| Institutionen för teoretisk mekanik och mekatronik | |
|---|---|
| Fakultet | Fakulteten för mekanik och matematik |
| universitet | Moscow State University M.V. Lomonosov |
| Grundens år | 1866 |
| Huvud avdelning | D.V. Treschev |
| Laglig adress | 119992, Moskva , Leninskiye Gory , Moscow State University , Huvudbyggnad |
| Hemsida | http://www.math.msu.su/ktmim |
Institutionen för teoretisk mekanik och mekatronik vid Moscow State University är en vetenskaplig och pedagogisk underavdelning av fakulteten för mekanik och matematik vid Moscow State University . Institutionen utbildar vetenskaplig personal inom specialiteten " mekanik " (inriktningar " teoretisk mekanik " och " mekatronik ") [1] .
Bildandet av "avdelningen för analytisk och praktisk mekanik" var resultatet av ansträngningarna från N. D. Brashman (som faktiskt föreslog skapandet av två avdelningar: teoretisk och praktisk mekanik) och tillhandahölls av den nya stadgan för Moskvas universitet , godkänd i 1863. Under en tid förblev avdelningen vakant, och F. A. Sludsky och V. Ya. Tsinger läste föreläsningar om mekanik för studenter vid fakulteten för fysik och matematik vid Moskvas universitet . Slutligen, den 12 februari ( 24 ), 1866 , godkändes Sludsky (som disputerade på sin doktorsavhandling i tillämpad matematik i december 1865) på order av utbildningsministern som en extraordinär professor vid avdelningen för mekanik och ledde den (sedan 1869 han har varit ordinarie professor) [2] [3] . 1886, efter 25 års tjänst, gick Sludsky i pension (han fortsatte dock att undervisa vid universitetet: han läste specialkurser "Om himlakropparnas rotation" och "Om jordens figur" som privatdozent, och 1890 han utnämndes åter till ordinarie professor och fortsatte att arbeta vid universitetet till sin död 1897) [4] .
Institutionen kallades enligt 1884 års stadga "Department of Theoretical and Practical Mechanics" och var en av fysik- och matematiska fakultetens tio institutioner. År 1886 leddes den av en elev till Sludsky N. E. Zhukovsky , som utsågs till extraordinär (sedan 1887 - ordinarie) professor [3] [5] .
År 1917 hade utbudet av problem som hanterades av avdelningen utökats avsevärt. Hennes utbildnings-, laboratorie- och vetenskapliga aktiviteter inkluderade frågor om aerohydromekanik , teorin om materialresistens , teorin om mekanismer och maskiner ; N. E. Zhukovsky och S. A. Chaplygin övervakade avdelningens arbete . Faktum är att den förrevolutionära avdelningen för teoretisk mekanik fungerade som en prototyp av den framtida avdelningen för mekanik som helhet [6] .
Men 1921 avskaffades avdelningarna vid Moskvas universitet; deras plats togs av ämneskommissioner, som inkluderade professorer, lärare och studentrepresentanter [7] [8] .
I maj 1933 organiserades fakulteten för mekanik och matematik vid Moskvas universitet ; en av de fyra avdelningarna på avdelningen för mekanik vars avdelning var avdelningen för teoretisk mekanik . Den leddes av korresponderande medlem av USSR Academy of Sciences (sedan 1946 - akademiker ) A. I. Nekrasov , som ledde avdelningen (med ett uppehåll 1938-1943, då han orimligt dömdes enligt artikel 58 i strafflagen för RSFSR , fängslades och arbetade i TsKB-29 av NKVD [9] , vid den tiden leddes avdelningen av professor N. N. Bukhgolts [10] ) fram till hans död 1957 [6] [11] .
