Комета из созвездия Чаплыгина

Я хорошо знал младшую сестру Мстислава Всеволодовича, замечательного ученого-аэродинамика Веру Всеволодовну Келдыш. Она всю свою жизнь проработала в нашем Центральном аэрогидродинамическом институте – ЦАГИ, куда ее привел знаменитый брат, начинавший здесь свой путь в науку. Она рассказывала много интересного (и нового) об удивительной семье Келдышей, о детских и юношеских годах жизни, может быть, самого талантливого из выдающихся людей этой семьи – Мстислава. Она же рассказывала о тяжелых последних годах жизни и смерти брата – как известно на этот счет немало домыслов. Мне довелось в течение многих лет работать в отделе ЦАГИ, который возглавлял соратник Келдыша профессор Я.М.Пархомовский, сохранявший и передававший нам добрые воспоминания о Мстиславе Всеволодовиче.

Мстислав Всеволодович был младшим из четырех братьев в семье, а Вера Всеволодовна – младшей из трех сестер. Родился Мстислав 10 февраля 1911 года в Риге. Здесь его отец работал адъюнкт-профессором политехнического института, а мама, Мария Александровна Скворцова, занималась домашним хозяйством и воспитанием детей. Дворянское происхождение родителей, знание иностранных языков – французского и немецкого – педагогический талант, любовь к литературе, музыкальному и изобразительному искусству не могли не сказаться на основательном развитии творческих способностей детей, их образовании и широких гуманитарных интересах в дальнейшей жизни.

В 1915 году, в разгар войны, большая семья Келдышей переехала из Риги в Москву. Здесь, а также в городе Иванове, где отец преподавал в политехническом институте в 1919–1923 годах, прошло детство будущего академика. Начальную школьную подготовку Мстислав прошел дома. А в Иванове он начал обучение в средней школе. Заканчивал он (по возвращении семьи в Москву) среднюю школу со строительным уклоном в 1927 году.

Всеволод Михайлович Келдыш, повторимся, был крупным строителем, генерал-майором инженерной службы, в поле зрения которого как ученого (специалиста по расчету железобетонных конструкций) и эксперта Госплана СССР были крупнейшие стройки страны.

Но многое было, очевидно, и от мамы. Мария Александровна давала всем своим детям «начатки грамоты» перед поступлением в школу. Человек высокой культуры, она многое сделала в воспитании детей. «Мама была очень музыкальной женщиной, – говорила Вера Всеволодовна. – Помню еще с детства, как они с папой в четыре руки играли на рояле… Мама мечтала, что кто-нибудь из нас выйдет в большие музыканты». Как известно, один из братьев Келдышей, Юрий, закончил консерваторию, правда, он выбрал теоретическое направление и стал крупным музыковедом…

Всеволод Михайлович Келдыш хотел, чтобы Мстислав пошел по его пути. Когда летом Всеволод Михайлович уезжал в командировки на какие-нибудь стройки, электростанции, заводы, он всегда старался брать с собой Мстислава. Нередко на этих стройках Мстислав работал разнорабочим. Отец видел, что из сыновей трое были ярко выраженными гуманитариями, и лишь Мстислав, единственный, с детства проявлял интерес к технике. Он мог «починить свет», исправить звонок, разобрать и собрать невиданные механические куклы сестер…

Братья жили в одной комнате. В ней было три железных кровати, большой письменный стол и рояль, а на стене – вешалка  для одежды ребят. Слава как-то позвал младшую сестренку Веру: «Зайди в нашу комнату!» А ей всегда было интересно бывать там. «Вот, – сказал он, – посмотри!» На рояле были разложены куклы, подаренные сестрам их тетей, жившей когда-то в Италии. Куклы были разобраны на детали: ручки, ножки, головка… Вера в ужасе, со слезами побежала на кухню к маме. Не успела она пожаловаться, прибежал брат: «Не реви, сейчас соберу!» «Восстанавливал» он сложные куклы мгновенно. Уже в этом проявлялась его «техническая» жилка, как и в умении наладить все необходимое в домашнем хозяйстве… Так или иначе, но у отца сложилась уверенность в том, что Мстиславу уготована инженерная стезя.

