Акселерометры. Часть II

 Начало см. www.proza.ru/2012/11/14/2219
               
                СТАНОВЛЕНИЕ
               
                Только для зрелых душ, интересующихся историей
                отечественного приборостроения

В следующем, 1976 году я выполнила расчёт упругого подвеса акселерометра ДА - 6С на прочность при нагрузках, возникающих в рабочем режиме, то есть в полёте, а также при транспортных нагрузках. Результаты моей работы вошли в статьи “К расчёту упругих опор прецизионных акселерометров” и “О повышении ударной прочности упругих подвесов маятниковых акселерометров”, опубликованные в сборнике “Труды предприятий отрасли” и в журнале “Авиационная промышленность”.

Меня подключали к теоретическому решению практически всех вопросов, связанных с проблемами, возникавшими при разработке или испытаниях приборов, создававшихся  в институте. Помню, что в сборочном цехе начали ломаться цапфы подвеса поплавкового акселерометра А – Л1, и начальник отдела дал мне задание разобраться с этой проблемой. Я знала, что в связи с поломками цапф заместитель главного конструктора направления Анатолий Васильевич Агапов дал сборщикам указание укорачивать их. Его соображения были вполне очевидными: чем меньше длина цапф, тем меньше изгибающий момент в их заделке на чувствительном элементе и величина максимальных нормальных напряжений в опасном поперечном сечении цапф и, следовательно, меньше возможность поломки цапф при одной и той же нагрузке.

Однако мне его соображения показались недостаточными, поскольку в рабочем режиме и при взлёте самолёта прибор испытывал динамические нагрузки – ударные и вибрационные. Но сначала я не могла теоретически обосновать свою неудовлетворённость решением Агапова укорачивать цапфы. В то время я посещала занятия физкультурой в спортивном комплексе на Гребном канале. Там же мы играли в волейбол. Я обратила внимание на то, что,  принимая мяч,  я приседаю и придаю определённое положение своим рукам, как бы увеличивая упругость своего тела. И тогда я поняла: чтобы воспринять ударную нагрузку, нужно увеличивать гибкость. В этот момент я осознала, что длину цапф необходимо выбирать, удовлетворяя одновременно двум противоречивым требованиям. Чтобы обеспечить прочность цапф при статических нагрузках, нужно действительно укорачивать цапфы, а чтобы обеспечить их прочность при динамических нагрузках, их длину нужно увеличивать, потому что в этом случае кинетическая энергия чувствительного элемента при ударе или вибрации  воспринимается цапфой по всей её длине.
 
Проведя необходимое исследование, я показала, что значения критических нагрузок при ударе и вибрации, вызывающих появление в цапфах необратимых пластических деформаций, пропорциональны квадратному корню из длины цапфы. Верхним пределом, ограничивающим длину цапф, является обеспечение их устойчивости при воздействии динамических сжимающих нагрузок.  Я пришла к выводу, что к уменьшению длины цапф следует подходить с осторожностью, проверяя каждый раз расчётным путём прочность укороченной цапфы при динамических нагрузках.

Когда мой отчёт попал на подпись к Агапову, он пришёл в негодование. На следующий день, как только я, придя на работу, села за рабочий стол и начала приводить себя в порядок после гонки на работу, начальник отдела Гаранкин нервным тоном потребовал, чтобы я немедленно подошла к его столу. Я проворчала: “Причесаться не дадут”. А начальник отдела, как всегда, громогласно объявил: “Агапов вчера бушевал: “Что такое написал в своём отчёте этот Валько?” Тут я сразу же вспомнила эпизод из своей студенческой жизни. В МВТУ была военная кафедра, но мы, девушки, не были военнообязанными и поэтому военные науки не проходили. Не знаю, кто составлял списки ребят для военной кафедры, только в этом списке оказалась моя фамилия. На первом же занятии, построив студентов, преподаватель взглянул в список и скомандовал: “Рядовой Форштеллер! Шаг вперёд!” Наши парни чуть не умерли со смеху.

