Академик Константин Васильевич Фролов
1932-2007 гг.

Фролов К.В. - выдающийся ученый-механик, создатель ряда научных направлений в области прикладной механики, динамики машин, биомеханики систем «человек-машина», безопасности технических систем, машиноведения, получивших широкое признание в России и за рубежом.
Член-корреспондент Академии наук СССР (с 1976 г.)
Действительный член (академик) Академии наук СССР (с 1984 г.)
Академик ВАСХНИЛ (с 1985 г.)

Окончил Брянский институт транспортного машиностроения в 1956 г.

В период 1958 - 1961 гг. учился в аспирантуре Института машиноведения АН СССР.

В 1962 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему "Влияние свойств источника энергии на колебания автономных систем" (научный руководитель - академик АН Украины В.О.Кононенко).

В 1968 г. защитил докторскую диссертацию на тему "Колебания в машинах с переменными параметрами в приложении к динамике силового гидропривода", 1970 г.

Академик К.В.Фролов является автором и соавтором большого числа (свыше 500) научных публикаций по вопросам теории колебаний, динамики систем «человек-машина», прочности, надежности и живучести технических систем и конструкций, справочников, учебников для технических университетов, а также публицистических статей на темы истории и развития науки и техники. Его научные достижения нашли широкое внедрение в самых различных областях техники и отраслях промышленности, в том числе, в судостроении, ядерной энергетике, авиакосмической технике, в общем и специальном машиностроении.

Под его руководством и при непосредственном участии был выполнен ряд научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, нашедших применение при создании новых конструкций водо-водяных энергетических реакторов, при разработке мероприятий по обеспечению надежности и безопасности особо ответственных технических объектов атомного машиностроения, при создании образцов авиационно-космической техники, судостроения, а также разработок, используемых в городском хозяйстве Москвы, в частности при создании новых типов энергосберегающих установок теплового снабжения, новых конструкций подвижного состава московского метрополитена.

На протяжении свыше 30 лет он являлся директором Института машиноведения им. А.А.Благонравова РАН (1975-2007 гг.) , генеральным директором Ассоциации «Объединенный институт машиноведения» РАН.

В период с 1985 г. по 1992 г. являлся академиком-секретарем Отделения механики, машиностроения и процессов управления РАН, в последние годы, вплоть до своей кончины - заместитель академика-секретаря Отделения энергетики, механики, машиностроения и процессов управления РАН. Вице-президент АН СССР (1985 - 1996 гг.)

Помимо своей основной научной деятельности К.В.Фролов много внимания уделял педагогической, научно-организационной и общественной работе. На протяжении многих лет являлся заведующим кафедрой теории машин и механизмов Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана.

Президент Международного Гуманитарного фонда "Знание" им. С.И.Вавилова.

Почетный Президент инженерной академии России.

Председатель Правления Международной научно-просветительской ассоциации "Знание" (ныне «Международная научно-просветительская ассоциация "Знание" им. академика К.В.Фролова).

Был избран членом Общественной палаты Российской Федерации.

Государственные награды:

Почетный доктор:

Иностранный член:

Почетный член:

Международные награды

 Основные этапы научного творчества академика Константина Васильевича Фролова

Первая научная публикация К.В.Фролова (1957 г.) была посвящена методам и результатам бесконтактной тензометрии при вибрационных испытаниях паровых и газовых турбин и центробежных компрессоров, разрабатываемых и выпускаемых Ленинградским металлическим заводом (ЛМЗ). На этом заводе К.В.Фролов начал свою трудовую деятельность сразу же после окончания Брянского института транспортного машиностроения (в 1956 г.).

В дальнейшем научная деятельность К.В.Фролова в той или иной степени всегда была связана с исследованиями колебательных процессов в механических системах самого различного технологического назначения. Его научная деятельность и публикации, несмотря на разнообразие постановок и прикладной направленности, можно подразделить на следующие основные темы:

Важно отметить, что проявляемый К.В.Фроловым интерес к тем или иным проблемам механики, биомеханики, машиноведения был всегда тесно увязан с потребностями науки и техники, актуальными для текущего периода развития науки, техники, промышленности и социально-экономического развития страны.

Нелинейные колебания в системах с ограниченной мощностью привода. Первые существенные результаты были получены К.В.Фроловым во время учебы в аспирантуре Института машиноведения и в последующие годы работы под руководством академика АН УССР В.О.Кононенко (1958-1961) и относятся к исследованию колебаний в нелинейных механических системах. В этих исследованиях главное внимание было уделено анализу влияния свойств источника энергии на поведения параметрических и автоколебательных систем.