Потому всем в семье казалось естественным, что Мстислав по окончании, в 16 лет, средней школы-девятилетки по рекомендации отца пойдет поступать в строительный институт. Но туда принимали ребят не моложе 17 лет. Ему сказали, чтобы он пришел через год. Сначала родители расстроились. Потом отец подбодрил: «Ну, ничего, год поработаешь и на будущий год пойдешь!» Но старшая сестра Людмила с этим не согласилась…

Прежде чем рассказать об этом подробнее, нельзя не отметить, что благодушия ни у кого в семье Келдышей не было, кажется, никогда. Всегда был труд и всегда были трудности. Никого из детей в семье Келдышей не заставляли учиться. Впрочем, никто не ленился. Все учились хорошо. Как рассказывала со слов старшего брата Юрия Вера Всеволодовна, Мстислав вундеркиндом не был. В детстве он был веселым, любил подтрунивать, придумывать смешные названия, какие-то клички: Веру, к примеру, звал «шпаной». Никто не видел, чтобы он особо сидел за книгами. Учеба давалась ему легко. Юрий, который был на три года старше него, вспоминал, что учитель математики на каком-то родительском собрании сказал: «Из этого парня может получиться толк…» Людмила, которая была старше Мстислава на 7 лет, тоже увидела его способности к математике, когда ему было лет 14–15.

Узнав об осложнениях с поступлением брата в строительный институт, старшая сестра обратилась за содействием к профессору Н.Н.Лузину. Он, очевидно, поверил ее убеждению, что Мстислав проявляет незаурядные способности в математике, и согласился разрешить ему посещение лекций на физико-математическом факультете МГУ. Кроме того, сестра стала более усиленно заниматься с ним сама. Успехи были очевидны. Этому были и косвенные подтверждения. Когда Мстислава в 1931 году по окончании университета распределили в ЦАГИ, Николай Николаевич Лузин (к тому времени уже академик) при встрече с Всеволодом Михайловичем не мог скрыть своего расстройства, оттого что Мстислав уходит не в абстрактную, «чистую» математику, а в прикладную.

Как же складывалась научная жизнь Келдыша в ЦАГИ? Здесь он проработал 15 лет – до декабря 1946 года: сначала инженером, затем ?старшим инженером, начальником группы, а с 1941 года начальником отдела динамической прочности.

Алек­сеевичем Чаплыгиным. Можно сказать, он попал в Мекку механики. Бессменный председатель Коллегии ЦАГИ, блестящий математик и механик, Чаплыгин многие годы руководил знаменитым семинаром общетеоретической группы ЦАГИ. Этот семинар, острокритическая, но объективная и благожелательная обстановка его регулярных заседаний стали той почвой, на которой выросла плеяда выдающихся впоследствии ученых-механиков, будущих академиков: Н.Е.Кочин, М.А.Лаврентьев, Л.С.Лейбензон, А.И.Некрасов, Г.И.Петров, Л.И.Седов, С.А.Христианович… По свидетельству очевидцев, М.В.Келдыш, с его глубоким и быстрым умом, вскоре стал одним из самых активных участников семинара.

Чаплыгин был замечательным примером для Келдыша не только как глубокий, разносторонний ученый-теоретик, выполнивший пионерскую, революционную работу в области аэродинамики больших скоростей еще в начале века, оцененную по достоинству лишь десятилетия спустя. Чаплыгин стал ярким примером и как блестящий организатор науки – это оказалось особенно важным для Мстислава Всеволодовича впоследствии.

20-е годы в Москве, когда в институте помимо ряда научных структур в области авиации, промышленной аэродинамики, гидро– и ветроэнергетики начали энергично и успешно работать конструкторское бюро во главе с А.Н.Туполевым, а также завод опытных конструкций. Но в 30-е годы это был уже гораздо более масштабный проект. Вновь в основу грандиозного строительства ЦАГИ (аэродинамического и прочностного комплексов, небывалого аэродрома) легло формирование научно обоснованных концепций развития авиационной науки и техники, необходимое для вывода страны на передовые позиции в области авиации. И в этой работе ярко проявился еще один талант Чаплыгина-строителя в самом широком смысле этого слова.

Интеллектуальная элита ЦАГИ составляла тогда цвет всей отечественной механики. Влившиеся в нее в начале 30-х годов выдающиеся молодые ученые, и в их числе Келдыш, смогли создать в институте уникальную атмосферу плодотворного труда энтузиастов, первопроходцев в ряде направлений науки.

Летом 1937 года ЦАГИ посетил известный ученый-механик Теодор фон Карман. Он высоко оценил увиденное: «Русские ученые умеют блестяще сочетать математическую теорию с экспериментальными исследованиями и претворять их в жизнь». Эти слова имели прямое отношение и к Келдышу, удачно отражая важные принципы его научного творчества.

