано гидростатическое прессование металлов, а также высокотемпературное гидростатическое формование порошков труднодеформируемых металлов и сплавов (газостаты). Создано уникальное прессовое оборудование для получения синтетических алмазов. Осуществляется комплексная механизация и автоматизация технологических процессов ковки и штамповки (автоматические установки по выдавливанию сплошных и трубчатых деталей, автоматические линии по высадке болтов, заклёпок, по штамповке колец шарикоподшипников, вагонных колёс, звеньев гусениц и т. д.).

В разработке теоретических и технологическим проблем ковки, штамповки, прессования участвовали С. И. Губкин, И. М. Павлов, Е. П. Унксов, А. И. Целиков, И. А. Перлин, Б. В. Розанов, А. И. Зимин, П. С. Истомин и др. Исследования этих процессов ведутся в Центральном НИИ технологии машиностроения, Всесоюзном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте металлургического машиностроения, Всесоюзном институте лёгких сплавов и др.

Сварка. До конца 19 в. в России использовали только два способа сварки металлов - литейный и кузнечный. Основой принципиально новых методов соединения металлов явилось открытие в 1802 В. В. Петровым дугового разряда. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. К 1911 распространилась также газовая сварка.

Научные исследования в области сварки развернулись после Октябрьской социалистической революции. В 1924 выпущены первые сварочные машины, спроектированные В. П. Никитиным. В 1929 для концентрации научно-исследовательских и конструкторских работ по сварке и резке металлов был создан Автогенный комитет при ВСНХ, а в 1931 - Всесоюзный автогенный трест. В годы 1-й пятилетки (1929-32) электросварку применяли не только для ремонта оборудования, но и для производства новых конструкций в строит. промышленности, транспортном и энергетическом машиностроении, судостроении и др. отраслях. Многие заводы использовали её в качестве основного технологического процесса при производстве котлов, вагонных конструкций, железнодорожных цистерн, цельносварных судов, трубопроводов и т. п. Научно-исследовательские работы велись в Центральном институте железнодорожного транспорта, Центральном НИИ технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ), НИИсудпроме, заводских лабораториях. Начались исследования по изучению распространения тепла при сварке (Н. Н. Рыкалин), прочности сварных конструкций и механизма образования напряжений от сварки (В. П. Вологдин, Г. А. Николаев). В 30-е гг. в НИИ и на заводах (особенно в Киеве под рук. Е. О. Патона) начались работы, в результате которых был создан способ автоматической сварки открытой дугой, а затем (начало 40-х гг.) способ автоматической сварки под флюсом с использованием оригинальной отечеств. аппаратуры. Эти методы позволили ликвидировать тяжёлый ручной труд, перевести сварку на индустриальную основу.

В период Великой Отечеств. войны 1941-45 сварочная техника использовалась в производстве танков, снарядов к ракетным установкам БМ-13 ('Катюша') и др. вооружения. При изготовлении сварных бронекорпусов применялось оборудование для автоматической сварки под флюсом с постоянной скоростью подачи электродной проволоки (по принципу саморегулирования длины дуги, открытому В. И. Дятловым). В 1942 по дну Ладожского озера был проложен сварной трубопровод для доставки топлива в осажденный Ленинград. Разработаны методы подводной сварки и резки (К. К. Хренов и др.), используемые при ремонте поврежденных кораблей. Не прекращалась и научно-исследовательская работа: В. П. Никитин предложил сварку жидким присадочным металлом, Б. Е. Патон и И. К. Олейник - шланговую сварку под флюсом. Проводились исследования по точечной сварке металла больших толщин (А. С. Гельман), по металлургическим и металловедческим процессам при сварке (К. В. Любавский, А. М. Макара) и др.

В послевоенные годы развитие сварочной техники велось по трём направлениям: расширение механизации и автоматизации; изыскание новых способов нагрева металла; изучение и совершенствование металлургических процессов. В конце 50-х гг. в промышленности используют автоматическую сварку под слоем флюса, электрошлаковую сварку, газоэлектрические способы сварки, механизированную наплавку металлов. С помощью автоматической сварки перешли к поточному крупносекционному методу постройки судов, создали на её базе производство газо- и нефтепроводных труб большого диаметра, решили проблему цельносварного мостостроения. Электрошлаковая сварка, разработанная в институте электросварки им. Е. О. Патона, позволила преобразовать технологию и организацию производства массивных крупногабаритных изделий - прокатного оборудования, мощных прессов, валов гидротурбин, доменных комплексов и т. п. Сварку использовали при строительстве таких уникальных сооружений, как крупнейший в Европе цельносварной мост через Днепр в Киеве (1953), каркасы московских высотных зданий (начало 50-х гг.), атомные ледоколы 'Ленин' (1959) и 'Арктика' (1974). В 60 - начале 70-х гг. с помощью сварки построены мощные гидрогенераторы и гидропрессы, магистральные газо- и нефтепроводы, АЭС, цельносварные танкеры большого водоизмещения. Сварку используют в тяжёлом, энергетическом итранспортном машиностроении, электронной, полупроводниковой технике и в др. отраслях. Для повышения уровня сварочной техники созданы показательные заводы, цехи и участки сварных конструкций.

В 70-х гг. научно-исследовательская работа в области сварки сосредоточена на решении следующих проблем: работоспособность сварных соединений, расчёт сварочных напряжений и деформаций (Николаев и др.); развитие теории источников тепла при сварке (Б. Е. Патон, Рыкалин, Хренов и др.); разработка физико-химических и металлургических основ сварки (Б. И. Медовар, В. В. Фролов, Любавский, М. Х. Шоршоров и др.); технология сварки, совершенствование сварочных материалов (А. И. Акулов, Г. Д. Никифоров и др.). Разработаны принципиально новые эффективные методы - диффузионная сварка в вакууме, в защитных и инертных газах, сварка трением, электроннолучевая и лазерная сварка, сварка дуговой плазмой и др. Сварку осуществляют в любых пространственных положениях, на суше, под водой. На космическом корабле 'Союз-6' впервые в мире проводились опыты по сварке в космосе (1969, В. Н. Кубасов, Г. С. Шонин). институтом электросварки им. Е. О. Патона (СССР) и Центральным институтом сварки (ГДР). Созданы установки для электроннолучевой сварки изделий автомобильной промышленности (1974). Н. -и. работы по сварке ведутся в ЦНИИТМАШе, институте электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ им. Баумана, Всесоюзном НИИ электросварочного оборудования, институте металлургии им. Байкова, ВНИИавтогенмаше, Московском авиационно-технологическом институте (МАТИ), Ленинградский политехническом институте, Московском энергетическом институте, в других НИИ и на кафедрах вузов. См. также Сварка , Сварное соединение , Сварочное оборудование , Сварочные материалы .

Механическая обработка. Первые теоретические исследования процесса резания металлов были проведены в России в 1868-69 И. А. Тиме. Основы науки о резании металлов были заложены русскими учёными К. А. Зворыкиным, А. А. Бриксом, А. В. Гадолиным и др. Широкие научные исследования в области резания металлов развернулись после Октябрьской революции 1917 благодаря быстрому развитию социалистической индустрии, в частности станкостроения, инструментальной промышленности, металлообработки. Начало исследованиям в области процесса резания положили работы А. Н. Челюсткина, обосновавшего формулу для силы резания (1922-26). Базой для научно-исследовательских работ в области резания металлов, разработки новых станков и инструментов, подготовки научных кадров стал созданный в 20-х гг. трест Оргаметалл. В начале 30-х гг. в Экспериментальном НИИ металлорежущих станков (ЭНИМС), Московском станкоинструментальном институте (СТАНКИН) и конструкторских бюро многих заводов развернулись научные и проектные работы по основным проблемам станкостроения: созданию отдельных типов станков и их типажа в целом, увеличению быстроходности и мощности станков, изысканию совершенных конструкций деталей и механизмов, применению автоматического управления, повышению износостойкости и долговечности станков. К этой работе были привлечены учёные и специалисты (А. С. Бриткин, Г. М. Головин, В. И. Дикущин, Д. Н. Решетов, Г. А. Шаумян и др.). В 1934 в ЭНИМСе был создан первый в Европе агрегатный многошпиндельный станок.

