Спецхимики. Арифметика Пупкина или Михаил Шатный

                Арифметика Пупкина или
                Михаил Васильевич Шатный,
                инженер, математик, вычислитель

      - Черт знает что! – возмущался Михаил Васильевич. - По арифметике Пупкина все здорово, а тут…

     Для возмущения причин хватало. Расчеты показывали почти рекордное значение единичного импульса реактивной силы, а стендовые испытания модельного заряда первой ступени дали довольно посредственный результат.
 
     - Ты же не виноват, - успокаивал его я. – Неизбежные потери. Двухфазность потока, кристаллизация металла, неидеальность профиля сопла и выходного раструба, неравновесность реакций… Ну, ты сам лучше меня знаешь.
   
 Шатный успокоился и принялся рассуждать. 
 
 - Конструктивные факторы я не могу учитывать. А вот неравновесность! Это мой грех.
 
 - Не только твой. Никто из расчетчиков не может ее учитывать. Даже академики.
 
 Да, пока никто не мог учитывать, что реакции горения твердых смесевых ракетных топлив идет не так, как учат в институте. По нормальной химии горение веществ идет в равновесных условиях, до полного протекания реакций. Если горит углерод, то образуется диоксид углерода и ничего больше. Для этого просто надо достаточно времени.
   
    А в ракетной камере реакции горения не успевают проходить до полного равновесия, продукты сгорания со сверхзвуковой скоростью выбрасываются из сопла в «недоделанном» виде. Если в этих условиях горит, допустим, углерод в кислороде, то в продуктах сгорания за соплом мы обнаружим и диоксид углерода, и простой оксид, и недогоревший углерод, и неизрасходованный кислород, и еще много чего, о чем молчит школьная и институтская химия. При таком неравновесном горении энергия выделяется далеко не полностью.
    
   В реальных условиях ракетной камеры горит не углерод с кислородом. Смесевое твердое ракетное топливо состоит из десятка с лишним веществ, каждое из них горит по своему, каждое не догорает до конца, а все мыслимые и немыслимые продукты такого горения вдобавок еще успевают частично соединяться друг с другом в совершенно невероятных вариантах, учесть которые не в состоянии никакая вычислительная машина.
     Поэтому реальная реактивная тяга любой ракеты меньше, чем расчетная. Можно, конечно, провести побольше натурных стендовых испытаний, чтобы точно знать, какую тягу на самом деле развивает двигатель. Но крупногабаритная ракета и даже ее ступень – вещь безумно дорогая, их изготавливать очень непросто. Поэтому лишнее испытание на стенде натурного двигателя сильно удорожает разработку и производство ракет.
    
    Расчетчики пытаются учитывать в своих расчетах все потери реактивной тяги, это гораздо дешевле, чем жечь на стендах дорогое «изделие». Они научились «отлавливать» множество факторов, снижающих энергию ракеты, но неравновесность горения им не поддается. Самое неприятное это то, что неравновесность горения невозможно изучить экспериментально, на небольших модельных изделиях.
 
      Дело в том, что определить аналитически, на приборах реальный состав продуктов сгорания ракетного топлива можно лишь когда эти продукты остынут. Но пока они остывают, в них проходят невероятное множество побочных реакций, и их состав становится еще более далеким от того, что истекает из ракетного сопла.

     Эти трудности понимали все разработчики, и никто не упрекал расчетчиков в их ошибках. К ним относились, как к метеорологам, которые на жаркий солнечный день предсказали холод и дождь, а в зимнюю стужу - внезапное потепление. Но именно такое «несерьезное» отношение больше всего огорчало Шатного, начальника вычислительной лаборатории НПО «Алтай». Он вводил в свою программу для ЭВМ всевозможные поправки и допущения, внимательно следил за работами расчетчиков из институтов АН СССР и молча, но страстно верил, что уж теперь-то его расчеты дадут правильный результат. Но после очередного испытания, когда практический результат снова не совпадал с его расчетами, он меланхолически называл свою вычислительную науку «арифметикой Пупкина» и опять мучительно напрягал воображение в поисках очередных поправок к программе.
 
     В те годы о компактных персональных компьютерах еще никто даже мечтать не мог. Расчеты велись на огромных ламповых ЭВМ, которые занимали целое здание в несколько этажей, а их электронные «мозги» предохранялись от перегрева мощной системой водяного охлаждения с компрессорами и градирнями. В НПО имелось отделение вычислительной техники в несколько сотен человек, состоящее из нескольких отделов, а каждый отдел – из нескольких лабораторий, но этот могучий коллектив занимался, в основном, обслуживанием «машины», разработкой АСУ, проектированием сетевых графиков КСУКР и так далее. А расчеты для разработчиков вела небольшая лаборатория Михаила Васильевича Шатного.

     Видимо, именно невозможность точного расчета практической реактивной тяги сделали его грустно-молчаливым, с заметной меланхоличностью темперамента, а может быть, он от природы был меланхоликом. По своему опыту я знаю, что попытки помочь ему в уточнении механизма неравновесности горения он встречал доброжелательно, но без малейшего оптимизма. Его вид при этом, казалось, говорил:
   
 - Конечно, спасибо за помощь, но «арифметика Пупкина» все это уже учитывает, а толку нет.
   
  Постепенно разработчики прониклись глубоким уважением к его профессиональному мастерству. Он отлично понимал все тонкости сложнешего процесса горения в ракетной камере. Он научился вводить эмпирические поправочные коэффициенты в свои расчеты и теперь рассчитывал ожидаемые результаты стендовых испытаний лишь с небольшим отклонением. Он стал лучшим вычислителем в нашей отрасли.
   
    Он рассчитывал характеристики новых, еще не существующих топлив и подсказывал их создателям оптимальные варианты. Он проводил многочисленные расчеты, которые необходимы разработчикам при проектировании «изделий» и которые экономили им массу времени. Он сумел даже сделать то, что не удалось никому из его коллег в других спецхимических НИИ: изучил результаты работ Скорика и ввел поправки в программу расчета газогенерирующих ракетных топлив. Разработчики НПО «Алтай» широко использовали его расчеты при проектировании всевозможных «вспомогательных движков», а в других НИИ они вынужденно занимались «ползучей эмпирией».
 
     Теперь, из большого временного далека, можно  без всяких сомнения утверждать, что он обладал ярким талантом вычислителя ЭВМ. Но в жизни он всегда оставался очень скромным и никогда не проявлял ни малейших претензий в признании его заслуг. Когда после успешного завершения ОКР происходила «раздача» наград, о нем вспоминали далеко не всегда, а он довольствовался сознанием успешно выполненного долга.
 
     К сожалению, именно из-за его чрезвычайной скромности я почти ничего не знаю о его личной жизни. Его жена работала в его лаборатории, но она тоже отличалась большой скромностью, и за пределами ВЦ никто о ней ничего не знал. У них была дочь, - это я узнал от своей дочери, они учились в одном классе. Были ли у Шатных другие дети, - я тоже не знаю.
    
      Я даже не знаю, жив ли Михаил Васильевич сейчас. Очень надеюсь, что его уравновешенный характер обеспечил ему достойное долголетие.