В нашем отделе в ЦАГИ бережно хранится написанный рукой Мстислава Всеволодовича список его научных трудов, которые он сам разбил на ряд направлений. За пять лет, с 1932 года по 1937-й включительно, молодой ученый опубликовал в «Трудах ЦАГИ» и других изданиях фундаментальные работы в области неустановившегося движения крыла самолета, гидродинамики тяжелой жидкости, в области приближенных методов решения уравнений, приближений функций рядами полиномов, конформного отображения, теории потенциала – в общей сложности 24 работы!

Начиная с 1937 года все большее внимание Мстислав Всеволодович стал уделять развитию теории флаттера. Так называлось чрезвычайно опасное, словно взрыв, явление автоколебаний конструкции, особенно остро проявившееся к этому времени на высокоскоростных самолетах. За пять лет по этой проблеме Келдыш опубликовал 12 исключительно важных работ. Они позволили гораздо более эффективно, чем, к примеру, в Германии, обеспечить безопасность наших самолетов от флаттера. Согласно официальной немецкой статистике число смертельно опасных случаев флаттера в Германии на порядок превзошло число таких случаев в СССР.

Но сохранилась фотография стенной газеты «ЦАГИ» 1942 года, посвященной этому событию, и в ней приведены хоть и трафаретные, но истинные слова: «Звание лауреатов Сталинской премии военного времени навсегда останется вдвойне почетным. О каждом из этих людей потомки скажут: это он ковал победу над врагом, это он обеспечил успех победоносной войны». В этих громких словах нет никакого преувеличения: не решив проблемы флаттера, невозможно было создать боеспособную скоростную авиацию, способную противостоять сильнейшему противнику.

В последние годы жизни Мстислава Всеволодовича, когда от его решений зависело нередко материальное или иное благополучие больших научных коллективов, можно было слышать немало претензий к нему, и в частности из-за того, что он был «слишком лоялен к власти». Зная историю его семьи и зная его ограниченные возможности при всем высоком положении, согласиться с такими претензиями вряд ли справедливо. Впрочем, вернемся в ЦАГИ.

Когда в авиации началось все более активное применение прогрессивной схемы трехколесного шасси с носовым колесом, проявилось еще одно очень опасное явление автоколебаний – так называемое (по имени модного танца) «шимми». Самолеты, страдавшие этим недугом, не могли ни взлетать, ни садиться. По своей математической сути явление это подобно флаттеру. Но по механической сути оно имеет немало совершенно специфических и весьма сложных особенностей, в частности касающихся взаимодействия катящегося гибкого колеса с поверхностью аэродрома. Тогда, к концу войны, логическим завершением исследований Мстислава Всеволодовича в ЦАГИ явилась фундаментальная работа, посвященная борьбе с этим, в общем-то уже известным из автомобильной практики, но не обследованным и крайне остро проявившимся на самолетах явлением динамической неустойчивости.

Следует заметить, Келдыш знал себе цену как ученый, порой он бывал резок и прямолинеен, когда видел непорядочность или научную ограниченность некоторых коллег. Он мог сказать о своем ближайшем сотруднике: «П. не хамит только когда спит!» Или еще хлеще: «П. хамит даже когда спит!» Но вместе с тем он никогда не выпячивал себя, особенно среди людей, далеких от науки. Доходило до курьезов.

проб­леме интенсивных колебаний стойки шасси) готовится ни много ни мало «на соискание Сталинской премии». К Келдышу перестали пускать и постоянно одолевавших его прежде посетителей с заводов… Его привозили на работу и увозили на личной машине начальника…

За выдающуюся работу в области шимми, не потерявшую поныне своего значения (глубины и красоты!), М.В.Келдышу была присуждена Сталинская премия за 1946 год. Причем обнаружилось общее в подходе Мстислава Всеволодовича к решению проблем флаттера и шимми. Снова потребовалось выявить второстепенные факторы, которыми можно было пренебречь и упростить уравнения, описывающие рассматриваемое явление так, чтобы обеспечить возможность решения этих уравнений имевшимися тогда весьма ограниченными вычислительными средствами, добившись достаточной для практики точности.