В 30-е гг. проводились интенсивные исследовательские работы в области создания новых инструментов и материалов для них. После выпуска первого отечественного прессованного твёрдого сплава 'победит' (1929) в лабораториях вузов и заводов, в созданных в начале 30-х гг. Всесоюзном научно-исследовательском инструментальном институте (ВНИИ), Всесоюзном НИИ абразивов и шлифования (ВНИИАШ), СТАНКИНе велись исследования с целью широкого внедрения в производство твердосплавного инструмента, создания новых твёрдых сплавов и др. инструментальных материалов (минералокерамики), позволяющих повысить режимы резания. В разработке основ конструирования и расчёта режущего инструмента участвовали Г. И. Грановский, В. М. Матюшкин, И. И. Семенченко и др.

К началу 30-х гг. относятся первые после Октябрьской революции научные работы в области технологии машиностроения (А. П. Соколовский), продолженные затем Б. С. Балакшиным (точность регулирования размеров в процессе обработки), Н. А. Бородачёвым (теория точности), К. В. Вотиновым (проблемы жёсткости станков), О. М. Кованом (теория припусков), А. Б. Яхиным (теория баз) и др. Эти работы сыграли большую роль в решении многих технических проблем, связанных с механической обработкой материалов.

Важное значение для развития науки о резании металлов и создания советской школы резания имел период 1935-41, когда стахановское движение передовиков производства опрокинуло нормативы, тормозившие дальнейшее развитие техники, в том числе и в области резания металлов. Декабрьский (1935) пленум ЦК ВКП(б) предложил пересмотреть технические руководящие материалы, на которых базировались нормативы. С этой целью была создана Комиссия по резанию металлов для объединения всех научных исследований в стране в этой области. В работе Комиссии участвовали не только учёные (И. М. Беспрозванный, В. А. Кривоухов, Е. П. Надеинская, А. В. Панкин и др.), но и заводские коллективы, инженеры, мастера и рабочие. Было проведено по единой методике свыше 120 000 экспериментов по исследованию процесса резания, установлены силовые и стойкостные зависимости для всех видов металлорежущего инструмента и по всем основным металлам, применяемым в машиностроении, созданы инженерные методы расчёта геометрии режущей части инструмента и оптимальных режимов обработки различных материалов. В разработке физических основ процесса резания важную роль сыграли работы учёных в области смежных наук (В. Д. Кузнецов, П. А. Ребиндер и др.).

Перед Великой Отечеств. войной 1941-1945 станкостроение выпускало станки многих типов (в т. ч. агрегатные и специальные) с высокой степенью автоматизации, чему способствовали научно-исследовательские работы, выполненные в АН СССР, отраслевых институтах и специализированных лабораториях. Первые проекты автоматических линий из агрегатных станков были разработаны в ЭНИМСе ещё в 1936. В годы войны станки-автоматы, автоматические и полуавтоматические линии сыграли важную роль в массовом производстве вооружения при нехватке рабочей силы (только одна полуавтоматическая линия для расточки и сверления отверстий в корпусных деталях танка Т-34 заменила 19 тяжёлых расточных и радиально-сверлильных станков и высвободила 36 квалифицированных рабочих). В это же время значительно увеличился типаж станков (лишь одно конструкторское бюро под руководством Г. И. Неклюдова разработало около 190 типов оригинальных станков для производства миномётного вооружения).

В первые послевоенные годы научно-исследовательские и проектные институты работали над проблемами скоростного резания. Одно из основных условий перехода на повышенные скорости обработки - автоматизация управления станками путём электрификации и гидрофикации привода. В 1946 в ЭНИМСе был разработан бесступенчатый ионный электропривод станков с электронным управлением, сконструированы (Н. А. Волчек, Ю. Б. Эрпшер) для автотракторной промышленности автоматические линии из 14, 45 и 25 агрегатных станков, основанные на принципе сквозного (поточного) прохода деталей, транспортируемых с помощью гидропривода. В создании станков-автоматов и автоматических линий участвовали также ВНИИ, ВНИИАШ и др. научно-исследовательские институты. Основы теории проектирования станков-автоматов разработаны Г. А. Шаумяном (1948). Впервые в мировой практике был спроектирован и построен в 1949 (начал работать в 1950) комплексно-автоматизированный завод поршней.

В 50-70-х гг., выполняя задачи по улучшению отраслевой структуры промышленности и техническому перевооружению народного хозяйства, отраслевые НИИ и конструкторские бюро уделяли особое внимание проектированию и отработке конструкций прецизионных станков, тяжёлых и уникальных станков, станков для электрофизической и электрохимической обработки (ультразвуковой, электроэрозионной, лазерной, плазменной и др.), многооперационных станков с автоматической сменой инструментов, станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Для заводов, выпускающих универсальные станки, к 1965 была разработана единая унифицированная серия моделей и их модификаций. Разработкой методов расчёта и конструирования станков занимались Н. С. Ачеркан, В. С. Васильев, В. И. Дикушин, В. Ф. Кудинов, вопросами технологии - А. С. Проников, проблемами износостойкости станков - Д. Н. Решетов.

Освоение выпуска новых машин и оборудования, связанное с применением жаропрочных, нержавеющих, эрозионностойких, тугоплавких и др. труднообрабатываемых материалов, потребовало разработки новых инструментальных материалов, изменения конструкций режущего инструмента, иного подхода к выбору рациональных условий обработки резанием. В конце 50 - начале 70-х гг. на основе работ института физики высоких давлений АН СССР (А. Ф. Верещагин) и института сверхтвёрдых материалов АН УССР (В. Н. Бакуль) созданы сверхтвёрдые инструментальные материалы - синтетические алмазы, эльбор, гексанит и др. СССР занимает ведущее место в мире по производству сверхтвёрдых материалов. Так, предназначенный для обработки высокотвёрдых сложнолегированных сплавов эльбор (его производство впервые освоено ленинградским абразивным заводом 'Ильич') экспортируется во многие страны. В создании новых инструментов и материалов большое значение имели работы Г. Н. Сахарова, В. Н. Слесарева, Н. Е. Филоненко-Бородича, Д. Ф. Шпотаковского и др. Теорию обработки металлов резанием обогатили труды Н. Н. Зорева, М. В. Касьяна, Т. Н. Лоладзе и др. Важную роль в развитии прогрессивных методов механической обработки металлов сыграли рабочие-новаторы: Г. С. Борткевич, С. И. Бушуев, П. Б. Быков, В. А. Карасёв, В. А. Колосов, В. К. Семинский и мн. др.

