Научная статья на тему 'Памяти Анатолия Ивановича Буравцева (к 90-летию со дня рождения)'

Памяти Анатолия Ивановича Буравцева (к 90-летию со дня рождения) Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
98
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Памяти Анатолия Ивановича Буравцева (к 90-летию со дня рождения)»

2013 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Сер. 1 Вып. 3

ХРОНИКА

ПАМЯТИ АНАТОЛИЯ ИВАНОВИЧА БУРАВЦЕВА (К 90-летию со дня рождения)

Анатолий Иванович Буравцев родился 13 октября 1923 года в Петрограде. Он жил в Озерках, учился в 114-й ленинградской школе и 19 июня 1941 года получил аттестат зрелости. В школьные годы Анатолий Иванович занимался в Первом ленинградском аэроклубе (Моховая ул., д. 3), по окончании которого получил права пилота 5-го класса, имел много вылетов.

В августе 1941 года Анатолий Иванович был призван в ряды Красной Армии и направлен сначала в запасной полк, а затем — в действующую армию.

В качестве рядового, автоматчика, Анатолий Иванович Буравцев воевал на Центральном, 1-м Украинском и 1-м Белорусском фронтах. В составе стрелковой дивизии он принимал непосредственное участие в одной из самых ожесточенных и кровопролитных битв Великой Отечественной войны — в битве на Курской дуге, участвовал в освобождении Орловской, Сумской и Черниговской областей. После освобождения Чернигова Анатолий Иванович воевал под Чернобылем, был ранен, 6 месяцев провел в госпитале. Но уже в июне 1944 года он в составе 3-й отдельной гвардейской истребительно-противотанковой бригады (гвардейской она стала после Курской битвы) участвовал в масштабном наступлении по освобождению Белоруссии. С января 1945 года его бригада участвовала в Висло-Одерской операции. В этих боях А. И. Буравцев был контужен, а вернувшись после контузии в строй, принял участие в Восточно-Померанской операции.

День Победы Анатолий Иванович Буравцев со своей частью встретил в 20-ти километрах от Берлина, как и многие другие части, которые участвовали в штурме Берлина, а позднее были отведены. Анатолий Иванович Буравцев был среди тех, кто еще целый год оставался в Германии, в Лейпциге, в составе наших войск. Демобилизовался он в 1946 году.

За боевые заслуги на фронтах Великой Отечественной войны А. И. Буравцев был награжден орденом Отечественной войны I степени, медалями «За отвагу», «За освобождение Варшавы», «За взятие Берлина», «За победу над Германией» и др.

После демобилизации мечта об учебе не оставляла его. Как и до войны, эта мечта была связана с аэродинамикой. Но пришлось работать, сначала в Татарии, потом по возвращении в Ленинград — на заводе № 194 им. Марти. Затем снова Татария, г. Арск, недалеко от Казани, работа в Министерстве трудовых резервов.

В 1951 году Анатолий Иванович Буравцев окончательно вернулся в Ленинград и поступил на 1-й курс математико-механического факультета Ленинградского государственного университета. После окончания факультета по кафедре гидроаэромеханики в 1956 году, он поступил в аспирантуру, а в 1959 году был оставлен на кафедре гидроаэромеханики, где работал сначала ассистентом, а затем доцентом (с 1974 года).

В 1966 году Анатолий Иванович Буравцев защитил кандидатскую диссертацию. Области его научных интересов — волновые процессы в твердых телах и экспериментальная аэродинамика. Он является автором 26 печатных работ и 8-ми авторских свидетельств, одним из соавторов двух учебных пособий по лабораторному практикуму по аэрогазодинамике (Лабораторный практикум по аэрогазодинамике: учебное пособие / Белова А. В., Буравцев А. И., Ковалев М. А., Матвеев С. К. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. 288 с. и Руководство к лабораторным работам по аэрогазодинамике: учеб. пособие / Белова А. В., Буравцев А. И., Ковалев М. А., Матвеев С. К., Рябинин А.Н. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. 344 с.). Ему принадлежат более пятидесяти отчетов по договорам, среди которых 31 закрытая работа.

