Краткая история кафедры

25 октября 1932 г. был подписан приказ ректора №142 по Московскому университету об организации кафедры аэромеханики на отделении механики физико-математического факультета МГУ. Бессменным заведующим кафедрой с момента ее образования до 4 декабря 1954 г. был член-корреспондент АН СССР Владимир Васильевич Голубев.

В 1933 г. приказом Наркомпроса организуется механико-математический факультет с тремя отделениями - механики, астрономии и математики. Приказом по университету В.В.Голубев был назначен деканом нового факультета. Кафедра аэромеханики вместе с отделением механики вошла в состав механико-математического факультета.

Под руководством В.В.Голубева на кафедре велись работы по теории крыла самолета в рамках моделей идеальной жидкости Эйлера и пограничного слоя Прандтля. Идеи, которые развивал на кафедре В.В.Голубев, являлись продолжением и развитием идей Н.Е.Жуковского и С.А.Чаплыгина. Совершенствовался математический аппарат применительно к задачам аэродинамики, в частности, методы решения задач о стационарном обтекании профиля крыла, а также метод интегро-дифференциального уравнения Прандтля теории несущей линии для крыла конечного размаха. Развивалась теория механизированного крыла, изучалась работа закрылка, предкрылка. Изучено влияние предкрылка на отрыв потока от верхней поверхности крыла при полете на больших углах атаки.

Большое внимание уделялось теории вихревой дорожки Кармана. В.В.Голубев заметил, что если в дорожке Кармана изменить направление движения вихрей на противоположное, т.е. рассматривать обращенную дорожку Кармана, то на тело будет действовать сила, направленная в сторону движения тела - появляется тяга. Подобную обращенную дорожку Кармана могут создавать машущие крылья птицы. Это послужило отправным пунктом для создания основ теории машущего полета.

Для решения задач дозвуковой аэродинамики широко использовался аппарат теории функций комплексного переменного. Разрабатывалась теория тонкого крыла, изучалось обтекание воздушными потоками препятствий на земле в связи с вопросами рационального расположения лесозащитных полос и эффективной защиты дорог от заносов.

В.В.Голубев читал различные курсы лекций: по теории крыла, по теории эллиптических функций и ее приложениям к задачам гидромеханики, по теории дифференциальных уравнений применительно к интегрированию уравнений движения тяжелого твердого тела около неподвижной точки и др.

Им был написан ряд монографий: "Теория крыла аэроплана в плоскопараллельном потоке" (1927), "Теория крыла аэроплана конечного размаха" (1931), "Лекции по теории крыла" (1949), "Лекции по интегрированию уравнений движения тяжелого твердого тела около неподвижной точки" (1953), "Труды по аэродинамике" (1957), "Исследования по теории удара струи жидкости и некоторые ее приложения" (1975) [1- 6].

Экспериментальные исследования в 50-е годы проводились в аэродинамических трубах, которые располагались в двух смежных аудиториях старого здания МГУ на Моховой улице. Определялись аэродинамические характеристики элементов летательных аппаратов: крыла, корпуса с хвостовым оперением, винтомоторной группы. Изучались колебания тел в потоке, вопросы устойчивости летательных аппаратов. Начались первые экспериментальные исследования аэродинамики гражданских объектов.

В 1952 г. профессором кафедры по совместительству становится крупный ученый в области прикладной газовой динамики Георгий Иванович Петров (с 1953 г. - член-корреспондент, а с 1958 г. - академик АН СССР). С его приходом на кафедре начала развиваться новая тематика научных исследований. Это задачи газовой динамики, связанные с созданием реактивных авиационных двигателей и испытательных сверхзвуковых стендов, задачи гидродинамической устойчивости, вопросы перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный и др. Труды Г.И.Петрова по обобщению метода Галеркина и его приложениям к задачам гидродинамической устойчивости получили широкую известность.

