| Institut for Teoretisk Mekanik og Mekatronik | |
|---|---|
| Fakultet | Fakultet for Mekanik og Matematik |
| universitet | Moskva statsuniversitet M. V. Lomonosov |
| Stiftelsesår | 1866 |
| Hoved afdeling | D. V. Treschev |
| Juridisk adresse | 119992, Moskva , Leninskiye Gory , Moscow State University , Hovedbygning |
| Internet side | http://www.math.msu.su/ktmim |
Institut for Teoretisk Mekanik og Mekatronik ved Moscow State University er en videnskabelig og uddannelsesmæssig underafdeling af Fakultetet for Mekanik og Matematik ved Moscow State University . Afdelingen uddanner videnskabeligt personale inden for specialet " mekanik " (specialiseringer " teoretisk mekanik " og " mekatronik ") [1] .
Dannelsen af "afdelingen for analytisk og praktisk mekanik" var resultatet af indsatsen fra N. D. Brashman (som faktisk foreslog oprettelsen af to afdelinger: teoretisk og praktisk mekanik) og blev sørget for af det nye charter for Moskva Universitet , godkendt i 1863. I nogen tid forblev afdelingen ledig, og F. A. Sludsky og V. Ya. Tsinger læste forelæsninger om mekanik for studerende fra Fakultetet for Fysik og Matematik ved Moskva Universitet . Endelig blev Sludsky (der forsvarede sin doktordisputats i anvendt matematik i december 1865) den 12. februar ( 24 ) 1866 efter ordre fra undervisningsministeren godkendt som en ekstraordinær professor i afdelingen for mekanik og ledede det (siden 1869 han har været almindelig professor) [2] [3] . I 1886, efter 25 års tjeneste, trak Sludsky sig tilbage (han fortsatte dog med at undervise på universitetet: han læste specialkurser "Om himmellegemernes rotation" og "Om jordens figur" som privatdozent, og i 1890 han blev igen udnævnt til almindelig professor og fortsatte med at arbejde ved universitetet til sin død i 1897) [4] .
Afdelingen hed ifølge vedtægten af 1884 "Afdelingen for teoretisk og praktisk mekanik" og var et af de ti institutter på Det Fysiske og Matematiske Fakultet. I 1886 blev det ledet af en elev af Sludsky N. E. Zhukovsky , som blev udnævnt til ekstraordinær (siden 1887 - ordinær) professor [3] [5] .
I 1917 var rækken af problemer behandlet af afdelingen udvidet betydeligt. Hendes uddannelsesmæssige, laboratoriemæssige og videnskabelige aktiviteter omfattede spørgsmål om aerohydromekanik , teorien om materialers modstand , teorien om mekanismer og maskiner ; N. E. Zhukovsky og S. A. Chaplygin overvågede afdelingens arbejde . Faktisk fungerede den prærevolutionære afdeling for teoretisk mekanik som en prototype på den fremtidige mekanikafdeling som helhed [6] .
I 1921 blev afdelingerne ved Moskva Universitet imidlertid nedlagt; deres plads blev overtaget af fagkommissioner, som omfattede professorer, lærere og studenterrepræsentanter [7] [8] .
I maj 1933 blev Fakultetet for Mekanik og Matematik ved Moskva Universitet organiseret ; en af de fire afdelinger i afdelingen for mekanik, hvoraf var afdelingen for teoretisk mekanik . Det blev ledet af korresponderende medlem af USSR Academy of Sciences (siden 1946 - akademiker ) A. I. Nekrasov , der ledede afdelingen (med en pause i 1938-1943, da han blev urimeligt dømt i henhold til artikel 58 i RSFSR's straffelov , var fængslet og arbejdede i TsKB-29 af NKVD [9] , på det tidspunkt blev afdelingen ledet af professor N. N. Bukhgolts [10] ) indtil hans død i 1957 [6] [11] .