Есть такое распространенное суждение, что лучшие летчики-испытатели вышли из инструкторов. Можно провести аналогию и с учеными. Н.Е.Жуковский, С.А.Чаплыгин, С.А.Христианович, А.А.Дородницын, прежде чем стать выдающимися учеными, начали (и продолжали всю свою жизнь) интенсивную педагогическую работу. Не был исключением М.В.Келдыш, сочетавший научную и педагогическую работу с первых шагов в науке. С весны 1930 года, еще будучи студентом, он начал работать в различных вузах Москвы (в частности Электромашиностроительном, а затем в Станкоинструментальном институте) – сначала в качестве ассистента, затем доцента и профессора. В войну, будучи профессором на механико-математическом факультете МГУ, он читал там курсы теории функций комплексного переменного и уравнений математической физики. В 1935 году ему была присуждена (президиумом Академии наук СССР) ученая степень кандидата физико-математических наук без защиты диссертации. В 1937 году Всесоюзная аттестационная комиссия присудила ему степень кандидата технических наук (также без защиты) и звание профессора.

С 1934 года по приглашению академика И.М.Виноградова М.В.Келдыш состоял в докторантуре Математического института Академии наук СССР (МИАН), по окончании которой в 1938 году он защитил диссертацию на степень доктора физико-математических наук.

В апреле 1944 года, продолжая работать в ЦАГИ, М.В.Келдыш возобновил (по совместительству) активную научную деятельность в МИАНе, во вновь созданном отделе прикладной механики – ОПМ МИАН, которым он заведовал до 1953 года. После войны он сосредоточился там на решении, во-первых, проблем «атомного проекта» и, во-вторых, все более – проблем ракетодинамики и прикладной небесной механики.

Трудно переоценить роль Московского физико-технического института в послевоенном развитии исследований в новейших областях авиационной, ракетно-космической и иных высокотехнологичных отраслей страны. Ключевую роль в создании МФТИ сыграли ученые ЦАГИ, и в их числе М.В.Келдыш. С пеpвым pектоpом МФТИ И.Ф.Петpовым Келдыш познакомился перед войной. Тогда начальник ЦАГИ генерал Петров, к тому времени уже известный летчик-испытатель, организовал обучение ученых (и в их числе был Келдыш) полетам на учебном самолете, с тем чтобы они смогли реально ощутить суть изучаемых проблем. (В связи с этим известна тонкая шутка Келдыша. Во время защиты на ученом совете ЦАГИ кандидатской диссертации оппонент, горячо поддерживая диссертанта, сказал, что помимо всего прочего он налетал на По-2 сто часов. Встал Мстислав Всеволодович и под взрыв общего хохота спросил: «А сколько надо налетать на докторскую?») Мстислав Всеволодович с большим уважением относился к И.Ф.Петрову и многие годы работал в МФТИ, возглавляя кафедру термодина­мики.

Министерство авиационной промышленности не сразу смирилось с потерей своего самого яркого ученого. В конце ноября 1946 года, буквально на следующий день после избрания в академики, М.В.Келдыш был назначен начальником Реактивного научно-исследовательского института министерства авиационной промышленности (НИИ-1). Главной первоначальной задачей института стало создание и внедрение в авиации жидкостных ракетных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей, пока не выяснилось со всей очевидностью, что более перспективно в ближайшем будущем использование ЖРД и ПВРД на ракетах. В течение десяти лет, до 1961 года, Мстислав Всеволодович оставался научным руководителем НИИ-1 (ныне это Исследовательский центр им. М.В.Келдыша). Так что, уйдя из ЦАГИ в 1946 году, М.В. Келдыш несколько лет занимал два административных поста (в НИИ-1 и ОПМ). Уже тогда ярко проявились особые качества М.В.Келдыша как государственного человека, умеющего глубоко обоснованно, с привлечением лучших специалистов, нередко своих учеников, выбирать приоритеты и добиваться комплексного решения важнейших задач страны.

Такая же борьба за Келдыша развернулась позже, когда стало известно предложение назначить его академиком-секретарем Отделения технических наук АН СССР. Тогда восстало руководство атомной отрасли (тот же А.П.Завенягин), ссылаясь на насущную необходимость сохранить ученого для неотложных нужд «своего» ведомства. Сегодня всем очевидна выдающаяся роль М.В.Келдыша в работах по атомной тематике, за которые он был удостоен своей первой Звезды Героя Социалистического Труда в 1956 году.