В области технологии машиностроения в 50-70-х гг. проведены многочисленные научные исследования и решены проблемы адаптивного управления станками (Б. С. Балакшин), групповой обработки (С. П. Митрофанов), контактной жёсткости (Э. В. Рыжов), определения влияния различных факторов на точность обработки и качество поверхности (П. Е. Дьяченко). В разработке проблем технологии машиностроения участвовали также М. Е. Егоров, В. С. Корсаков и др. Советским учёным (И. В. Кудрявцеву, Е. Г. Коновалову, С. В. Серенсену и др.) принадлежит приоритет в разработке основ упрочняющей технологии, при которой в процессе механической обработки улучшаются свойства материалов в направлении, обеспечивающем повышенную эксплуатационную надёжность и долговечность изделий.

В 10-й пятилетке (1976-80) отраслевые научно-исследовательские, проектные и технологические институты, конструкторские бюро заводов работают над созданием автоматического оборудования с малогабаритными электронными системами числового программного управления (ЧПУ) и контроля, улучшением структуры выпускаемого металлообрабатывающего оборудования (станки с ЧПУ, тяжёлые, уникальные и высокоточные станки, специальные станки и автоматические линии, в том числе переналаживаемые комплексные линии, комплекты высокопроизводит. оборудования с управлением от ЭВМ), созданием новогометаллообрабатывающего инструмента из природных и синтетических алмазов, минералокерамических и др. сверхтвёрдых материалов, абразивных материалов высокой стойкости. В этих работах участвуют ЭНИМС и его филиалы (в Армянской ССР и Литовской ССР), ВНИИ, ВНИИалмаз, Украинский НИИ станков и инструментов, технологический институт Оргстанкинпром, другие институты и широкая сеть конструкторских бюро во многих союзных республиках.

Между странами - членами СЭВ заключены соглашения о совместной разработке основных научно-технических проблем в области металлообработки: создании и усовершенствовании станков с ЧПУ, создании единого программного языка, методов испытаний станков, норм точности, унификации систем и элементов управления и т. д. При этом достигается более высокий уровень концентрации научно-исследовательского потенциала в социалистических странах.

См. также Станкостроение , Инструментальная промышленность , Обработка металлов резанием , Металлорежущий станок , Металлорежущий инструмент , Инструмент алмазный .

А. А. Пархоменко, О. А. Владимиров, Л. И. Леей, Д. Л. Юдин .

Периодические издания: 'Машиноведение' (с 1965), 'Вестник машиностроения' (с 1921), 'Известия АН СССР. Механика твёрдого тела' (с 1966), 'Стандарты и качество' (с 1927), 'Машиностроитель' (с 1931),'Приборостроение'(с 1956), 'Измерительная техника' (с 1939), 'Металловедение и термическая обработка металлов' (с 1955), 'Сталь' (с 1941), 'Литейное производство' (с 1930), 'Сварочное производство' (с 1930), 'Автоматическая сварка' (с 1948), 'Кузнечно-штамповочное производство' (с 1959), 'Станки и инструмент' (с 1930) и другие отраслевые журналы.

Металлургическая наука, техника и технология

Русские учёные внесли большой вклад в науку о металлах, в развитие техники и технологии их производства. В 1763 М. В. Ломоносов опубликовал 'Первые основания металлургии или рудных дел', в которых рассмотрел ряд проблем, связанных с добычей руд и получением металлов. В 60-х гг. И. И. Ползунов построил первую доменную воздуходувку, приводимую в движение силой пара. В. В. Петров, открывший в 1802 явление электрической дуги, указал на возможность её применения для электроплавки и восстановления металлов из окислов. Труды

П. Г. Соболевского по получению ковкой платины и изготовлению из неё изделий (1826) положили начало порошковой металлургии. П. П. Аносов разработал новые способы выплавки стали высокого качества, положил начало металлургии легированных сталей, впервые применил микроскоп для исследования структуры металла (1831). Классические работы Д. К. Чернова в области кристаллизации стального слитка, фазовых превращений в стали, строения металлов и сплавов послужили фундаментом для создания современного металловедения и термической обработки металлов. Наследие Чернова творчески развивали А. А. Байков, А. А. Ржешотарский, Н. С. Курнаков и др. Крупный вклад в теорию и практику доменного процесса внесли М. А. Павлов и М. К. Курако. Одну из первых в Европе мартеновских печей построил в 1870 А. А. Износков; Д. К. Чернов (1872) и К. П. Поленов (1875-76) предложили т. н. русское бессемерование - разновидность бессемеровского процесса, обеспечивающую переработку малокремнистых чугунов. Братья А. М. и Ю. М. Горяиновы разработали и внедрили технологию мартеновской плавки на жидком чугуне (1894). На основе научных трудов, открытий и изобретений русских учёных, инженеров и практиков-металлургов развивалась металлургическая промышленность, улучшались конструкции агрегатов, совершенствовались технологические процессы. Однако создать мощную металлургию в условиях дореволюционной России не представлялось возможным.

Октябрьская революция 1917 дала мощный толчок развитию производительных сил, в том числе металлургии. Восстановление и развитие чёрной и цветной металлургии на базе электрификации явилось одной из основных задач плана ГОЭЛРО. В годы 1-й пятилетки (1929-32) было развёрнуто строительство крупных металлургических предприятий, а также заводов тяжёлого машиностроения, выпускающих оборудование и машины для металлургической промышленности.

До 1917в стране не существовало металлургических научно-исследовательских институтов. На ряде заводов (Путиловском, Обуховском и др.) и на кафедрах горно-металлургических вузов имелись небольшие научно-исследовательские лаборатории. За годы Советской власти созданы научные центры - Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР, Центральный НИИ чёрной металлургии им. И. П. Бардина (ЦНИИчермет), Украинский НИИ металлов (Харьков), Украинский НИИ специальных сталей, сплавов и ферросплавов (Запорожье), Институт чёрной металлургии (Днепропетровск), Донецкий НИИ чёрной металлургии, Научно-исследовательский и проектный институт металлургии и обогащения АН Казахской ССР, Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (Гиредмет), Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (Гинцветмет), Институт металлургии и Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР и мн. др. Научными кадрами высокой квалификации располагают и металлургические вузы страны. Работы советских учёных в значительной мере определили и определяют научно-технический прогресс в области металлургии. Исследованы физико-химические основы металлургических процессов и на этой базе разработаны способы интенсификацииметаллургического производства, усовершенствованы технологические процессы и созданы новые.

Существенно расшириласьметаллургическая база страны. Наряду с Югом, Уралом и Центром страныметаллургические заводы создавались в Западной и Восточной Сибири, в Казахстане, Узбекистане, Грузии, Азербайджане и на Дальнем Востоке. В крупную базу по производству металла превратились районы Севера и Северо-Запада. Большую роль в реконструкции и строительстве предприятий металлургии сыграл Государственный институт по проектированию металлургических заводов (Гипромез), основанный в Ленинграде в 1926. В 1930 институт создал проект типовой доменной печи объёмом 930-1000 м3. С 1936 по проекту Гипромеза строились уникальные по тому времени доменные печи объёмом 1300 м3, а затем 2000 м3. В начале 70-х гг. объёмы советских доменных печей возросли до 2700-3200 м3, а в 1974 на Криворожском металлургическом заводе им. В. И. Ленина вступила в строй самая мощная в мире доменная печь объёмом 5000 м3. СССР располагает крупнейшими в мире мартеновскими печами ёмкостью до 600 т и двухванными печами той же мощности, кислородными конвертерами ёмкостью 300-350 т, электропечами ёмкостью 100 и 200 т. На ряде заводов действуют станы горячей прокатки производительностью до 4 и более млн. т проката в год.