Я объяснила Гаранкину суть проведённого мной теоретического исследования, и, надо отдать ему должное, через две минуты он всё понял, начал говорить спокойным тоном и пошёл докладывать Агапову. А потом мы втроём - Агапов,  Гаранкин и я - стали соавторами статьи “К выбору оптимальной длины цапф в маятниковых приборах с подвесом на камневых опорах”, опубликованной в сборнике Института Физики Земли имени О. Ю. Шмидта.  С сотрудниками этого института, особенно со старшим научным сотрудником, кандидатом технических наук Валерием Евгеньевичем  Коридалиным я сотрудничала продолжительное время в связи с публикацией своих статей в сборниках этого института, а также в связи с участием в конференциях. В сборнике этого института “Гравиинерциальные исследования” в соавторстве с Гаранкиным была также опубликована наша статья “К расчёту на прочность при динамических воздействиях цапф подвеса поплавковых маятниковых приборов”; в сборнике “Приборы и методы гравиинерциальных измерений” - статья в соавторстве с Грудевым “Исследование поведения маятниковых приборов с упругим кварцевым подвесом при воздействии ударных нагрузок”.

Особой честью для себя я считала выполнить расчёт на прочность акселерометра ДА - 6К, в котором корпус прибора, чувствительный элемент, выполненный  в виде лепестка, и два упругих шарнира с прямоугольным поперечным сечением были изготовлены из единой пластины кварцевого стекла, материала, обладающего минимальным коэффициентом линейного расширения. Однако кварцевое стекло обладает низкими механическими характеристиками – низким пределом прочности при изгибе и совсем малым пределом прочности при растяжении. Поэтому при использовании кварцевого стекла в качестве материала для упругого подвеса остро встала проблема обеспечения его высокой ударной прочности, необходимой для повышения стабильности нулевого сигнала акселерометра.

Проведённое исследование показало, что при правильно выбранной величине зазора между маятниковым чувствительным элементом и корпусом прибора акселерометр может выдержать неограниченно большие нагрузки вдоль оси чувствительности, поскольку в этом случае подвижные концы упругих шарниров под действием изгибающей силы и изгибающего момента ложатся на упор при нагрузках, которые по величине меньше критических, вызывающих разрушение материала шарниров. Поэтому упругие шарниры практически не деформируются при дальнейшем возрастании нагрузки. Прочность подвеса при нагрузках, направленных вдоль оси подвеса  (оси наибольшей жёсткости) объясняется той же причиной. В этом случае на один из упругих шарниров действует сжимающая сила, на другой – растягивающая. Сжимающая сила вызывает потерю устойчивости шарнира, и его подвижный конец ложится на упор, что предохраняет упругие шарниры от дальнейшей деформации и возрастания напряжений в поперечных сечениях.  В этом заключался ответ на вызывающую удивление прочность, казалось бы, очень хрупкого подвеса из кварцевого стекла.

 Я уделила много времени расчёту на прочность подвесов акселерометров при ударных импульсах различной формы, и теперь мне хотелось узнать, оптимально ли, с этой точки зрения, расположены упоры в ДА – 6С, ДА – 6Н, ДА – 6К. Однако при решении этой задачи я столкнулась с трудностями, которые самостоятельно преодолеть не сумела. Конечно, это была задача не для гироскописта. Её решение требовало глубоких знаний в совершенно иной области. Тогда по согласованию с начальником отдела я оформила договор между нашим предприятием и ЦНИИпроектстальконструкция. Исполнителем договора стал доктор технических наук Иван Дмитриевич Грудев, который превосходно, с подлинно профессиональным блеском выполнил эту работу. Результаты расчёта, приведённые в отчёте, показали, что при отклонении расположения упоров от расчётного на двадцать процентов допустимая ударная скорость уменьшается всего лишь на три с половиной процента. При  отклонении же, вдвое превышающем расчётное, допустимая скорость уменьшается уже вдвое. На основании этого отчёта под руководством Ивана Дмитриевича я написала статью “О выборе местоположения упоров в маятниковых приборах”, опубликованную в журнале АН СССР “Механика твёрдого тела”. Эта статья была единственной за всё время моей работы в качестве старшего научного сотрудника, куда я была включена как соавтор профессора Грудева, хотя фактически таковым не являлась. Я только предложила ему решить задачу, которая занимала меня в то время.
 
Валерий Евгеньевич Коридалин постоянно информировал меня о конференциях, в которых принимали участие сотрудники Института Физики Земли. Первая конференция “Метрология в гравиметрии”, в которой я приняла участие, была проведена в ноябре 1984 года в Харькове. Она была организована  АН СССР, Министерством геологии СССР, Государственным комитетом СССР по стандартам, Главным управлением геодезии и картографии СМ СССР, Научно-производственным объединением “Метрология”.  Я выступала с докладом “Некоторые пути повышения ударной прочности маятниковых приборов с упругим подвесом чувствительного элемента”.