Интерес к исследованиям волновых процессов в твердых телах определялся, с одной стороны, их народно-хозяйственным значением, а с другой — потребностями обороны страны. Под руководством Анатолия Андреевича Гриба А. И. Буравцевым в 1963 году была решена задача о распространении упруго-пластической волны нагрузки в стержне конечной длины при нелинейной зависимости напряжения от деформации. Принятие этой зависимости в виде частей двух линий, прямой и параболы, дало возможность изучить явление распада произвольного разрыва в стержне конечной длины при взаимодействии волны разгрузки с ударной волной.

Проблема определения волны разгрузки занимает ключевое положение в теории распространения упругопластических волн. А. И. Буравцевым в период 1967-1970 годах был разработан аналитический метод построения волны разгрузки для различных форм кривой зависимости напряжения от деформации — с образованием ударной волны и без нее, а позднее, в 1972 году, исследовано распространение упругопластиче-ских волн в стержне с нелинейной зависимостью напряжения от деформации (распад разрыва с выделением предвестника).

В рамках решения рассматриваемой задачи, предложенного А. И. Буравцевым, при степенной зависимости напряжения от деформации дифференциальное уравнение для фронта ударной волны легко интегрируется, и закон движения фронта ударной волны удается получить в виде явной зависимости времени от расстояния (то есть фактически в параметрическом виде). После этого без особого труда находится зависимость от расстояния для скорости ударной волны, для напряжения и для деформации.

Задается закон нагружения стержня и рассматриваются два варианта конкретной зависимости напряжения от деформации: квадратичная степенная зависимость и в виде многочлена третьей степени. Для этих двух случаев выписаны окончательные выражения для фронта ударной волны в параметрическом виде. В случае квадратичной зависимости получено явное выражение для фронта ударной волны.

Полученные результаты достаточно общего характера А. И. Буравцев широко использовал в работе со студентами старших курсов математико-механического фа-

культета, предлагая им в качестве темы выпускной работы конкретные задачи распространения возмущений в реальных средах.

Под его руководством была рассмотрена задача о распространении возмущений в грунтовых породах. Предполагалось, что в начальный момент времени к концу полубесконечного стержня внезапно прикладывается нагрузка, которая затем убывает.

При исследовании задачи о распространении пластических волн нагрузки в стержне, к концу которого внезапно приложено конечное давление, убывающее затем до нуля, найдено аналитическое представление фронта ударной волны для глины и песка, а также закон распространения (затухания) ударной волны в этих материалах. При этом предполагалась нелинейная зависимость напряжения от деформации а — е и сРа/Се2 > 0.

Рассмотрена задача о распространении возмущений в полубесконечном стержне из пластика с нелинейной зависимостью напряжения от деформации. Предполагалось, что в начальный момент времени к концу стержня внезапно прикладывается нагрузка, которая затем монотонно убывает до нуля. Динамическая зависимость напряжения от деформации аппроксимируется полиномом третьей степени, а приложенная к концу стержня нагрузка задается в виде степенной функции.

В рамках решения рассматриваемой задачи, предложенного ранее А. И. Буравце-вым, численно определяется закон распространения ударной волны и выписывается кубическое уравнение для определения деформации на волне разгрузки. В неявной форме получено обыкновенное дифференциальное уравнение первого порядка для фронта ударной волны.

При рассмотрении задачи о распространении возмущений в полубесконечном песчаном стержне при степенной зависимости напряжения от деформации исследовался случай, когда фронт образовавшейся при этом ударной волны распространяется по невозмущенному состоянию песчаной среды (то есть нет предвестника) и этот фронт является одновременно и фронтом волны разгрузки.

В задаче распространения упругопластической волны нагрузки в полубесконечном стержне, когда на одном конце стержня внезапно прикладывается нагрузка, превосходящая предел пропорциональности, которая затем убывает по линейному закону до нуля, была аппроксимирована степенной функцией с отрицательным показателем третьей степени экспериментальная зависимость (для стали) напряжения от деформации и определен фронт волны разгрузки, а также зависимость деформации и напряжения от координаты. Другой конец стержня считался свободным. Составлена программа, позволяющая по начальным данным построить указанные выше зависимости. Предположение о жесткости разгрузки позволило построить решение в замкнутом виде.