Научно-технический прогресс характерен для всех стадий металлургического производства - от подготовки исходных материалов до выпуска готовой продукции. В важнейших горнорудных бассейнах построены обогатит. фабрики. Технический прогресс в обогащении руд характеризуется улучшением применяемых технологических схем и методов, совершенствованием оборудования, увеличением глубины обогащения, обусловленным повышенными требованиями современной металлургии к сырым материалам, а также вовлечением в эксплуатацию всё более бедных труднообогатимых руд. Разработаны и внедрены в промышленность технологические схемы, обеспечивающие комплексное использование сырья, в том числе полиметаллических руд. Ещё в годы довоенных пятилеток и особенно после войны получило развитие агломерационное производство. Построены крупнейшие в мире агломерационные фабрики. В 60-х гг. освоено производство офлюсованных окатышей из тонкоизмельчённого железорудного концентрата.

За годы Советской власти возникла и развилась коксохимическая промышленность, освоена прогрессивная технология коксования. Коксохимическое производство развивается в направлении строительства всё более мощных коксовых батарей с печами большой ёмкости, внедрения бездымной загрузки шихты и сухого тушения кокса, механизации и автоматизации обслуживания коксовых печей, совершенствования процессов улавливания и переработки химических продуктов коксования, ассортимент которых включает (70-е гг.) свыше 200 наименований. Наряду с коксовыми печами объёмом 30 м3 и высотой 5-6 м сооружаются печи объёмом более 40 м3 и высотой 7 м. Годовая производительность коксовой батареи из 65 таких печей превышает 1 млн. т кокса.

Индустриализация страны, быстрое развитие чёрной металлургии и др. отраслей народного хозяйства обусловили форсированное наращивание мощностей по производству огнеупоров. В дореволюционной России производство огнеупоров носило полукустарный характер. Многие виды огнеупорных изделий (например, для доменных и коксовых печей) импортировались. К концу 30-х гг. нужды страны почти полностью обеспечивались отечеств. огнеупорами. В годы Великой Отечественной войны 1941-45 около половины предприятий огнеупорной промышленности были разрушены. Их восстановление сопровождалось техническим перевооружением, особенно усилившимся в 60-70-х гг. Благодаря научным исследованиям, проводимым учёными совместно с работниками огнеупорной промышленности, повысилось качество изделий, увеличился их ассортимент, освоено производство ряда новых огнеупоров (смолосвязанных для кислородных конвертеров, плотных каолиновых для шахт доменных печей, высокоглинозёмистых, высокоплотных динасовых, периклазо-шпинелидных, изделий для установок вакуумирования, непрерывной разливки стали и др.), расширилась сырьевая база.

Решающим звеном в интенсификации доменного производства явилось применение кислорода и природного газа. Опытные плавки с использованием дутья, обогащенного кислородом, были начаты в СССР на Чернореченском химическом заводе в 30-е гг. В 1940-41 опыты были продолжены на доменной печи Днепропетровского заводаметаллургического оборудования. В более широких масштабах доменный процесс на кислородном дутье исследовался на опытной печи Новотульского завода в 1948-53. В 1957 на заводе им. Петровского (Днепропетровск) впервые в мире был применен природный газ, что позволило значительно снизить расход кокса. Год спустя по этой технологии работало уже 12 доменных печей. В сочетании с дутьём, обогащенным кислородом, применение природного газа обеспечивает стабильность работы доменной печи и улучшение технико-экономических показателей плавки. Уже в начале 70-х гг. свыше 80% чугуна выплавлялось в СССР с применением природного газа и около 60% - с. использованием кислорода. Большой эффект для роста производительности доменных печей даёт повышение давления газов на колошнике и температуры дутья до 1200 |С.

В сталеплавильном производстве, как и в доменном, важное средство интенсификации технологического процесса - использование кислорода и природного газа. Первые опыты применения обогащенного кислородом дутья в мартеновской печи были проведены ещё до войны на московском заводе 'Серп и молот' и горьковском заводе 'Красное Сормово'. С 1948 эти исследования в более широких масштабах осуществлялись на заводах 'Серп и молот', 'Запорожсталь', 'Азовсталь' и др. Дальнейшие эксперименты, выполненные ЦННИчерметом совместно с заводом 'Запорожсталь', показали, что при обогащении дутья мартеновской печи кислородом примерно до 30% и продувке кислородом в период кипения производительность печи может быть повышена на 40-50% с одновременным снижением удельного расхода топлива на 30-40%. К концу 70-х гг. до 80% мартеновской стали будет выплавлено с обогащением дутья кислородом. При использовании в качестве топлива высококалорийного природного газа упрощается конструкция мартеновской печи, облегчаются регулирование и автоматизация теплового процесса. В конце 60-х - начале 70-х гг. на ряде заводов, на базе мартеновских печей созданы высокопроизводительные двухванные печи. Начиная с середины 50-х гг., непрерывно расширяется производство стали в кислородных конвертерах. Н. -и. работы по использованию кислорода в конвертерных процессах в широких масштабах были осуществлены ещё в 40-х гг. под руководством И. П. Бардина. В 1956 на заводе им. Петровского был пущен первый в СССР кислородно-конвертерный цех. Применение конвертеров на кислородном дутье обеспечивает высокое качество выплавляемой стали и по сравнению с мартеновским производством экономит капиталовложения на 20-25%, повышает производительность труда на 25-30% и снижает себестоимость металла на 2-4%.

Большие успехи были достигнуты в электросталеплавильном производстве. Создание в СССР авиационной, автомобильной и других новых отраслей промышленности обусловило высокие темпы развития электрометаллургии. Уже в 1935 СССР по выплавке электростали вышел на 1-е место в Европе. В начале 70-х гг. в СССР работали сотни дуговых печей, в том числе 13 ёмкостью 100 и 200 т. Важное направление научно-технического прогресса - увеличение удельной мощности электропечей, в связи с чем заметно повысилась мощность печных трансформаторов. Разработано много научных и технических усовершенствований, обеспечивающих интенсификацию электрометаллургического производства и повышение качества выплавляемого металла: электромагнитное перемешивание металла в ванне печи, автоматическое регулирование положения электродов, совмещение процессов расплавления шихты и окисления примесей, применение кислорода для ускорения процесса плавки и частичного обезуглероживания металла, обработка стали в ковше синтетическими шлаками, аргонокислородная продувка металла в ковше и др.

Большое внимание уделяется проблеме рафинирования расплавленной стали после выпуска её из печи. Ещё в 1940-41 под руководством А. М. Самарина были разработаны принципы дегазации металла в ковше под вакуумом. В дальнейшем внепечная вакуумная обработка расплавленных металлов прочно вошла в практику металлургических имашиностроительных заводов, позволяя в 2-3 раза уменьшить содержание водорода, кислорода, азота и неметаллических включений в слитках, идущих для производства изделий ответственного назначения.

Развитие науки и техники позволило в 60-х гг. использовать в электрометаллургии новые процессы - плавку стали и сплавов в высокочастотных индукционных печах, дуговую и индукционную плавку в условиях вакуума, электрошлаковый переплав (разработанный в СССР учёными Института электросварки им. Е. О. Патона), а также комбинированные процессы. Разработаны и внедрены в промышленность прогрессивные способы получения высококачественных сталей и специальных сплавов - переплав в электроннолучевых и плазменнодуговых печах. Металл, полученный этими способами, характеризуется высокой однородностью, низким содержанием серы и неметаллических включений, что повышает срок службы и степень надёжности изготовленных из него изделий.