Большое практическое значение имели работы Г.И.Петрова по изучению структуры течения в сверхзвуковых диффузорах и соплах. Им был открыт фундаментальный закон о предельном перепаде давления в скачке, выдерживаемом пограничным слоем без отрыва, в зависимости от числа Маха. Г.И.Петровым выдвинута идея плоского регулируемого сопла, разгонный участок контура которого жесткий, а выравнивающий - гибкий. Под руководством и при непосредственном участии Г.И.Петрова созданы методы расчета тепломассообмена при больших скоростях и способов тепловой защиты первых отечественных спускаемых космических аппаратов [7].

В 1955 г., через год после смерти В.В.Голубева, профессор Г.И.Петров был приглашен ректором МГУ для заведования кафедрой аэромеханики. Им было предложено ее новое название - "кафедра аэромеханики и газовой динамики". Заведование кафедрой Г.И.Петров совмещал сначала с заведованием лабораторией в Научно-исследовательском институте тепловых процессов, затем с работой заместителем директора по науке этого института и, наконец, с работой директора Института космических исследований.

Совмещение преподавательской работы в МГУ и научно-исследовательской в Институтах способствовало тому, что на кафедре Г.И.Петров ставил актуальные задачи, рожденные в научных коллективах и часто выдвигаемые потребностями практики. Имея чуткий и отзывчивый характер, он быстро вызывал к себе симпатии людей, всегда был окружен студентами и аспирантами.

В конце пятидесятых годов в аэромеханику и газовую динамику стали интенсивно проникать вычислительные методы, разработка которых была обусловлена бурным развитием электронной вычислительной техники. Кафедра аэромеханики и газовой динамики стала одной из первых применять вычислительные методы для решения задач газовой динамики и гидродинамической устойчивости. Кафедрой совместно с Вычислительным центром МГУ был организован семинар по применению вычислительных методов в газовой динамике, которым руководили Г.И.Петров, Г.Ф.Теленин, Л.А.Чудов и Г.С.Росляков.

Развитие ракетно-космической техники и космических исследований, вычислительной техники и эффективных численных методов решения уравнений газовой динамики привело к расширению научной тематики кафедры, которая стала включать в себя проблемы тепловой защиты тел, входящих в атмосферу Земли с космической скоростью, задачи о течении газа с химическими реакциями и излучением, задачи о газовом лазере, астрофизические задачи о солнечном ветре, об обтекании магнитосферы Земли солнечным ветром и об обтекании Солнца и звезд межзвездным газом, о гидродинамической неустойчивости галактик как причине их спиральных форм, о циркуляции атмосфер планет. Продолжала развиваться и традиционная тематика - дозвуковая аэродинамика крыла самолета, работы по теории машущего полета.

Начиная с 60-х годов научно-исследовательская работа кафедры проходила в тесном контакте с отделом аэромеханики нового Института механики МГУ, организованного в 1959 г. и располагавшего разнообразными аэродинамическими установками и стендами. Г.И.Петров и другие сотрудники кафедры являлись руководителями и участниками совместных научно-исследовательских работ. К руководству курсовыми, дипломными и диссертационными работами, а также к чтению специальных курсов привлекались научные сотрудники Института механики МГУ.

За научные достижения и организаторскую деятельность на посту заведующего кафедрой и директора Института космических исследований АН Г.И.Петров удостоен звания Героя Социалистического труда, награжден тремя орденами Ленина, тремя орденами Трудового Красного Знамени, медалями. Ему дважды присуждались Государственные премии, он является лауреатом премии им. Н.Е.Жуковского.

Весной 1988 г. (после смерти академика Г.И.Петрова 13 мая 1987 г.) кафедру аэромеханики и газовой динамики возглавил выдающийся ученый в области механики, академик Российской Академии наук Горимир Горимирович Черный.