Научную и практическую значимость этих исследований трудно переоценить. Дело в том, что некоторые особенности поведения реальных механических систем и объектов вибрационной техники, такие как скачкообразное изменение амплитуд и частот вынужденных колебаний, неустойчивость движения, появление дополнительных резонансов, не согласовывались с основными положениями, существовавших в то время теорий. Особенно удивительно, что эти эффекты, типичные для нелинейных систем, проявлялись в линейных системах. В.О.Кононенко удалось объяснить эти эффекты тем, что исследования подобных систем обычно проводились в предположении, что работа источника энергии, поддерживающего колебания, не зависит от движения самой колебательной системы, и для адекватного их описания необходимо учитывать динамические особенности привода (источника энергии). Учитывая свойства источника энергии (с помощью его статической характеристики в виде нелинейной функции скорости вращения), К.В. Фроловым были получены такие фундаментальные результаты, как установление зависимости скорости прохождения линейной системы через резонанс от амплитуды вынужденных колебаний, существование стационарных колебаний с ограниченной амплитудой в параметрических и автоколебательных системах при ограниченной мощности источника возбуждения . Ему удалось наиболее полно объяснить такие эффекты в механике, как эффект Зоммерфельда .

Многие из этих исследований К.В.Фролов проводил на аналого-вычислительных машинах, в то время только входивших в расчетную практику моделирования, благодаря чему удалось получить более полное представление о свойствах рассматриваемых систем при больших коэффициентах модуляции. Он выявил и описал явления возбуждения и срыва колебаний и соответствующих им переходных процессов. Им были исследованы также параметрические колебательные и автоколебательные системы с нелинейной упругой характеристикой. К.В.Фролов установил, что взаимодействие колебательной системы с источником энергии наиболее сильно проявляется в областях резонансов, а факторами, ограничивающими амплитуду колебаний, являются нелинейные связи источника энергии с колебательной системой. Эти исследования, по существу, образовали новый класс задач нелинейной механики, который оказался очень актуальным как в теоретическом, так и в прикладном отношении. В последующем эти исследования были обобщены в нескольких монографиях, написанных совместно со своими учениками .

К исследованиям в этой области К.В.Фролов неоднократно возвращался и в дальнейшей своей научной работе, не смотря на интерес к другим задачам механики.

Виброзащита машин и оборудования. После назначения заведующим вновь созданной лаборатории вибрационной техники (1964 г.) К.В.Фролов стал заниматься проблемами виброзащиты машин и оборудования. Здесь следует отметить оригинальное предложение К.В.Фролова использовать систему обратной связи для автоматического управления жесткостью подвески с целью расширения диапазона эффективной работы динамических гасителей колебаний .

В тот период времени перед отечественной промышленностью, особенно для новых поколений кораблей подводного флота, остро стояла проблема снижения шума и вибраций объёмных аксиально-поршневых машин в составе гидропривода - гидронасосов и гидромоторов. К.В.Фроловым были разработаны методы анализа и изучения динамики гидравлических машин, как нелинейных колебательных систем с несколькими источниками энергии . (В этой связи интересно отметить одну характерную особенность научного творчества К.В.Фролова, выражающуюся в сочетании выполненных ранее исследований с постановкой и решением новых задач.) Итогом этой работы стала успешная защита докторской диссертации, по материалам которой была издана единственная в своем роде книга «Колебания элементов аксиально-поршневых машин», ставшая классическим руководством для научных работников и разработчиков гидравлических машин.

Моделирование колебательных процессов в системах «человек-машина». Знания и опыт, накопленные в результате проведенных исследований в области расчета и создания систем активной и пассивной виброзащиты машин и оборудования, позволил К.В.Фролову перейти к постановке более тонких задач, связанных с проблемой виброзащиты человека. Эта комплексная проблема, находящаяся на стыке механики, биомеханики, физиологии, эргономики возникла и стала актуальной в связи с все возрастающими динамическими воздействиями на человека-оператора со стороны управляемой им машиной и экстремальных воздействий окружающей среды. В конце 60-х годов ХХ-го столетия К.В.Фроловым было сформулировано новое научное направление – виброзащита комплексной системы «человек-машина». Им впервые было предложено при разработке систем виброзащиты человека учитывать динамические особенности тела человека как колебательной системы. Под его руководством и при его непосредственном участии были предложены различные расчетные модели тела человека, которые использовались для оценки влияния вибрации на человека-оператора и при создании индивидуальных средств его защиты от вибрации. Проведение этих исследований потребовало создания мощной экспериментально-исследовательской базы, проведения тонких экспериментов и разработки новых теоретических методов структурной и параметрической идентификации моделей по данным экспериментов.