Анатолий Иванович Буравцев вел большую научную работу в области аэродинамического эксперимента. К этим исследованиям он также широко привлекал студентов старших курсов нашего факультета. Рассматривались вопросы снижения гидродинамического сопротивления тела вращения, исследования аэродинамических характеристик крыльев малого удлинения с большой относительной толщиной профиля, разработки безмоментного рулевого устройства (чтобы получить полностью скомпенсированный руль или элерон).

Распределение давления по поверхности тела вращения исследовалось теоретически и экспериментально. В рамках идеальной несжимаемой жидкости для расчета распределения давления по поверхности нескольких осесимметричных тел использовался метод источников и стоков, интенсивность которых определялась путем реше-

ния системы нелинейных уравнений. Затем находились компоненты вектора скорости на линии тока, проходящей по поверхности тела, и давления на поверхности тела. Расчеты проводились с помощью пакета прикладных программ 8сПаЬ. Эксперименты проводились в аэродинамической трубе на деревянной модели с удлинением 0,717 и относительной толщиной 0,35 при скорости потока 25 м/с; углы атаки варьировались от 25 градусов до 47. Затем сопоставлялись теоретические и экспериментальные результаты.

Известно, что одним из способов снижения усилий на командных рычагах управления летательного аппарата является применение аэродинамической компенсации, которая создает аэродинамические моменты, обратные по направлению шарнирным моментам.

В аэродинамической лаборатории НИИММ СПбГУ под руководством А. И. Бу-равцева проводились экспериментальные исследования по определению кривой нулевых шарнирных моментов с целью получить безмоментное рулевое устройство, то есть получить полностью скомпенсированный руль или элерон. В результате эксперимента была получена зависимость шарнирного момента от угла атаки и углов перекладки руля и элерона.

Исследовались также вопросы устойчивости экраноплана. В качестве модели экраноплана было использовано механизированное крыло малого удлинения (Л = 0, 72) с относительной толщиной профиля 35%. Устойчивость определялась путем продувки модели аппарата в аэродинамической трубе и замера соответствующих аэродинамических характеристик.

Под руководством А. И. Буравцева изучалось влияние устройств механизации крыла на продольную статическую устойчивость крыла. Установка концевых шайб и простого закрылка вызывает увеличение аэродинамического качества за счет значительного роста подъемной силы при углах атаки не больше 20 градусов. Исследована зависимость продольной статической устойчивости от центровки модели. Механизация крыла увеличивает диапазон продольной статической устойчивости для различных центровок и мало влияет на путевую статическую устойчивость.

Проводилось также экспериментальное исследование аэродинамических характеристик крыла малого удлинения, снабженного закрылком, создающим отрицательную подъемную силу (упрощенная модель автомобиля). Исследовалось влияния закрылка на продольную статическую устойчивость модели корпуса легкового автомобиля. В качестве модели корпуса было использовано крыло малого удлинения (Л = 0, 72) с относительной толщиной 36%. Закрылок был смещен к задней кромке крыла. В результате проведенных исследований была получена зависимость момента тангажа от угла атаки и угла отклонения закрылка, которая позволяет оценить степень влияния закрылка на продольную статическую устойчивость модели.

При исследовании аэродинамических характеристик крыла малого удлинения изучалось не только влияние механизации крыла (установка концевых шайб или закрылка) на его аэродинамические характеристики, но и близость экрана, имитирующего поверхность земли. Аэродинамические характеристики, как показали проведенные исследования, существенно зависят от размеров крыла и расположения концевых шайб, установленных по торцам прямоугольного в плане крыла. Установлено, что нижнее расположение шайб, повторяющих в профиле контур крыла в увеличенном размере, оптимальное с точки зрения величины аэродинамических характеристик. Изучено влияние экрана (близость поверхности земли) на аэродинамические характеристики крыла. Качество крыла повышается по сравнению с крылом без шайб и без

экрана. Наибольший эффект дает нижнее расположение концевых шайб, позволяющих немного повысить аэродинамическое качество крыла и существенно увеличить подъемную силу, особенно при горизонтальном полете вдоль экрана при малых углах атаки (±3 градуса). При этом наличие концевых шайб дает возможность немного повысить аэродинамическое качество крыла при полете вдоль экрана, тогда как в отсутствии этих шайб присутствие экрана негативно сказывается на величине аэродинамического качества крыла.

