Поделиться  Фэйсбук Твиттер В контакте
Учёные и изобретатели России

Ляпунов
Александр Михайлович

Номинирован пользователем Tverdyata

6 июня 1857 — 3 ноября 1918
Математика
всего голосов
186

Неизвестные основы прогресса

Tverdyata, 23 октября 2010

Мне хотелось бы рассказать об ученом, чье имя неизвестно широкой публике, но чьими результатами трудов мы пользуемся ежедневно, а многие из нас и ежечасно. Речь идет об Александре Михайловиче Ляпунове, талантливом математике и механике, без чьих фундаментальных работ в теории устойчивости невозможен был бы современный уровень науки и технологий.
Основная область, где используются его труды, известна только узкому кругу специалистов. Это теория автоматического управления (ТАУ), ранее – теория автоматического регулирования(ТАР).

Несмотря на кажущуюся узкую специализацию в области робототехники, эта область науки описывает поведение любой системы, работающей без участия или с опосредованным участием человека. Например, станок с ЧПУ, система управления атомной станцией, любой современный самолет и космический корабль.

Для более наглядного выражения своих мыслей в дальнейшем, позволю себе небольшое углубление в эту дисциплину. Итак, в ТАУ говорится, что система обладает несколькими основными характеристиками – устойчивостью, точностью и регулируемостью. Устойчивость – это способность системы в принципе отрабатывать входное воздействие. На обиходном языке это означает, что это означает принципиальную работоспособность системы, то есть при ее отсутствии система не будет работать ни при каких условиях. Это может выражаться в том, что автопилот самолета при переходе через границу устойчивости уйдет в мертвое пике, атомная станция потеряет способность контролировать коэффициент распространения нейтронов, и произойдет катастрофа.
Необходимо заметить, что именно принципы Ляпунова рассматриваются как необходимые и достаточные условия устойчивости любой системы. И если система неустойчива по Ляпунову, то она неустойчива принципиально, и никакие ухищрения не смогут компенсировать корни в отрицательной полуплоскости (поясню, что один из принципов устойчивости гласит, что система устойчива тогда и только тогда, когда все корни ее передаточной функции находятся в положительной полуплоскости частотной области). Наиболее ярким примером такой оплошности является программа «Шаттл».

В мире существует две школы управления – американо-европейская и русская. Базовые принципы одинаковы, но записываются по-разному, и представители обеих школ стараются использовать только достижения представителей своей школы. Ученые НАСА также старались изначально игнорировать все работы Ляпунова. В это время произошло четыре падения шаттлов, и только когда они начали учитывать описанные принципы, шаттлы наконец стали летать. С тех пор они пишут названия принципов только с большой буквы – Первый Принцип Ляпунова (The First Principe of Lyapunov) и Второй Принцип Ляпунова (The Second Principe of Lyapunov), а также Новороссийский университет, в котором преподавал в последний год своей жизни называют университетом Ляпунова. Американские ученые – крайне прагматичные люди, и такое уважение с их стороны заставляет задуматься о недостаточной известности этого великого ученого у себя на родине.
Советская, а потом и российская, космическая программа также построена на основе этих принципов, и все, чем мы гордимся на сегодняшний день в этом направлении как достижениями нашей науки – первый искусственный спутник на орбите, первый человек в космосе – является также результатом трудов Ляпунова. И хотелось бы, чтобы его имя упоминали, когда говорят об этих достижениях наряду с именами других великих основателей, ведь без трудов Ляпунова, так же как и без трудов Циолковского и Королева, полеты в космос были бы невозможны в принципе.

Помимо далекого космоса труды Ляпунова применяются и в повседневной жизни – в автоматическом управлении двигателем стиральной машины, автопилотом самолета, системами энергостанций и поездов, поэтому хотелось бы слышать имя этого человека с телеэкранов и видеть в печатных СМИ хотя бы изредка. Его труды это явно оправдывают.


Эксперты

Чечихин Юрий Валерьевич

генеральный директор ОАО «ИЗВЕСТИЯ».

Салтыков Борис Георгиевич

Директор Политехнического Музея г.Москвы

Хохлов Алексей Ремович

Проректор МГУ по направлению: инновации, информатизация и международные научные связи.

Суетин Николай Владиславович

Руководитель работ по развитию новых R&D проектов в России и СНГ