Ud over Nekrasov og Buchholz, så fremtrædende videnskabsmænd som I. I. Artobolevsky , B. V. Bulgakov , A. A. Kosmodemyansky , A. P. Minakov , N. A. Slezkin , L. N. Sretensky og andre. A. A. Kosmodemyansky, som fortsatte I. V. Meshcherskys forskning i mekanikken i kroppe med variabel sammensætning, organiserede et seminar om denne sektion af mekanik, som tiltrak mange entusiaster af raketdynamik [12] . Under vejledning af professor I. I. Artobolevsky, som blev inviteret til afdelingen i 1933, blev teorien om mekanismer et af de førende områder af pædagogisk og videnskabeligt arbejde . Lektor (siden 1939 - Professor) B. V. Bulgakov underviste i særlige kurser om teorien om svingninger og teorien om gyroskoper [13] .
Afdelingen blev betroet at læse hovedkurset om teoretisk mekanik (fire semester) for studerende fra afdelingerne for matematik, mekanik og astronomi i Mekhmat; forelæsninger om dette kursus blev læst af Nekrasov og Buchholz [14] .
Med begyndelsen af Den Store Fædrelandskrig meldte mange studerende og ansatte i afdelingen sig frivilligt til fronten, og resten var involveret i forsvars- og landbrugsarbejde; i oktober 1941 blev hoveddelen af universitetet evakueret til Ashgabat [15] . I slutningen af 1941, fra den del af afdelingens personale, der forblev i Moskva, blev der dannet en separat afdeling for anvendt mekanik, organiseret af I. I. Artobolevsky og B. V. Bulgakov [13] [16] .
I krigsårene udførte videnskabsmænd fra afdelingen videnskabeligt arbejde af forsvarsmæssig betydning. Så A. A. Kosmodemyansky og N. G. Chetaev (som arbejdede ved afdelingen siden 1940), sammen med N. D. Moiseev , leder af afdelingen for himmelmekanik i Mekhmat, løste et meget vigtigt for praksis problem med stabiliteten af flybevægelser på ujævnt underlag; Chetaev gav også en løsning på problemet med stabiliteten af projektilets langsgående rotationsbevægelse og bestemmelsen af stejlheden af riflingen af tønder med artilleristykker [10] [17] .
I 1950'erne - 1960'erne foretog afdelingen forskning i bevægelsen af et fast legeme med hulrum helt eller delvist fyldt med væske, og en teori om stabiliteten af bevægelsen af sådanne legemer blev konstrueret (værker af L. N. Sretensky, V. V. Rumyantsev , V. A Samsonova , N. N. Kolesnikova ). Resultaterne af disse undersøgelser havde stor betydning for udviklingen af raketteknologi [18] .
I løbet af de to år (1957-1959) efter A. I. Nekrasovs død, blev afdelingen ledet af N. G. Chetaev, korresponderende medlem af USSR Academy of Sciences. Fra hans ankomst til afdelingen begyndte forskningen i analytisk mekanik og teorien om bevægelsesstabilitet at udvikle sig intensivt her [19] [20] . På initiativ af Chetaev, i 1959, blev Lenin-prismodtageren D. E. Okhotsimsky (siden 1960 - korresponderende medlem af USSR Academy of Sciences, siden 1991 - Akademiker fra Det Russiske Videnskabsakademi ) inviteret til afdelingen som professor, hvis vigtigste arbejdsplads var (og forblev) Institut for Anvendt Matematik ved Akademiet for Videnskaber i USSR (IPM); derefter blev dynamikken i rumflyvning og robotteknologi tilføjet til forskningsemnerne udført på afdelingen [21] .
Chetaev foretog væsentlige ændringer i metoden til at undervise i teoretisk mekanik: han satte egenskaberne ved mulige forskydninger som grundlag for udledningen af generelle dynamiksætninger og variationsprincipper for dynamik, udvidede betydeligt mængden af information, der blev præsenteret i kurset fra analytisk mekanik . V. V. Rumyantsev, E. N. Berezkin, A. A. Bogoyavlensky, K. E. Yakimova, N. N. Kolesnikov, Yu. A. Arkhangelsky, Yu. F. Golubev [22] .
