Запас прочности академика Никиты Федоровича Морозова

28 июля отмечает свое 90-летие почетный профессор СПбГУ Никита Федорович Морозов. Его профессиональная судьба определилась уже в старших классах школы — в конце 1940-х годов, когда он стал побеждать в городских олимпиадах по математике. Академик РАН Никита Федорович Морозов больше 45 лет, с 1976 года, заведует кафедрой теории упругости СПбГУ. Школа механиков-прочнистов академика Морозова отнесена к числу ведущих научных школ России и пользуется авторитетом за рубежом, десять учеников Никиты Федоровича заняли ведущие посты в университетах разных стран.

Вместе с ленинградцами-взрослыми

Родился Никита Морозов в Ленинграде в 1932 году. Родителей репрессировали (отец был начальником отдела на заводе по производству двигателей, мать работала учительницей). От детского дома мальчика спасли бабушка и дедушка, с которыми после ареста родителей Никита жил в доме на канале Грибоедова, в районе второго Львиного мостика. К началу Великой Отечественной войны ему было девять лет. Семья оставалась в блокадном Ленинграде, дедушка работал врачом, бабушка — медсестрой. А Никита с другими мальчишками, постарше, активно участвовал в работе пожарных дружин: дежурили на крышах, тушили зажигательные бомбы. Ребята проверяли чердаки, искали, не притаился ли там диверсант, скрывающийся от патруля и подающий сигналы немцам.

«Мы считали, что занимаемся очень важным делом, — вспоминает Никита Федорович. — А самое трудное время было в начале войны. Когда объявляли воздушную тревогу, приходилось прятаться в подвалах. Там было темно, сыро, холодно. Там и ночевали, в тесноте и страхе».

1943 год, награжден медалью «За оборону Ленинграда»
1943 год, награжден медалью «За оборону Ленинграда»

Осенью ленинградские мальчишки и девчонки выезжали на колхозные огороды в Горской, в Ольгино, копали грядки, собирали картошку, морковь. Никите выдали трудовую книжку школьника. Уроки продолжали проводить как в мирное время, хоть и с перерывами, и без домашних заданий. Никита помнит, как его переводили из школы в школу, пока он не попал в школу № 252 на Крюковом канале. В 1943 году Никита Морозов был награжден медалью «За оборону Ленинграда». А в феврале 1945 года попал в «Артек» — на одну из первых послевоенных смен. Вернувшись в Ленинград, поддерживал дружбу с артековцами.

Рассчитать баланс

Математикой Никита увлекся еще в седьмом классе. Не раз был победителем городских олимпиад, которые проводил Дворец пионеров. Школу он окончил с золотой медалью и в 1949 году поступил на математико-механический факультет Университета. Он слышал, что на матмехе занимаются авиацией, и стремился туда попасть. Но на отделение механики его не взяли (из-за биографии, из-за родителей), а приняли на отделение математики. Но позже ему удалось перевестись на механику — Никита хорошо учился и даже получал повышенную, сталинскую стипендию.

На третьем курсе он выбрал кафедру теории упругости, стал учеником академика Валентина Валентиновича Новожилова, который был самым известным в стране механиком-прочнистом. Темы для научных исследований студентов распределял руководитель, и Никита Морозов стал изучать проблемы прочности и устойчивости пластин и оболочек. Эти математические расчеты очень важны в промышленности, например, при конструировании подводных лодок или самолетов.

1955 год, в аспирантуре на кафедре теории упругости
1955 год, в аспирантуре на кафедре теории упругости

«Прочность — это показатель того, насколько материал может продолжать работать, не разрушаясь при нагрузке. А бывает, пластина выдерживает большой вес, но появляются вмятины или вспученности, это уже другой показатель, устойчивости, — объясняет Никита Федорович. — В исследованиях мне помогало то, что в Университете уже на первых курсах получил хорошую подготовку по математике. Этот математический аппарат позволял производить расчеты и решать многие, в том числе и практические, задачи. Главное было — поймать и рассчитать баланс, чтобы конструкция весила меньше, но выдерживала большие нагрузки».

1958 год, после защиты кандидатской диссертации
1958 год, после защиты кандидатской диссертации

После аспирантуры и защиты кандидатской диссертации Никита Федорович стал работать в ЦНИИ имени А. Н. Крылова, который считался главным кораблестроительным институтом страны, затем заведовал кафедрой математики в Ленинградском институте целлюлозно-бумажной промышленности. А в 1970 году его пригласили в Университет.