Одновременно с этим «механистическим» подходом к проблеме действия вибрации на человека и защиты человека-оператора от вибрации К.В.Фроловым были поставлены исследования, касающиеся и более глубоких аспектов восприятия человеком вибрации. В этих работах, проводимых совместно с биологами и биофизиками, были выявлены и описаны физиологические механизмы и рецепторные системы, отвечающие за восприятие вибрации. Эти исследования позволили по иному взглянуть на проблему действия вибрации на организм человека и высказать предположения о возможности использования вибрации для информационных, профилактических и лечебных целей. В частности, было установлено, что благодаря строго дозированному воздействию определенных зон тела человека можно снизить тяжелые последствия от гиподинамии, невесомости, нарушений функционирования опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы. Помимо проведения чисто «академических» исследований при его участии были разработаны практические рекомендации и созданы оригинальные образцы устройств для вибростимуляции. В частности, широко рекламируемые в настоящее время ботинки для вибростимуляции, впервые были созданы в лаборатории, руководимой К.В.Фроловым, и использовались в ряде московских клиник и на космических станциях для профилактики последствий гиподинамии.

Весьма перспективными оказались и исследования, связанные с использованием тактильного восприятия человеком вибрационных сигналов, в качестве дополнительного информационного канала связи человека с машиной и окружающей средой.

Вибрационные машины и вибрационные технологические процессы. Одновременно с разработкой и созданием научных основ вибрационной биомеханики систем «человек-машина-среда» в 80-е годы прошлого столетия К.В.Фролов стал активно заниматься проблемой использования вибрации в технике и технологических процессах. В этот период им была издана книга с полемическим названием «Вибрация – друг или враг?», в которой всесторонне обсуждаются вопросы вредного действия и полезного использования вибрации. Им существенно была расширена номенклатура технологических процессов, основанных на использовании вибрации. Представляется интересным и характерным факт, когда в беседе с академиком А.И.Целиковым при обсуждении проблем непрерывной разливки металлов, К.В.Фроловым была сформулирована идея использовать вибрацию кристаллизатора для снижения усилий сопротивления вытягиванию непрерывно литого слитка.

Прочность, надежность, ресурс энергетических машин и оборудования. Создание особо ответственных конструкций и оборудования атомного машиностроения привело к постановке принципиально новых задач обеспечения прочности, надежности, живучести, безопасности технических систем. В 80-е – 90-е годы под руководством К.В.Фролова большой группой ученых Института машиноведения совместно со специалистами отраслевых научно-исследовательских организаций и промышленных предприятий выполнялась комплексная программа обеспечения безопасности технических систем. В этот и последующий период времени была создана концепция техногенной безопасности как совокупность научных основ, экспериментальных методов и технических средств предотвращения технологических аварий и катастроф и снижения риска их возникновения и возможных последствий. Здесь важно подчеркнуть социально-экономическую значимость разработки соответствующих методов оценки и критериев риска возникновения техногенных катастроф.

Характерно, что не только опыт, знания и интуиция, но и высокая социальная ответственность и гражданская позиция К.В.Фролова позволили решить многие задачи этой важнейшей проблемы развития современной техники.

Важно отметить огромную заслугу К.В.Фролова в деле систематизации и обобщении классических и новых знаний в области механики, машиноведения и машиностроения. Он является инициатором издания и главным редактором многих периодических научных журналов, тематических научно-технических сборников, справочников. Здесь в первую очередь следует выделить многотомные энциклопедические справочники «Вибрации в технике» (в 6-ти томах), «Машиностроение» (в 40 томах), «Безопасность России (в 30 томах). В этих фундаментальных изданиях нашли отражение самые современные достижения науки и техники.

Характеризуя научное творчество академика К.В.Фролова нельзя не остановиться на его вкладе в дело подготовки современного инженера. Весь свой опыт и свои знания он стремится передать молодому поколению. Практически всегда, начиная с первых лет работы на Ленинградском металлическом заводе, и по настоящее время он сочетает свою научную и огромную научно-организационную и общественную работу с преподавательской деятельностью. На протяжении нескольких десятилетий он заведовал кафедрами «Теории машин и механизмов» в Московском институте легкой промышленности и Московском Государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана. Им была предложена новая концепция преподавания курса «Теория машин и механизмов», учитывающая современное состояние и новые задачи механики. Эта деятельность выразилась в издании учебников и учебных пособий по теории механизмов и машин для высших учебных заведений.

Как истинный ученый К.В.Фролов всегда стремился к популяризации научных знаний. Свою публицистическую деятельность он всегда ориентировал на самый широкий круг читателей: от школьников и студентов до научно-технических работников и руководителей целых отраслей промышленности. Его научно-публицистические статьи и книги касаются не только истории, современного состояния и перспективах развития механики машин, машиноведении, машиностроения, но, что самое главное, были направлены на понимание и восприятия роли и значения науки о машинах в деле развития техники, экономики, социальных отношений.

Избранные труды академика К.В.Фролова.

Нелинейные колебания в системах с ограниченной мощностью привода:

Виброзащита машин и оборудования:

Моделирование колебательных процессов в системах «человек-машина»:

Вибрационные машины и вибрационные технологические процессы:

Прочность, надежность, ресурс энергетических машин и оборудования:

Энциклопедические справочники:

Учебники и учебные пособия:

Публицистические статьи