Научная школа академика Константина Васильевича Фролова «Колебательные процессы в системе «человек-машина-среда»»

Константин Васильевич Фролов родился 22 июля 1932 года в г.Кирове Калужской области в семье служащих. В 1956 году окончил с отличием Брянский институт транспортного машиностроения и начал трудовую деятельность на Ленинградском металлическом заводе. Осенью 1958 года он поступает в аспирантуру академического Института машиноведения, с которым связана вся дальнейшая творческая деятельность будущего академика. Он стал его директором в 1975 году и оставался на этом высоком посту вплоть до последних дней жизни в 2007 году. В 1976 году он избирается членом-корреспондентом, а в 1984 году – действительным членом Академии наук СССР. В 1985 году он возглавляет как академик-секретарь новое Отделение проблем машиностроения, механики и процессов управления (до 1992 года), а с 1984 по 1996 год является вице-президентом  Академии наук.

В официальном справочнике «Ведущие научные школы России», выпущенном Советом при Президенте Российской Федерации в 1998 году, представлена научная школа академика Константина Васильевича Фролова «Колебательные процессы в системе «человек-машина-среда». Это направление включает своей важной и естественной частью биомеханику, история становления которой связана с именами Леонардо да Винчи, Рене Декарта, Роберта Гука, Леонардо Эйлера, Германа фон Гельмгольца и других крупнейших ученых. Для близко знавших К.В.Фролова несомненно, что биомеханика являлась его любимым направлением, развитию которого он посвятил около 40 лет, считая это в определенном смысле миссией своей жизни. При этом он понимал биомеханику подчас в весьма широком смысле как науку о ключевом значении человеческого фактора в современном мире машин и систем «человек-машина-среда».

Будучи, прежде всего, специалистом по теории колебаний, он рассматривал организм как огромный ансамбль колебательных процессов и систем, генетически наследуемых помехоустойчивым образом из поколения в поколение и увязанных с колебательными процессами в окружающей среде. В силу широты своего кругозора и исследовательского темперамента академик Фролов видел взаимосвязи между положениями древней и современной медицины о значимости биоритмов и призывал своих учеников исследовать их с позиций математического естествознания. В своей научной школе он уделял особое внимание проблемам физиологических нарушений, включая нарушения естественных биоритмов, вызываемых воздействием на организм внешних вибраций. Эти нарушения ведут к профессиональным вибрационным заболеваниям или серьезным затруднениям в работоспособности человека-оператора, например, из-за развития морской болезни.

Актуальность данных работ обусловлена развитием мира машин с форсированными рабочими параметрами по скорости, мощности, нагрузкам и с использованием новых типов конструкций и технологий вибрационного принципа действия, что приводит к росту интенсивности вибраций и шумов, действующих на человека. При этом темпы данного роста опережают темпы разработки методов и средств, обеспечивающих снижение уровней вибраций до безопасных значений. В результате, например, вибрационная болезнь, вызываемая длительным действием интенсивных вибраций на организм человека и сопровождаемая подчас тяжелыми формами инвалидности, стала одним из ведущих профессиональных заболеваний.
По инициативе и под руководством академика Фролова были проведены многочисленные национальные и международные симпозиумы «Человек и вибрация», построен специализированный корпус «биомеханики» ИМАШ РАН, созданы уникальные исследовательские стенды, разработаны новые системы управления человеком-оператором современных машин в условиях действия вибраций, построены и внедрены новые системы виброзащиты человека-оператора, созданы новые технологии и аппараты для лечения людей и нормализации физиологических процессов с помощью вибраций, построены многочисленные биомеханические модели поведения тела человека при вибрационных воздействиях, разработаны сложные вопросы самосинхронизации колебательных систем с двумя источниками энергии, опубликованы справочники и оригинальные тематические работы, подготовлены доктора и кандидаты наук, и пр. Материалы этих научных исследований легли в основу целого ряда ГОСТов и других нормативных актов в области биомеханики, вибрационной техники и средств защиты человека-оператора от вибрационных воздействий. Они также отражены в государственных и международных программах по техногенной безопасности, в которые академик К.В.Фролов и его ученики внесли заметный вклад. Во всех своей многогранной научно-организационной деятельности (включая руководство изданием многотомного труда «Безопасность России», рабочей группой «Риск и безопасность» при Президенте РАН, Научным советом РАН «Наука – Москве», изданием сборников «Современные проблемы биомеханики») академик Фролов всегда отводил видное место человеческому фактору, роли человека-оператора как важнейшего и подчас особо опасного звена управления систем «человек-машина». Цикл работ по биомеханике академика К.В.Фролова и ряда его учеников и коллег был отмечен Государственной премией СССР.