Проводились экспериментальные исследования течения в двухколенном трубопроводе с поворотом потока в каждом колене под прямым углом.

Проведенные под руководством А. И. Буравцева исследования продольной статической устойчивости модели самолета при различных положениях центра тяжести показали, что модель устойчива во всем диапазоне углов атаки от минус 6 градусов до плюс 24 при передней центровке. При задней центровке найдены диапазоны углов атаки, в которых устойчивость модели нарушается.

При исследовании аэродинамических характеристик модели дирижабля эксперименты показали, что максимальное давление достигается в центре носовой части, падает по мере приближения к центру модели и затем значительно увеличивается по мере приближения к кормовой части модели. Дирижабль будет устойчив на углах, где касательная к графику момента Стг имеет отрицательный наклон. Полученные в аэродинамической лаборатории под руководством А. И. Буравцева результаты позволяют рассчитать аэродинамические нагрузки на корпус дирижабля и исследовать его продольную статическую устойчивость. На основе обширного экспериментального материала, накопленного в лаборатории аэродинамики (работы проводились в разное время по заказу различных ведомств, под руководством А. И. Буравцева было произведено обобщение результатов исследований аэродинамических характеристик решеток (коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления) в зависимости от угла атаки и скорости набегающего потока. На основании результатов испытаний в аэродинамической трубе были проведены исследования с целью изучения возможности проектирования ветрозащитных сооружений и городской застройки.

Экспериментально изучено распределение давления по поверхности круглой пластинки, ориентированной перпендикулярно к потоку. Измерения выполнены при нескольких скоростях набегающего потока как с лобовой, так и с кормовой части пластинки. Максимальное давление на лобовой стороне пластинка испытывает в центре, и по мере удалениия от него давление падает. На кормовой стороне давление распределяется равномерно и представляет собой константу. Нулевое давление на кормовой стороне достигается примерно на скоростях порядка 8 м/с. По результатам измерения давлений определены коэффициенты лобового сопротивления пластины.

А. И. Буравцев успешно совмещал научно-педагогическую деятельность с воспитательной работой среди студентов и добросовестно выполнял общественные поручения. Длительное время на общественных началах он исполнял обязанности секретаря кафедры гидроаэромеханики. В 1971-1976 годах был секретарем партийного бюро факультета.

Буравцев Анатолий Иванович был прекрасным преподавателем. С 1960 года он читает лекции по теоретической механике сначала на географическом факультете, а затем, в том же году, спецкурс для студентов 4 курса математико-механического факультета. В течение многих лет А. И. Буравцев читал лекции по специальным курсам «Динамические задачи механики сплошной среды», «Экспериментальная аэродинамика», «Неустановившиеся движения в плотных средах», руководил лабораторным

практикумом по гидроаэромеханике, курсовыми и дипломными работами, производственной практикой студентов. За успешную работу в 1971-1976 гг. Анатолий Иванович был награжден знаком «Ударник IX пятилетки». За безупречную работу и пребывание в стенах Университета более 50 лет, большой вклад в подготовку кадров и развитие Университета Анатолий Иванович Буравцев 22 июня 2009 года был награжден медалью «Санкт-Петербургский государственный университет».

А. И. Буравцев — ветеран Великой Отечественной войны, прошедший войну от первого до последнего дня и закончивший ее в Берлине, активно участвовал в работе Совета Ветеранов Великой Отечественной войны. Он стал солдатом, когда ему не было и 20 лет, и всю жизнь хранил в памяти каждый день этих тяжелых испытаний.

С. К. Матвеев, В. И. Богатко, Е. А. Потехина

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.