Всё шире применяется процесс непрерывной разливки стали, имеющий очевидные преимущества перед разливкой в изложницы; разработка этого процесса осуществлялась в 40-х гг. под руководством И. П. Бардина. Получает распространение совмещение процессов непрерывного литья и прокатки. Наряду с совершенствованием доменного процесса ведутся работы по созданию и внедрению промышленных способов прямого получения железа. Большое значение для развития чёрной металлургии имеет проводимая в СССР разработка непрерывных металлургических процессов и агрегатов для их осуществления.

Заметных достижений добилась ферросплавная промышленность, созданная за годы Советской власти. Сооружен ряд заводов, постоянно расширяется сортамент выпускаемой продукции, совершенствуется технология производства ферросплавов, улучшается их качество. Разработаны и построены закрытые дуговые печи, внедрено различное вспомогательное оборудование. В результате усовершенствования технологических процессов, их интенсификации снизился удельный расход электроэнергии при выплавке различных сплавов, улучшилось использование установленной мощности. Значительные работы проведены на ферросплавных заводах по механизации трудоёмких процессов. Механизирована загрузка шихты в печи, на ряде заводов установлены разливочные машины ленточного типа.

А. С. Федоров .

Цветная металлургия - одна из ведущих отраслей промышленности, в значительной мере определяющая технический прогресс всего народного хозяйства. История добычи руд и получения из них цветных металлов в районах Урала, Алтая и Сибири насчитывает много столетий. Советская цветная металлургия зародилась одновременно с разработкой плана ГОЭЛРО. Восстановление разрушенных Гражданской войной и интервенцией предприятий цветной металлургии, в первую очередь по производству меди, свинца, цинка, сопровождалось их реконструкцией на основе достижений науки и техники, с использованием научных трудов А. А. Байкова, В. Я. Мостовича, Г. Г. Уразова и др. Отражат. плавка медных концентратов, шахтная плавка свинцовых руд, электролиз металлов были основными направлениями развития технологии производства в цветной металлургии.

В годы довоенных пятилеток в СССР были созданы алюминиевая, никель-кобальтовая, вольфрамомолибденовая, твердосплавная, магниевая подотрасли цветной металлургии. Ведущую роль в проектировании и строительстве новых предприятий по производству цветных металлов на основе прогрессивных технологических схем выполнили организованные в 20- 30-е гг. научно-исследовательские и проектные институты Механобр, Гинцветмет и Гипроцветмет.

В дальнейшем было создано около 40 специализированных институтов цветной металлургии.

На технический прогресс в медной, свинцово-цинковой, вольфрамомолибденовой промышленности решающее влияние оказало развитие флотационного метода обогащения руд с получением медных, свинцовых, цинковых, вольфрамовых и молибденовых концентратов, а также развитие процессов агломерации концентратов и обжига их в кипящем слое передметаллургической переработкой. Разработка технологии и проектирование новых заводов по производству меди, свинца, цинка проводились институтами Гипроцветмет, Гинцветмет, Унипромедь, ВНИИцветмет, Казгипроцветмет. Большой вклад в развитие заводов по производству этих металлов внесли Ф. М. Лоскутов, В. А. Ванюков, А. Н. Вольский, В. И. Смирнов, Д. М. Чижиков и др.

Развитие производства отечественного алюминия и магния связано с именами Н. П. Асеева, П. П. Федотьева, П. Ф. Антипина, А. И. Беляева, В. А. Пазухина. В предвоенные годы научно и практически определились способы производства глинозёма из бокситов, методы получения алюминия и его сплавов. В СССР впервые в мире была разработана технология и осуществлена комплексная переработка нефелинов и другого небокситового сырья на глинозём, содопродукты и цемент. Перед Великой Отечественной войной 1941-45 по проектам Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (ВАМИ) впервые в стране были освоены электролизёры с самообжигающимися анодами, а в послевоенные годы созданы мощные электролизёры с верхним токоподводом.

Успешному техническому развитию производства никеля и кобальта содействовали работы института Гипроникель, организованного в 1934. Крупный вклад во внедрение флотационного разделения медно-никелевого файнштейна внёс И. Н. Масленицкий. Значение производства никеля и других легирующих металлов (кобальта, вольфрама, молибдена) особенно возросло в годы Великой Отечественной войны 1941-45.

Развитию производства платины и платиновых металлов способствовали работы И. И. Черняева. И. Н. Плаксин разработал основы амальгамационных процессов извлечения золота из руд и продуктов обогащения, создал современную теорию планирования золотых руд.

В 50-х гг. началось интенсивное развитие отечеств. промышленности по производству редких и редкоземельных металлов, полупроводниковых материалов. С институтом Гиредмет, научным руководителем которого почти 30 лет был Н. П. Сажин, связано решение таких проблем, как освоение производства монокристаллов германия, создание методов переработки сурьмяных и висмутовых руд, производство титана, циркония и ниобия, применение в производстве редких металлов электроннолучевой и плазменной плавки. Большой вклад в разработку технологии получения и в освоение производства полупроводниковых материалов внесли Б. А. Сахаров, К. А. Большаков, Е. М. Савицкий. Рост производства и высокие требования к чистоте материалов обусловили создание новых специальных методов, таких, как хлорная технология, процессы сорбции и экстракции, водородное восстановление, электроннолучевые процессы, методы кристаллофизической очистки и выращивания монокристаллов.

Создание титановой промышленности в первые послевоенные годы основано на развитии институтами Гиредмет и ВАМИ техники и технологии производства металлического титана из ильменитовых концентратов, на разработке и внедрении шахтных электропечей и печей большой производительности для хлорирования в расплаве солей.

По мере увеличения производства цветных металлов, совершенствования техники и технологии расширялось рациональное использование природных ресурсов, вовлекались в эксплуатацию месторождения с более низким, но рентабельным содержанием металлов в рудах. Важное значение приобрели работы по комплексному использованию сырья. Значительное развитие получили автоклавные и сорбционные процессы, работы по синтезу сорбентов и экстрагентов для различных процессов цветной металлургии и по созданию промышленной аппаратуры для непрерывной противоточной сорбции из пульп и растворов.

Разработка и внедрение гидрометаллургических схем и совершенствование пирометаллургических процессов на основе применения кислорода, электротермии, природного газа способствовали повышению комплексного использования сырья и интенсификации производства. В частности, по разработкам института Гинцветмет осуществлено применение природного газа в металлургии меди и свинца, внедрена кислородно-взвешенная плавка медных сульфидных концентратов.

Современный период развития цветной металлургии характеризуется широким внедрением технологических схем переработки руд и концентратов, обеспечивающих комплексное использование сырья. Исследованы и осваиваются комбинированные автогенные процессы для переработки сложных медно-цинковых, свинцово-цинковых и других концентратов (кивцэтная плавка и др.). Успешно развиваются электротермические процессы с применением электропечей большой мощности (до 50 Мва ) . Продолжается внедрение высокоэффективных методов хлорной металлургии и гидрометаллургических процессов. Для получения тонкодисперсных чистых металлов, их соединений и сплавов, в особенности тугоплавких, разрабатываются процессы с применением низкотемпературной плазмы.

Особое место при создании новых технологических процессов занимают вопросы рационального использования сырья и охраны окружающей среды, разработка и внедрение технологических схем и процессов, не имеющих промышленных стоков и выбросов в атмосферу.

П. Ф. Ломако .