По общему мнению специалистов, трудно переоценить в связи с этим значение еще одного очень важного научного направления, без которого вряд ли можно было успешно решить проблемы разработки атомного и водородного оружия. Это – пионерские работы Мстислава Всеволодовича в области создания отечественной элект­ронной вычислительной техники и развития методов вычислительной математики. Важнейшую роль в решении этих проблем так же, как в дальнейшем в решении проблем создания объектов ракетно-космической техники и управления ими, сыграл ОПМ МИАН – в 1953 году он выделился в самостоятельный Институт прикладной математики (и ныне это – ИПМ им. М.В.Келдыша). Мстислав Всеволодович и его сподвижники были у истоков нового направления в математике, оформившегося впоследствии в ее самостоятельный раздел – вычислительная и прикладная математика.

В 1959 году первая в мире крылатая ракета «Буря», построенная при самом активном участии ученых в ОКБ С.А.Лавочкина, прошла успешные испытания. Особую сложность представляло создание небывало мощного и эффективного прямоточного воздушно-реактивного двигателя, обеспечившего успешный полет крылатого снаряда до цели в районе Камчатки со скоростью, в три раза превышавшей звуковую, на высоте 20 километров с использованием астронавигации.

Для этого потребовалось шесть лет напряженной работы больших коллективов ученых, инженеров и рабочих страны. Это был наш ответ в начавшейся гонке ракетных вооружений. Келдыш и его сподвижники сумели доказать тогда перспективность крылатых ракет в условиях, когда С.П.Королёв, отойдя от этого направления, сосредоточился на создании ракет баллистических, в частности знаменитой впоследствии «семерки» (Р-7).

Р-7. Был накоплен значительный опыт работ, связанных с созданием ракетно-космической техники, опыт исследований по ракетной динамике и прикладной небесной механике. После закрытия проекта «Буря» М.В.Келдыш сосредоточился в основном на работе в ОПМ.

Теперь уже общеизвестен выдающийся вклад М.В.Келдыша в развитие пионерских ракетно-космических исследований, начиная от первого искусственного спутника Земли, первого полета человека в космическое пространство и кончая исследованиями Луны и планет Солнечной системы. Келдыш и его коллеги были первопроходцами в исследованиях проблем, связанных с созданием систем ориентации, стабилизации, управления спуском в атмосфере современных и перспективных космических аппаратов.

По существу, на него, как эксперта выс­шей квалификации, были возложены обязанности государственного деятеля, ответственного за оценку эффективности и выполнение программ всей отечественной ракетно-космической отрасли.

В 1961 г. за особые заслуги в развитии ракетной техники, в создании первого в мире космического корабля «Восток» и успешном полете Ю.А.Гагарина М.В.Келдыш был удостоен второй Звезды Героя Социалистического Труда.

Один из учеников и ближайших сподвижников М.В.Келдыша академик Т.М.Энеев написал проникновенные слова: «Все, сделанное Мстиславом Всеволодовичем в области прикладной небесной механики и ракетной динамики, перечислить трудно. Следует лишь отметить, что глубокие теоретические исследования он проводил в тесной связи с научно-организационной деятельностью по разработке и реализации научной программы исследования космического пространства.

Мстиславу Всеволодовичу были присущи необычайная глубина мышления, широта взглядов, огромная эрудиция. Многих поражало, как быстро он умел вникать в самую суть обсуждаемой проблемы, найти главное звено, отбросив все неважное, второстепенное».

Про Королёва и Келдыша сложены легенды. Одна из них связана, в частности, с лунным грунтом. Необходимо было решить задачу посадки «лунников» на поверхность нашего естествен­ного спутника, и для подбора характеристик амортизирующих устройств необ­ходимо было задать характеристики лунного грунта. В этом вопросе возникли разногласия, одни считали, что лунный грунт скалистый с очень большим количеством небольших кратеров, другие – наоборот, что Луна покрыта толстым слоем (до 100 м), состоящим из мелкого песка и вулканической пыли.

«Давайте утвердим оба типа грунта и еще третий придумаем, средний между ними», – предложил академик. «Так и сделали, – говорил Корчемкин, – вот и появились модели лунных грунтов №1, №2, №3. И для всех этих моделей грунта и производились эксперимен­тальные проверки (на земле, разумеется) прочности «лунников» и их устойчивости после «посадки».

Казалось бы, трудно представить более яркую, более благодарную жизнь и более светлую личность. Точно сказал кто-то из коллег Келдыша о его высшей цели: «Ему нужна была великая Россия». Но жизнь Мстислава Всеволодовича, и без того драматичная в начале, оказалась вовсе трагической в последние годы.

Сергей Петрович не говорил, в отличие от многих, что Мстислав Всеволодович умер смертью неестественной. Не говорила этого никогда и Вера Всеволодовна. Более того, она была убеждена в противоположном.