Константин Васильевич проводил в жизнь близкую ему философию научного коллективизма. В успешной работе созданного им отдела биомеханики ИМАШ видную многолетнюю роль сыграли члены его научной школы и сотрудники А.О.Алифов, О.Б.Балакшин, Л.Я.Банах, Ю.И.Бобровницкий, О.А.Волоховская, И.А.Евин, М.Б.Зейтман, М.Я.Израилович, М.А.Кельнер, А.С.Ковалева, М.Г.Кутузов, В.Г.Лютцау, А.С.Миркин, Т.А.Мурачева, Н.С.Осецкая, Н.В.Панкова, Г.Я.Пановко, М.Д.Перминов, С.В.Петухов, Б.А.Потемкин, Д.А.Раков, Т.А.Ракчеева, А.А.Самойлов, И.Г.Сахвадзе, В.И.Сергеев, А.В.Синев, А.К.Скворчевский, В.В.Смолянинов, А.А.Соловьев, В.С.Соловьев, И.Н.Статников, Т.М.Томилина, Ю.Ф.Фоминский, И.С.Явелов и многие, многие другие.

Вокруг академика Фролова произошло сплочение большого числа смежных организаций. В результате его научный коллектив и корпус биомеханики ИМАШ стали и остаются в нашей стране всеобщим центром вибрационной биомеханики, а также ряда других ветвей биомеханики и эргономики. За прошедшие десятилетия множество видных организаций и специалистов нашей страны и зарубежных стран провели совместные работы на базе отдела биомеханики, созданного академиком Фроловым. В качестве примера можно назвать многолетние совместные работы по биомеханике с Институтом медико-биологических проблем, Центральным институтом травматологии и ортопедии (ЦИТО), Московским физико-техническим институтом, Институтом проблем передачи информации РАН, Московским государственным техническим университетом им. Баумана, организациями военно-промышленного комплекса, многочисленными филиалами ИМАШ, созданными по инициативе Константина Васильевича в разных регионах нашей страны.

В разные годы научной школой академика Фролова были осуществлены совместные работы по биомеханике с учеными Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Польши, Чехословакии, США, Великобритании, Японии и других стран. Многие из развиваемых этой школой направлений были подхвачены специалистами в других центрах России и в международных организациях, созданных или работающих с участием ИМАШ. Примером последних являлись ИФТОММ – Международная федерация по теории машин и механизмов, МИБ СТС – Международный институт безопасности сложных технических систем, Международное общество биомехаников, Международная ассоциация симметрий.

В качестве вице-президента Академии наук СССР, а затем России, курирующего научные связи с Венгерской академией наук, он заложил  основы межакадемического сотрудничества, которые не прерываются уже четверть века. Так, в действующем многолетнем «Тематическом плане научного сотрудничества Российской и Венгерской Академий наук» присутствует активно выполняемая ИМАШ тема «Нелинейные модели и симметрологический анализ в биомеханике, биоинформатике и теории самоорганизующихся систем» (соруководители темы академик К.В.Фролов и его ученик С.В.Петухов). В рамках этого сотрудничества по инициативе академика Фролова была создана Международная ассоциация симметрии со штаб-квартирой в Будапеште, которая за прошедшие годы провела с активным участием ИМАШ международные конгрессы по симметрии и ее приложениям в Вашингтоне, Хиросиме, Хайфе и Будапеште и которая издает в Венгрии международный журнал «Symmetry: Culture and Science». В настоящее время в деятельности этой Ассоциации участвуют представители свыше 50 стран мира. Академик Фролов был избран ее бессменным Почетным президентом, а представители его научной школы были избраны в ней на руководящие позиции (С.В.Петухов – председателем ее международного ученого совета, И.А.Евин и В.В.Смолянинов – ее представителями в России).