Завершающее звено производства в чёрной и во многих отраслях цветной металлургии и в машиностроении - прокатка. Прокатное производство в России начало развиваться с конца 19 в. В 1913 работало 205 прокатных станов разного назначения, но в основном это были мелкие станы устаревших конструкций. В середине 20-х гг. курс на реконструкцию промышленности и индустриализацию страны потребовал создания ряда конструкторских металлургических учреждений. В 1924 при ВСНХ под руководством В. Е. Грум-Гржимайло было организовано Государственное бюро металлургических и теплотехнических конструкций (с 1930 'Стальпроект'), вскоре разработавшее первый проект сортового прокатного стана с тремя рабочими клетями-трио, а также ряд нагревательных печей для прокатных станов. С 1926 проекты прокатных цехов и станов разрабатывались также в Гипромезе. В конце 20-х - начале 30-х гг. Старокраматорский завод создал станы для прокатки легированных сталей, которые были установлены на заводах 'Электросталь', 'Серп и молот' и др. В 1932 на Ижорском заводе были созданы 2 первых советских блюминга, установленные год спустя на Днепродзержинском и Макеевском металлургических заводах. Производство прокатных станов и другого тяжёлого металлургического оборудования значительно расширилось после ввода в строй крупнейших заводов тяжёлого машиностроения - Уральского (УЗТМ) и Новокраматорского (НКМЗ), а также после реконструкции Ижорского завода.

В 1945 организовано Центральное конструкторское бюрометаллургического машиностроения (ЦКБММ), реорганизованное затем во Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институтметаллургического машиностроения (ВНИИМЕТМАШ). Этот институт, возглавляемый А. И. Целиковым, в 50-60-х гг. создал ряд конструкций прокатных станов для новых технологических процессов - производства тонких и бесшовных труб, листов перем. толщины, ребристых труб, профильного металла периодического сечения, винтов, шаров, втулок и т. д. институтом разработаны также станы значительно более высокой производительности по сравнению с применявшимися (в т. ч. заготовочные непрерывные станы, среднесортные, трубопрокатные, трубосварочные). Совместно с Электростальским заводом тяжёлого машиностроения (ЭЗТМ) созданы непрерывные трубопрокатные станы, производительность которых в 3 раза выше, чем существовавших ранее, и трубосварочный стан со скоростью выхода трубы до 20 м/сек, т. е. в 2,5 раза выше, чем было до этого в мировой практике. Крупное достижение ВНИИМЕТМАШа и ЭЗТМ - создание принципиально нового трубопрокатного агрегата со станом 'тандем', что позволило резко повысить качество труб и автоматизировать процесс. В 60-е гг. начато создание литейно-прокатных агрегатов, совмещающих процессы непрерывного литья и прокатки. Такие агрегаты применяются как в чёрной, так и в цветной металлургии.

Прокатное производство в СССР продолжает развиваться в направлении улучшения качества и расширения сортамента продукции. Прокатные цехи оснащаются высокопроизводительными станами и отделочным оборудованием, широко применяется автоматический контроль работы механизмов прокатных станов, расширяется термическая обработка проката с целью повышения его прочности. Станы оборудуются средствами комплексной автоматизации с применением ЭВМ. Разрабатываются методы неразрушающего контроля качества металла. Всё большую роль играют непрерывные и полунепрерывные процессы прокатки. Более 85% тонкого листа, например, выпускается на широкополосовых станах горячей прокатки непрерывного и полунепрерывного действия. Значительный экономический эффект даёт производство листового и полосового металла с защитными покрытиями методами лужения, горячего цинкования, хромирования и др. Налажено производство 2-слойного (биметаллического) проката. Выпускается широкий ассортимент коррозионностойких, антифрикционных, электротехнических и других биметаллов.

Большой прогресс достигнут в области производства труб. Если до Великой Отечественной войны 1941-45 трубные заводы и цехи оснащались главным образом импортным оборудованием, то в послевоенные годы все новые трубные станы изготовлены отечеств. машиностроительными заводами по советским проектам. К числу наиболее совершенных агрегатов относятся непрерывный трубопрокатный агрегат 30-102, трубопрокатный агрегат с трёхвалковым станом, непрерывные агрегаты печной сварки труб, агрегаты для производства сварных труб большого диаметра, новые трубоэлектросварочные станы, станы холодной прокатки и др. Большие успехи достигнуты в области создания нагревательного оборудования для трубного производства: внедрены кольцевые методические печи и печи непрерывного скоростного нагрева труб. Организовано производство высокопрочных электросварных труб большого диаметра для магистральных газо- и нефтепроводов, труб из нержавеющей и легированной стали, а также покрытых цинком, алюминием и др. металлами. По степени использования мощностей, производительности трубопрокатных агрегатов и выпуску труб Советский Союз опережает др. страны, в том числе и такие технически развитые, как США, Великобритания, ФРГ, Япония.

Научно-технический прогресс непрерывно выдвигает новые требования к качеству металла и его сортаменту. Для решения этих задач необходимо освоить прокатку многих принципиально новых изделий, создать новые процессы прокатки и экономичные специализированные станы для их реализации.

Периодические издания: 'Сталь' (с 1941), 'Металлург' (с 1956), 'Цветные металлы' (с 1926), 'Заводская лаборатория' (с 1932), 'Кокс и химия' (с 1931), 'Огнеупоры' (с 1933) и др.

См. также Металлургия , Чёрная металлургия , Цветная металлургия .

А. С. Федоров.

Строительная наука и техника

В дореволюционной России строительная наука характеризовалась сравнительно высоким уровнем развития. Об этом свидетельствуют возведённые в конце 19 - начале 20 вв. весьма сложные в техническом отношении инженерные сооружения, некоторые промышленные объекты, глубокие по содержанию оригинальные исследования в области строительной механики и сопротивления материалов. Отечественная строит. наука этого периода выдвинула ряд крупных учёных. Мировую известность приобрели труды Д. И. Журавского по вопросам прочности балок при изгибе, Х. С. Головина в области теории упругости, Ф. М. Ясинского по устойчивости элементов строит. конструкций, послужившие основой для разработки современных нормативных документов. В фундаментальных исследованиях А. Н. Крылова, И. Г. Бубнова, Б. Г. Галёркина были поставлены и решены принципиально новые задачи строит. механики. Результаты исследовательской инженерной деятельности А. Р. Шуляченко, И. Г. Малюги и Н. А. Белелюбского стали основополагающими для развития и совершенствования теории и технологии цемента, бетона и железобетона. В дореволюционные России не было, однако, научных учреждений по строительству, проблемы строительной науки исследовались преимущественно кафедрами вузов и отдельными высококвалифицированными инженерами-практиками.