Förutom Nekrasov och Buchholz, så framstående vetenskapsmän som I. I. Artobolevsky , B. V. Bulgakov , A. A. Kosmodemyansky , A. P. Minakov , N. A. Slezkin , L. N. Sretensky och andra. A. A. Kosmodemyansky, som fortsatte I. V. Meshcherskys forskning om mekaniken hos kroppar med variabel sammansättning, anordnade ett seminarium om denna sektion av mekanik, som lockade många entusiaster av raketdynamik [12] . Under ledning av professor I. I. Artobolevsky, som bjöds in till institutionen 1933, blev teorin om mekanismer ett av de ledande områdena för pedagogiskt och vetenskapligt arbete . Docent (sedan 1939 - Professor) B. V. Bulgakov undervisade i specialkurser om teorin om oscillationer och teorin om gyroskop [13] .
Institutionen fick förtroendet att läsa huvudkursen om teoretisk mekanik (fyra terminer) för studenter vid institutionerna för matematik, mekanik och astronomi i Mekhmat; föreläsningar om denna kurs lästes av Nekrasov och Buchholz [14] .
Med början av det stora fosterländska kriget anmälde sig många studenter och personal vid avdelningen frivilligt till fronten, och resten var involverade i försvars- och jordbruksarbete; i oktober 1941 evakuerades huvuddelen av universitetet till Ashgabat [15] . I slutet av 1941, från den del av personalen på avdelningen som fanns kvar i Moskva, bildades en separat avdelning för tillämpad mekanik, organiserad av I. I. Artobolevsky och B. V. Bulgakov [13] [16] .
Under krigsåren utförde vetenskapsmän vid avdelningen vetenskapligt arbete av försvarsmässig betydelse. Så A. A. Kosmodemyansky och N. G. Chetaev (som arbetade på avdelningen sedan 1940), tillsammans med N. D. Moiseev , chef för avdelningen för himlamekanik i Mekhmat, löste ett mycket viktigt för praktiken problem med stabiliteten av flygplansrörelser på ojämn mark; Chetaev gav också en lösning på problemet med stabiliteten hos projektilens längsgående rotationsrörelse och bestämningen av brantheten i rifling av artilleripjäser [10] [17] .
På 1950-1960-talet genomförde avdelningen forskning om rörelsen hos en fast kropp med håligheter helt eller delvis fyllda med vätska, och en teori om stabiliteten i rörelsen hos sådana kroppar konstruerades (verk av L. N. Sretensky, V. V. Rumyantsev , V. A Samsonova , N. N. Kolesnikova ). Resultaten av dessa studier var av stor betydelse för utvecklingen av raketteknik [18] .
Under de två åren (1957-1959) efter A. I. Nekrasovs död leddes avdelningen av N. G. Chetaev, motsvarande medlem av USSR Academy of Sciences. Från tidpunkten för hans ankomst till institutionen började forskningen om analytisk mekanik och teorin om rörelsestabilitet att utvecklas intensivt här [19] [20] . På initiativ av Chetaev, 1959, bjöds Leninpristagaren D. E. Okhotsimsky (sedan 1960 - motsvarande medlem av USSR Academy of Sciences, sedan 1991 - Akademiker vid Ryska vetenskapsakademin ) till avdelningen som professor, vars huvudsakliga arbetsplatsen var (och förblev) Institutet för tillämpad matematik vid USSR:s vetenskapsakademi (IPM); efter det lades dynamiken i rymdflygning och robotik till ämnena för forskning som bedrivs vid institutionen [21] .
Chetaev gjorde betydande förändringar i metoden för att lära ut teoretisk mekanik: han lade egenskaperna hos möjliga förskjutningar som grund för härledningen av allmänna dynamiksatser och variationsprinciper för dynamik, utökade avsevärt mängden information som presenterades i kursen från analytisk mekanik . V. V. Rumyantsev, E. N. Berezkin, A. A. Bogoyavlensky, K. E. Yakimova, N. N. Kolesnikov, Yu. A. Arkhangelsky, Yu. F. Golubev [22] .