I 1962 blev D. E. Okhotsimsky den nye leder af afdelingen og ledede den indtil sin død i 2005. Han inviterede en række IPM-medarbejdere til afdelingen, hvilket gjorde det muligt at tiltrække medarbejdere, kandidatstuderende og studerende fra afdelingen til nye retninger og introducere nye specialkurser, hvoraf et - "Space Flight Dynamics" - læste Okhotsimsky sig selv (den specialkursus vakte stor interesse blandt publikum: under den første læsning af dette kursus, i 1961, var streaminglokalet 16-10 i hovedbygningen på Moscow State University overfyldt) [21] . I 1974 kom V.V. Kozlov til afdelingen , og emnerne for afdelingens arbejde blev beriget ved anvendelse af metoder fra den kvalitative teori om differentialligninger , teorien om dynamiske systemer , moderne differentialgeometri og topologi i analytisk mekanik . I 1999 blev afdelingens nye navn godkendt: "Afdeling for Teoretisk Mekanik og Mekatronik" [19] [20] .
Som en del af forskningen udført på afdelingen om rum-emner, har dets medarbejdere opnået de grundlæggende resultater af teorien om ukontrolleret bevægelse af rumfartøjer i forhold til massecentret, ydet et bidrag til skabelsen af passive stabiliserings- og orienteringssystemer for kunstige jordsatellitter , skabte metoder til at analysere og beregne banerne for automatiske interplanetariske stationer , udviklet adaptive algoritmer til kontrol af et rumfartøj under dets indtræden i jordens atmosfære eller en anden planet, dynamikken og optimal kontrol af flyvningen af et rumfartøj med lavtryksmotorer [23] [24] blev undersøgt .
Siden 1970 har afdelingen i samarbejde med IPM fra USSR Academy of Sciences (lidt senere - også i kontakt med Institut for Anvendt Mekanik ved Moscow State University, Institute of Mechanics of Moscow State University , Instituttet for Informationstransmission) Problemer ved USSR Academy of Sciences ), under ledelse af D. E. Okhotsimsky, begyndte arbejdet relateret til skabelsen af robotsystemer, der er i stand til adaptiv adfærd [24] [1] . Metoder til matematisk modellering af bevægelsesrobotter er blevet udviklet, sådanne algoritmer til at konstruere bevægelsen af et seksbenet gangapparat er blevet foreslået, der giver mulighed for statisk stabilitet, når det overvinder forhindringer, samt algoritmer til at stabilisere bevægelsen af apparatet og lægning dens rute på jorden, og laboratoriemodeller af seksbenede gående køretøjer, der er forbundet med en computer, er blevet skabt. Forskningsmaterialerne dannede grundlaget for et nyt specialkursus af D. E. Okhotsimsky og Yu. F. Golubev "Mekanik og bevægelseskontrol af et automatisk gangapparat". I værker af V. V. Beletsky og hans elever blev en række spørgsmål i teorien om kontrol af tobenede gangkøretøjer udviklet [25] .
I 1990'erne og i begyndelsen af det 21. århundrede udførte afdelingen under ledelse af Yu. F. Golubev og V. E. Pavlovsky aktivt arbejde med at skabe computertræningsprogrammer i mekanik [26] . Computertræningsmanualen "Kinematics of complex motion" og computertræningsprogrammet "Kinematics of a point and absolut rigid body", som arbejdede under kontrol af DOS , blev efterfølgende oprettet, og derefter multimediekurser, der opererede under Windows -operativsystemet (computer lærebog om teoretisk mekanik [27] og multimedie himmelmekanik læringsmiljø [28] ) [29] . Systemer til computertestning og diagnostik af viden blev også udviklet [26] .
Siden 2006 har afdelingen været ledet af korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi D. V. Treshchev . Instituttets videnskabelige aktivitet i begyndelsen af det 21. århundrede blev bestemt af tre videnskabelige skoler dannet inden for dets vægge: "Kvalitative aspekter af dynamikken i konservative, ikke-holonomiske og dissipative systemer" (under vejledning af professorerne A.V. Karapetyan og D.V. Treshchev) , "Mekanik af faste kropssystemer med deformerbare elementer og med hulrum fyldt med væske" (under vejledning af professor V. G. Vilke og "Udvikling af robot- og mekatroniske systemer med elementer af kunstig intelligens" (under vejledning af professor Yu. F. Golubev) ) [30] .