Для выполнения задач, вставших перед молодым Советским государством в области строительства, необходимо было наряду с организацией планомерной подготовки инженерно-технических кадров строительного профиля создать отраслевые научно-исследовательские организации, способные решать проблемы, связанные с восстановлением и развитием народного хозяйства. В 1918 по инициативе В. И. Ленина был организован Научно-экспериментальный институт путей сообщения, затем были созданы Государственный экспериментальный институт силикатов, Институт минерального сырья и Керамический институт. Организация планомерных исследований в первую очередь по этим вопросам диктовалась насущными потребностями народного хозяйства: необходимо было в кратчайший срок восстановить железные дороги и ликвидировать острый недостаток в стройматериалах. Важным этапом в создании крупных научных центров по строительству явилась организация в 1927 Государственного института сооружений (ГИС), который объединил исследования по всем основным отраслям строительной науки. Создание этого института (впоследствии преобразованного в ЦНИПС - Центральный НИИ промышленных сооружений), в состав которого вошли крупнейшие учёные-строители различных специальностей, позволило выполнить исследования по важнейшим проблемам строительства, обеспечить тесную связь их с практикой (на базе ЦНИПС в дальнейшем был организован ряд основных научно-исследовательских институтов в области строительства). Развернулись работы по строительной механике, механике грунтов, по изучению теплофизических свойств стройматериалов, созданию лёгких заполнителей для бетонов и растворов на основе отходов 'горячих' производств (главным образом котельных и доменных шлаков) и др. К крупным достижениям советской строительной науки относятся разработанные в 20-х гг. смешанный метод расчёта статически неопределимых систем (А. А. Гвоздев) и кинематический метод построения линий влияния (И. М. Рабинович). Для восстановительного периода было характерным преимущественное использование в строительстве деревянных и каменных конструкций, что объяснялось острым недостатком металла в стране. Деревянные фермы с пролётом 12-18 м (а в отдельных случаях до 40 м ) применялись при строительстве большинства промышленных зданий. Строительные работы выполнялись сезонно (лишь в тёплое время года), в основном кустарными методами, с применением простейших средств механизации (кранов-укосин, шахтных подъёмников и т.п.). Однако уже в этот период началось внедрение новых технических решений строительных конструкций, в том числе стальных, и более совершенных методов производства строительных работ. В частности, существенно изменились методы изготовления деревянных конструкций. Уже в 1923 на строительстве павильонов 1-й Всесоюзной сельскохозяйственной выставки в Москве применялись деревянные фермы, рамы и арки с соединениями новых типов - на кольцевых шпонках. При строительстве здания Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) вместо брусчатых балок были применены более экономичные дощато-гвоздевые двутавровые балки и рамы с перекрёстной стенкой. Наряду с обычной кирпичной кладкой использовалась кладка из пустотных шлаковых камней, иногда довольно крупных размеров; нашли применение несущие железобетонные конструкции при возведении промышленных зданий. Т. о., восстановительный период явился начальным этапом создания и внедрения новой строительной техники. Благодаря деятельности научных центров строительная наука успешно справилась с задачами восстановительного периода и к концу 20-х гг. была уже достаточно подготовлена к решению задач, предусмотренных 5-летними планами.

Реорганизация строит. дела началась в годы первых пятилеток. Необходимость индустриализации страны в короткие сроки, неуклонное возрастание объёмов капитального строительства при ограниченных ресурсах основных стройматериалов - стали и цемента - потребовали от строительной науки изыскания наиболее рациональных конструктивных форм зданий и сооружений, создания эффективных конструкций и материалов.

В соответствии с практическими потребностями строительства основные исследования в области строит. механики в 30-е гг. были посвящены изучению стержневых систем. В частности, в этот период усовершенствованы и упрощены методы расчёта рам, обусловившие повышение надёжности сооружений. Тогда же разработаны теория расчёта тонкостенных стержней открытого профиля (В. З. Власов) и теоретические основы стеснённого кручения тонкостенных стержней замкнутого профиля (А. А. Уманский), что оказало большое влияние на дальнейшее развитие строительной механики тонкостенных пространственных систем. Большое внимание уделялось разработке методов расчёта пластинок и оболочек (Галёркин, Власов, П. Ф. Папкович и др.). Была усовершенствована теория расчёта балок и плит на упругом основании (Крылов, Н. М. Герсеванов, Б. Н. Жемочкин и др.). Основная задача в области механики грунтов состояла в создании методов расчёта и возведения фундаментов на различных грунтах, в том числе мёрзлых, просадочных, илистых и др. Основой для разработки этих методов послужили работы Герсеванова и Н. А. Цытовича. В 1934 был опубликован первый в мире курс механики грунтов, в котором широко использовались методы теории упругости. Необходимость освоения природных ресурсов Сибири и Дальнего Востока ускорила исследования вечномёрзлых грунтов, завершившиеся разработкой основ механики мёрзлых грунтов. Результатом исследований в области строит. физики явилась разработка теоретических и практических основ строит. теплотехники и рациональных методов проектирования ограждающих конструкций.

Исследования в области металлических конструкций позволили не только повысить допускаемые напряжения и усилия, но и дифференцировать их в зависимости от вида воздействий на конструкции. Наряду с этим началось изучение пластической стадии работы металлических конструкций. Необходимость переноса места изготовления стальных конструкций со строит. площадки на завод, обусловленная индустриализацией строительства, выдвинула на первый план вопрос об обеспечении не только экономичности конструкций, но и их технологичности. Это потребовало разработки научных основ типизации и унификации металлических конструкций.

Важным этапом в развитии строит. науки было предложение А. Ф. Лолейта (1931) о переходе от расчёта железобетонных конструкций по упругой стадии к расчёту по стадии разрушения. Новый метод расчёта, более экономичный и точнее отражавший работу конструкций, был экспериментально обоснован и включен в нормы проектирования. С 1932 начались исследования и разработка предварительно напряжённых железобетонных конструкций (В. В. Михайлов и др.), получивших впоследствии широкое распространение. строительство в конце 20-х - начале 30-х гг. ряда общественных зданий с большепролётными покрытиями типа оболочек (планетарий в Москве, театр в Новосибирске и др.) дало толчок к разработке методов расчёта и проектирования пространственных железобетонных конструкций (П. Л. Пастернак и др.), позволяющих при малом расходе материалов перекрывать большие пролёты. Если до 30-х гг. использовался в основном монолитный железобетон, то в период довоенных пятилеток требования индустриализации строительства и необходимость ликвидации его сезонности привели к тому, что наиболее распространённым методом производства строит. работ стал метод монтажа конструкций из элементов заводского изготовления.

В начале 30-х гг. учёные института Гипрооргстрой [позднее реорганизованного во ВНИИОМС, ныне Центральный научно-исследовательский институт организации, механизации и техпомощи строительству (ЦНИИОМТП)] сформулировали основные принципы организации строительства, технологии и механизации строительного производства (М. В. Вавилов, А. В. Барановский и др.). На их основе, с учётом опыта передовых строек, были созданы скоростные и поточно-скоростные методы производства строит. работ, сыгравшие решающую роль в деле интенсификации строительства; были также решены вопросы сокращения затрат тяжёлого ручного труда на базе механизации (а затем и комплексной механизации) основных строительно-монтажных работ.

К середине 30-х гг. методы расчёта каменных конструкций уже осваивались на большом теоретическом и экспериментальном материале (Л. И. Онищик, С. А. Семенцов и др.); были изучены особенности работы каменной кладки и различных видов камня и растворов, а также факторы, влияющие на прочность кладки. Это позволило повысить напряжения в каменных конструкциях и соответственно снизить расход стройматериалов. Исследования прочности кладки, выполненной методом замораживания раствора, обеспечили возможность возведения зданий в зимнее время без применения тепляков.

Исследования в области деревянных конструкций (Г. Г. Карлсен и др.) позволили в 30-х гг. значительную часть несущих конструкций зданий и различных сооружений (градирни, эстакады, транспортёрные галереи и т. п.) изготовлять из дерева.

В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 ввиду ограниченных возможностей применения металла и железобетона вновь расширилось использование деревянных и каменных конструкций. Основные усилия научно-исследовательских организаций были направлены на создание норм проектирования конструкций в условиях военного времени, а начиная с 1943 - на разработку рекомендаций по эффективным методам восстановления зданий и сооружений.