Г.Г.Черный внес огромный вклад в разработку теоретических основ расчета газодинамических течений в двигателях летательных аппаратов, включая нестационарные процессы, вопросы устойчивости течений со скачками уплотнения и взаимодействия ударных волн с пограничным слоем. Этот период его научной деятельности связан с практической работой в Центральном институте авиационного моторостроения им. П.И.Баранова, где Г.Г.Черный с 1952 по 1970 г. руководил созданной им газодинамической лабораторией.

Трудно переоценить значение разработанного Г.Г.Черным асимптотического метода тонкого ударного слоя, ставшего эффективным средством при исследовании течений газа с большими сверхзвуковыми и гиперзвуковыми скоростями.

Основополагающие результаты получены Г.Г.Черным по теории оптимальных аэродинамических форм, гиперзвукового обтекания крыльев, течений газа с экзотермическими реакциями, пограничного слоя, сверхглубокого проникания в плотные среды и в других областях механики. Они признаны мировым научным сообществом и по праву считаются классичесими.

Научные достижения Г.Г.Черного отмечены тремя Государственными премиями, первой премией и золотой медалью им. Н.Е.Жуковского, премией им. С.А.Чаплыгина, премией МГУ им. М.В.Ломоносова первой степени. Г.Г.Черный является автором двух научных открытий в области сверхзвуковых пространственных отрывных течений газа (1984), совместно с А.И.Зубковым и Ю.А.Поповым) и механики высокоскоростного удара (1990, совместно с А.Л.Гонором и Н.А.Остапенко). Исключительную роль в развитии сверхзвуковой аэродинамики в России и за рубежом сыграла монография Г.Г.Черного "Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью" (1959)[8]. Широкой известностью пользуется его учебник "Газовая динамика" (1988)[9].

С 1960 по 1992 г. Г.Г.Черный являлся директором Института механики МГУ, который под его руководством превратился в крупнейший научно-исследовательский центр по вопросам современной механики. Свои научные исследования и деятельность ученого-организатора науки, председателя Национального комитета по прикладной и теоретической механике, Г.Г.Черный плодотворно совмещает с преподавательской работой на механико-математическом факультете МГУ, в течение многих лет читая обязательные курсы лекций по гидромеханике и газовой динамике.

Г.Г.Черный является основателем научной школы, внесшей значительный вклад в развитие гиперзвуковой аэродинамики, физической газовой динамики и магнитной гидродинамики. Отличительные особенности этой школы - совершенное владение теоретическими, экспериментальными и вычислительными методами исследования, разработка ясной адекватной физической модели процесса, лаконичный и изящный математический анализ модели, практическая направленность научных исследований.

Мировая известность Г.Г.Черного как выдающегося ученого-механика, блестящие лекторские способности, широкая эрудиция, научная принципиальность и доброжелательность являются качествами, неизменно притягивающими к нему студенчество и научную молодежь и определяющими высокий авторитет руководимого им коллектива кафедры аэромеханики и газовой динамики.

В настоящее время на кафедре работают: и.о. заведующего кафедрой профессор К.В.Краснобаев, профессора - В.В.Измоденов, В.Д.Котелкин, В.Я.Шкадов, по совместительству - В.Б.Баранов, Ф.А.Максимов, А.Н.Осипцов, Н.А.Остапенко, доценты С.И.Арафайлов, А.Н.Белоглазкин, А.М.Головин, Г.Ю.Котова, по совместительству - Г.Д.Смехов, ассистенты А.И.Алексюк, Е.И.Могилевский, научный сотрудник Я.Д.Янков, старший лаборант Л.Н.Андреева.

В разное время сотрудниками кафедры являлись профессора А.Л.Гонор, А.А.Космодемьянский, В.П.Стулов, Г.Ф.Теленин, старший преподаватель В.Г.Громов. Многие годы отдали преподавательской и научной работе на кафедре доценты А.А.Зайцев, А.М.Комаров, С.Г.Попов, В.С.Потапов, В.А.Прокофьев, Л.П.Смирнов, ассистент В.А.Васильев, старший лаборант З.П.Случановская.