Главная проблема

По рекомендации академика Новожилова в середине 1980-х годов ученый обратился к проблемам разрушения твердых тел и вместе с учениками обеспечил существенный прогресс в строгой математической постановке и исследовании проблем хрупкого разрушения. Он внес значительный вклад в исследование проблемы равновесных и распространяющихся трещин, в теорию накопления повреждений.

В последние годы ученый сосредоточил свои усилия в области динамических проблем разрушения и распространения трещин. Им предложен новый критерий разрушения, актуальный для задач быстрого и сверхбыстрого нагружения.

«Выяснилось, что при статическом разрушении важна сила давления на материал. А при динамическом разрушении важно время нагружения, оно свое для каждого материала, — объяснил Никита Федорович. — На основе этого критерия были предложены новые методы тестирования материалов, отвечающие потребностям современной индустрии».

По инициативе Никиты Федоровича Морозова на базе Санкт-Петербургского государственного университета был создан ресурсный центр коллективного пользования «Динамика», оснащенный современным оборудованием. На базе этого центра проводятся уникальные экспериментальные исследования в области механики разрушения, позволившие определить теоретические и экспериментальные закономерности динамического разрушения твердых тел.

Привлекли внимание академика и проблемы в области наноструктур. Ему было интересно, насколько можно применять классическую математическую теорию для расчетов. Оказалось, что для супермалых объектов нужны существенные поправки. Недавно Никите Федоровичу Морозову присуждена медаль имени А. Ю. Ишлинского за цикл работ «Механика наноматериалов и малоразмерных структур».

В сфере математики многие знают знаменитые задачи тысячелетия, над решением которых известные ученые бьются многие годы (например, гипотеза Пуанкаре, которую решил выпускник Университета Григорий Перельман). А какая проблема в механике сегодня самая важная? Ученый ответил на этот вопрос: «При конструировании самолетов стремятся увеличить скорость полетов. А значит, двигатель должен работать эффективнее. Это приводит к тому, что горючее должно храниться и использоваться при все более высоких температурах. И главное здесь — создание новых термоустойчивых материалов. Эта проблема до конца не решена до сих пор. Мы ее тоже решаем. Пытаемся в Университете расширить приборную базу для исследований материалов, для проведения экспериментов по разрушению путем короткого воздействия».

Жизненный запас прочности

Более 40 лет выдающийся ученый и талантливый педагог ведет преподавательскую работу в нашем Университете. До недавнего времени он читал лекции по теории упругости для студентов-механиков третьего и четвертого курсов, только в пандемию пришлось их отдать коллеге. По мнению Никиты Федоровича, студенты нынешние не сильно отличаются от студентов 1950-х, когда он учился в Университете, разве что компьютерными задачами стали больше заниматься.

Большим авторитетом в России и за ее пределами пользуется созданная им научная школа механиков-прочнистов. Ученики Никиты Федоровича под его научным руководством защитили семь докторских и более 50 кандидатских диссертаций. Один из учеников — Юрий Викторович Петров избран членом-корреспондентом РАН.

Академик Морозов — автор более 150 научных работ, в том числе семи монографий. В 2000 году за цикл работ по нелинейным проблемам механики деформируемого твердого тела ему присуждена Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники. В 2017 году ученый также награжден медалью Блеза Паскаля Европейской академии наук.

Со студенческих лет Никита Морозов активно и успешно занимался спортом. Выигрывал первенство Ленинграда по академической гребле. А в большом теннисе выходил с ракеткой на корт до 70 лет. Лет двадцать выступал за команду «Буревестника», участвовал в соревнованиях против «Динамо» и СКА. Сейчас он любит долгие пешие прогулки с супругой, отдых у теплого южного моря. И продолжает заниматься любимой наукой.

Своими основными научными достижениями он считает создание нелинейной теории пластин и оболочек, решение проблем динамического разрушения. 

А каковы его секреты долголетия? Что дает ему жизненный запас прочности? «Главное — поддерживать добрые отношения с людьми, — считает Никита Федорович. — Бывает, кто-то продвинулся, кому-то повезло, у кого-то внезапный успех... Не стоит этому завидовать, сравнивать себя с другими. Важнее хорошие отношения».