В послевоенные годы был создан ряд научно-исследовательских институтов строительного профиля в союзных республиках; некоторые из этих институтов стали крупными научными центрами, учитывающими при решении практических задач строительства весь комплекс местных условий (климатические и геологические особенности, сырьевые ресурсы, индустриальная база и др.). Большое научное и практическое значение имеют проводимые республиканскими институтами исследования в области строительной механики, сейсмостойкого строительства, строительных конструкций и материалов (Институт строительной механики и сейсмостойкости АН Грузинской ССР, Институт механики и сейсмостойкости сооружений АН Узбекской ССР, Институт строительства и архитектуры Госстроя БССР и др.).

Для конца 40-х - начала 50-х гг. характерно особенно быстрое развитие строительной науки, расширение и углубление её связей со строит. производством, что было обусловлено необходимостью скорейшего восстановления народного хозяйства, а также огромным объёмом капитального строительства. Начался переход к индустриальным методам строительства; развёртываются научно-исследовательские работы сначала в области крупноблочного, а затем крупнопанельного домостроения. Примером активного влияния науки на решение народно-хозяйственных задач является комплексная разработка в конце 40-х - начале 50-х гг. основных принципов крупнопанельного строительства, объёмно-планировочных и конструктивных решений крупнопанельных жилых домов, методов заводской технологии изготовления крупноразмерных конструкций (панелей), а также способов производства монтажных работ (коллектив учёных во главе с Г. Ф. Кузнецовым), что дало возможность в широких масштабах развернуть крупнопанельное жилищное строительство. Сборный железобетон стал основой индустриализации строительства. Результаты научно-исследовательских работ, в большом объёме развёрнутых в НИИ бетона и железобетона, позволили улучшить качественные характеристики бетона (Б. Г. Скрамтаев и др.), внедрить предварительно напряжённые конструкции, обладающие повышенной жёсткостью и трещиностойкостью, использовать эффективные виды арматурной стали.

Всесторонние исследования были проведены с целью создания искусств. пористых заполнителей и на их основе - конструктивно-теплоизоляционных, лёгких и ячеистых бетонов (Н. А. Попов и др.). В 50-х гг. начались разработка и внедрение бетонов специальных видов (гидротехнического, жаростойкого, кислотоупорного и др.), созданы теоретические основы долговечности бетона (В. М. Москвин и др.). Разработаны научные основы и практические рекомендации по ведению бетонных работ при отрицательных температурах (С. А. Миронов, В. Н. Сизов и др.).

Большое влияние на развитие форм стальных конструкций оказали достижения в области сварки. Изучение прочности сварных соединений, особенно исследования Института электросварки им. Е. О. Патона, а также разработка методов автоматической сварки обеспечили её надёжность и технологичность. Сварка стала основным способом соединения элементов стальных конструкций. При этом заметно упростилась форма конструкций, снизились их масса и трудоёмкость изготовления.

В 50-х гг. начались теоретические и экспериментальные исследования клеёных деревянных конструкций, послужившие основой создания индустриальных методов изготовления таких конструкций. С конца 60-х гг. конструкции из клеёной древесины уже применялись в значит. объёме, преимущественно в сельскохозяйственных зданиях и промышленных зданиях с химически агрессивной средой.

В строительной механике в связи с требованиями облегчения и повышения гибкости конструкций интенсивно разрабатывались вопросы устойчивости (А. Ф. Смирнов, А. С. Вольмир, В. В. Болотин и др.). Задача более полного использования прочности материалов обусловила необходимость исследования работы конструкций за пределами упругости и разработку соответственных методов расчёта. Весьма плодотворным оказался метод предельного равновесия, разработанный на основе фундаментальных исследований Гвоздева. Для решения широкого класса задач нашла применение теория расчёта составных стержней (А. Р. Ржаницын). Получили развитие методы расчёта оболочек (Власов, А. Л. Гольденвейзер и др.). Методы расчёта каркасных и крупнопанельных зданий, разработанные как для обычных, так и для особых условий возведения (районы сейсмической активности, просадочные грунты, горные выработки и т.п.), обеспечили возможность массового строительства этих зданий. Разработаны и внедрены методы расчёта строит. конструкций на динамические нагрузки от машин и оборудования новых видов, ветра, морского волнения и т. п. Создана теория виброизоляции и виброгашения. Достижения динамики сооружений были использованы при разработке методов расчёта сооружений на сейсмические воздействия (К. С. Завриев и др.). Значит. развитие получили исследования в области статистических (вероятностных) методов оценки надёжности конструкций и сооружений (Н. С. Стрелецкий, Болотин). Крупнейшим достижением советской строительной науки, получившим признание во всём мире, является создание принципиально нового метода расчёта конструкций по предельным состояниям (Стрелецкий, В. М. Келдыш, Гвоздев, И. И. Гольденблат и др.). Введение этого метода в строительные нормы и правила в качестве основополагающего расчётного принципа ознаменовало собой переход к высокоэкономичному проектированию конструкций. Применение нового метода обеспечивает необходимую надёжность сооружений и существенно снижает расход материалов.

Успешному развитию строит. механики во многом способствовало внедрение средств вычислит. техники. Применение ЭВМ для решения сложных и трудоёмких задач началось в 60-х гг., оно обусловило развитие численных методов расчёта и широкое использование в расчётной практике теории матриц (А. Ф. Смирнов). Без применения ЭВМ и разработки необходимого математического аппарата оказалось бы невозможным не только решение, но и сама постановка многих задач современной строительной механики. Большое достижение в области механики грунтов - теоретическое обоснование новой расчётной схемы основания, точнее отражающей реальные условия работы грунта. С помощью этой модели были разработаны экономичные методы расчёта свайных фундаментов в мёрзлых грунтах и оснований под опорами глубокого заложения.

В области строит. физики проведены комплексные исследования тепло- и звукоизоляции и долговечности ограждающих конструкций для новых типов зданий, в том числе крупнопанельных, что позволило обеспечить высокую эксплуатационную надёжность последних.

Основная задача современной строительной науки - изыскание резервов снижения расхода материалов, а также стоимости, трудоёмкости и сроков строительства при одновременном повышении качества конструкций, зданий и сооружений. Значительную роль в решении этой задачи отводится методам расчёта зданий и сооружений как единых пространственных систем. В 70-х гг. начата разработка таких методов (с использованием ЭВМ). Получают дальнейшее развитие метод предельных состояний и теория надёжности, что создаёт необходимые условия для перехода к расчёту зданий и сооружений вероятностными методами. Повышение качественных характеристик бетона в железобетонных конструкциях, создание быстротвердеющих бетонов, не требующих тепловой обработки для ускорения их твердения, увеличение объёма применения и улучшение свойств лёгких и ячеистых бетонов - одна их первоочередных задач строит. науки. В 10-й пятилетке в строительстве всё шире применяются предварительно напряжённые и комбинированные конструкции, внедряются лёгкие и облегчённые конструкции из клеёной древесины, асбестоцемента, пластмассы, лёгких сплавов и др.

Международные связи Советского Союза в области строительства осуществляются как по линии непосредственного двустороннего сотрудничества с зарубежными странами, так и в форме участия советских учёных в деятельности международных организаций по строительству (международные общества механики грунтов и фундаментостроения, международные ассоциации по антисейсмическому строительству, международные федерации по предварительно напряжённому железобетону). Ряд важных исследований проводится советскими специалистами в рамках СЭВ.

Периодические издания: 'Бетон и железобетон' (с 1955), 'Механизация строительства' (с 1939), 'Основания, фундаменты и механика грунтов' (с 1959), 'Строительная механика и расчёт сооружений' (с 1959), 'Строительные материалы' (с 1955) и др.

См. также Полносборное строительство , Строительство .

И. Г. Васильев, Г. Ш. Подольский .