Перед моим отъездом на эту конференцию начальник отдела Гаранкин ознакомился с тематикой докладов и поручил мне поговорить с авторами доклада “Малогабаритный стенд горизонтальных ускорений” Л.А. Булатовым и В.С. Кутеповым, а также с автором доклада “Разработка конструкций стендов для метрологической поверки и испытания гравиметрической аппаратуры” Е. Г. Воропаевым. Все эти авторы были из Тулы. Я добросовестно выполнила задание начальника и привезла ему дополнительные материалы, касавшиеся интересовавших его докладов. Я неоднократно думала, почему начальник отдела с такой лёгкостью отпускал меня на эти конференции. Потом я поняла, что через меня он расширял и собственные связи, поскольку сам он ввиду своей чрезвычайной производственной занятости посещать подобные мероприятия не мог, а знать, что происходит в научном мире, ему было интересно. Кроме того, в силу ли амбиций или каких-либо других соображений он хотел получить учёную степень. В любом случае я ему очень благодарна, так как передо мной открывалась новая картина мира и его научных проблем.

 После этой конференции моё знакомство с Владимиром Семёновым Кутеповым, который тогда был проректором по научной работе Тульского политехнического института, продолжилось.  Впоследствии  именно от него я получала приглашения стать участником той или иной конференции. Вскоре он защитил докторскую диссертацию и, поскольку он постоянно был научным руководителем кого-либо из аспирантов, то начал направлять мне на отзыв авторефераты своих воспитанников. Я не была специалистом в области разработки испытательных стендов для гравиметрической аппаратуры, а Кутепов не присылал мне даже “рыбы”, на основании которой я могла бы написать отзыв. Мне приходилось полностью прочитывать авторефераты соискателей и отчаянно пытаться понять, о чём в них идёт речь.

 Конечно, никаких денег за отзывы на авторефераты я не получала, хотя я  тратила на это личное время и силы. Я всегда отмечала те или иные недостатки авторефератов, вплоть до орфографических ошибок, если таковые присутствовали, хотя в целом давала работам положительную оценку. Написав отзыв на автореферат и подписав его у руководства, я передавала отзыв претенденту на соискание учёной степени, а взамен получала переданный мне Кутеповым круглый  тульский пряник. Меня такая ситуация не устраивала, и в последний раз я в сердцах сказала аспиранту Владимира Семёновича, что ухожу на пенсию. Больше меня никто не тревожил и никто мне не звонил. Это было просто целевое использование меня как кандидата технических наук.

Теперь на повестку дня встал вопрос о моём статусе. Я была утверждена в должности старшего научного сотрудника по конкурсу в 1977 году и затем дважды подтверждала свой статус. Следующим шагом в моей научной карьере было получение учёного звания старшего научного сотрудника, что равнозначно званию доцента в высшем учебном заведении. Однако начальник института Александров не подписывал мои бумаги, которые было необходимо отослать в ВАК. Я обижалась и сердилась. В это время уволившийся из нашей фирмы кандидат технических наук Александр Фёдорович Тимофеев предложил мне почитать лекции по расчётам акселерометров в Институте повышения квалификации работников авиационной промышленности и предложил мне помочь ему написать докторскую диссертацию.

  Я согласилась. Начались мучительные для меня времена. Я страшно волновалась перед каждой лекцией, особенно когда увидела, что слушателям совершенно неинтересно всё то, что я им рассказываю. Они были специалистами совсем в других областях: электронике, программировании и т.д. Затем оказалось, что для того чтобы занять ту должность, на которую я претендовала, нужно иметь учёное звание. Я снова подала документы Александрову, и снова они не были подписаны. Всё складывалось таким образом, что мне пришлось расстаться с мыслью работать в институте повышения квалификации.

Узнав о том, что я читаю лекции по расчётам акселерометров, Илья Григорьевич страшно рассердился, хотя сам он не был специалистом в вопросах расчета на прочность, а я в своих лекциях не затрагивала вопросы его компетенции. Наши отношения были надолго испорчены, так что работать под его началом я уже не могла. Мне пришлось обратиться к Гаранкину, который к возникшей ситуации отнёсся с пониманием и даже как-то осуждающе высказался об Архипове. Начальник отдела перевёл меня в сектор Веры Васильевны Яшуковой, и в моей жизни начался новый этап.

Мои документы Александров успел подписать как раз перед тем, как был снят со своей должности. Раньше он возражал против моего возможного ухода из МИЭА, а теперь ему было всё равно, так что аттестат старшего научного сотрудника я всё же получила, но лишь в 1981 году.