Константину Васильевичу было присуще системное мировоззрение и ощущение глубокой взаимосвязи объектов мироздания, что отражено, в частности, в официальном названии его научной школы – «колебательные процессы в системе «человек-машина-среда»». Его стремление воплотить это ощущение в новые научные открытия его коллектива обусловливает порой неожиданные результаты. В качестве примера можно упомянуть матричную генетику и алгебраическую биологию, развиваемые при участии академика Фролова в ходе проводимых в отделе биомеханики ИМАШ свыше 10 лет структурно-генетических исследований. Эти исследования выводят на связь структурных принципов генетического кодирования, единых для всех живых организмов, с наследуемыми физиологическими системами и биоритмами, а также с гиперкомплексными числовыми системами, прежде всего, кватернионами Гамильтона. Оказалось, что не только наше трехмерное физическое пространство почем-то устроено в соответствии с кватернионами Гамильтона, но и система генетических алфавитов также почему-то устроена в соответствии с ними. В ходе данных исследований предложены новые виды спектрального (геносеквентного) анализа физиологических процессов. Одним из результатов является также выявленная связь молекулярно-генетических ансамблей с отношениями музыкальной гармонии (музыка – это особая любовь Константина Васильевича, и на основе этих научных результатов его школы им инициировано устойчивое сотрудничество отдела биомеханики ИМАШ с Московской государственной консерваторией им. П.И.Чайковского).
Всесторонняя поддержка исследований по биомеханике оказывается дирекцией ИМАШ, ныне возглавляемой академиком Р.Ф.Ганиевым, который уделяет большое внимание развитию биомеханики и ставит в этой области новые актуальные задачи.

К 70-летию академика К.В.Фролова была выпущена книга «Достижения и задачи машиноведения» (2006 г., ИМАШ РАН), в которой можно найти как обзоры его научных трудов, так и статьи о нем его коллег и близких. Книга включает подробные данные о его неоценимом научном и организационном вкладе в развитие других научных направлений и подготовку научной молодежи. Этот вклад высоко оценен как в нашей стране, так и за рубежом. Константин Васильевич – лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, премий Совета Министров СССР, премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники, Герой социалистического труда, кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» III степени. Награжден двумя орденами Ленина, орденом Трудового Красного знамени и многими медалями. Является почетным доктором и членом множества зарубежных академий наук, университетов и научных обществ. Награжден многими зарубежными орденами и наградами. С 1991 года возглавлял Всесоюзное общество «Знание» и созданную на его основе Международную научно-просветительскую ассоциацию «Знание», а также Гуманитарный фонд «Знание» им. С.И.Вавилова. В разные годы заведовал кафедрами инженерного профиля в ряде отечественных ВУЗов, внося в деятельность этих кафедр присущие ему динамизм и увлеченность как наукой, так и подготовкой достойной научной смены. С 1977 года являлся бессменным редактором академического журнала «Машиноведение», а затем также редактором международного журнала «Проблемы машиностроения и автоматизации». Он – ответственный редактор крупных монографических изданий, научных трудов и сборников, включая многотомный энциклопедический справочник «Машиностроение».

Константин Васильевич обладал удивительной способностью заряжать своих собеседников и коллег энергией и позитивным жизненным настроем. Часто доводилось быть свидетелем своеобразного чуда, когда идущий к нему на прием подавленный жизненными обстоятельствами безрадостный человек выходил от него с сияющей улыбкой на лице и бурлящей энергией в движениях и взоре. Умение приподнять человека над серыми буднями, показать ценность его личности и обилие внутренних ресурсов организма – характерная черта этого большого руководителя. И в этой связи можно считать Константина Васильевича также еще основателем школы оптимизма и радости.