1962 blev D. E. Okhotsimsky ny chef för avdelningen och ledde den till sin död 2005. Han bjöd in ett antal IPM-anställda till avdelningen, vilket gjorde det möjligt att locka anställda, doktorander och studenter på avdelningen till nya riktningar och introducera nya specialkurser, varav en - "Space Flight Dynamics" - Okhotsimsky läste själv (den specialkurs väckte stort intresse bland publiken: under den första läsningen av denna kurs, 1961, var streamingrummet 16-10 i huvudbyggnaden vid Moscow State University överfull) [21] . 1974 kom V.V. Kozlov till avdelningen , och ämnena för avdelningens arbete berikades genom tillämpningen av metoder för den kvalitativa teorin om differentialekvationer , teorin om dynamiska system , modern differentialgeometri och topologi i analytisk mekanik . 1999 godkändes det nya namnet på institutionen: "Institutionen för teoretisk mekanik och mekatronik" [19] [20] .
Som en del av den forskning som bedrivs vid avdelningen om rymdämnen, erhöll dess anställda de grundläggande resultaten av teorin om okontrollerad rörelse av rymdfarkoster i förhållande till massans centrum, bidrog till skapandet av passiva stabiliserings- och orienteringssystem för konstgjorda jordsatelliter , skapade metoder för att analysera och beräkna banorna för automatiska interplanetära stationer , utvecklade adaptiva algoritmer för kontroll av en rymdfarkost under dess inträde i jordens atmosfär eller en annan planet, dynamiken och optimal kontroll av flygningen av ett rymdskepp med motorer med låg dragkraft [23] [24] studerades .
Sedan 1970 har avdelningen, i samarbete med IPM vid USSR Academy of Sciences (lite senare - också i kontakt med Institutionen för tillämpad mekanik vid Moscow State University, Institute of Mechanics of Moscow State University , Institutet för informationsöverföring Problem med USSR Academy of Sciences ), under ledning av D. E. Okhotsimsky, började arbetet relaterat till skapandet av robotsystem som kan anpassa sig till beteende [24] [1] . Metoder för matematisk modellering av förflyttningsrobotar har utvecklats, sådana algoritmer för att konstruera rörelsen hos en sexbent gåapparat har föreslagits som möjliggör statisk stabilitet när den övervinner hinder, samt algoritmer för att stabilisera apparatens rörelse och läggning dess rutt på marken, och laboratoriemodeller av sexbenta gångfordon som är kopplade till en dator har skapats. Forskningsmaterialet utgjorde grunden för en ny specialkurs av D. E. Okhotsimsky och Yu. F. Golubev "Mekanik och rörelsekontroll av en automatisk gångapparat". I verk av V. V. Beletsky och hans elever utvecklades ett antal frågor i teorin om kontroll av tvåfota gångfordon [25] .
På 1990-talet och i början av 2000-talet utförde avdelningen under ledning av Yu. F. Golubev och V. E. Pavlovsky aktivt arbete med att skapa datorutbildningsprogram inom mekanik [26] . Datorutbildningsmanualen "Kinematics of complex motion" och datorutbildningsprogrammet "Kinematics of a point and absolut rigid body", som arbetade under kontroll av DOS , skapades därefter, och sedan multimediakurser som arbetar under Windows -operativsystemet (dator lärobok om teoretisk mekanik [27] och multimedia himmelsmekanik inlärningsmiljö [28] ) [29] . System för datortestning och diagnostik av kunskap utvecklades också [26] .
Sedan 2006 har avdelningen leds av korresponderande medlem av den ryska vetenskapsakademin D. V. Treshchev . Institutionens vetenskapliga verksamhet i början av 2000-talet bestämdes av tre vetenskapliga skolor som bildades inom dess väggar: "Kvalitativa aspekter av dynamiken i konservativa, icke-holonomiska och dissipativa system" (under ledning av professorerna A.V. Karapetyan och D.V. Treshchev) , "Mekanik av solida kroppssystem med deformerbara element och med håligheter fyllda med vätska" (under ledning av professor V. G. Vilke och "Utveckling av robot- och mekatroniska system med element av artificiell intelligens" (under ledning av professor Yu. F. Golubev) ) [30] .