К юбилею профессора Московского университета основателя Кафедры акустики Сергея Николаевича Ржевкина

Сергей Николаевич Ржевкин принадлежал к первой в России научной школе физиков, созданной Петром Николаевичем Лебедевым, и по праву считается патриархом российской акустики. Вся его деятельность была направлена на становление акустики как самостоятельной науки и на организацию многих ее направлений. Созданные под руководством или при активном участии Ржевкина лаборатории становились базами крупных научных центров, а его достижения, иногда кажущиеся сейчас очевидными, открывали новое поле деятельности для следующих поколений исследователей. Юбилей С.Н. Ржевкина дает повод осмыслить путь, пройденный отечественной акустикой за почти вековой период. Сергей Николаевич Ржевкин родился 21 июля 1891 года в селе Тропарево под Можайском, в семье земского врача Николая Федоровича Ржевкина. В 1909 году он окончил 2-ю Московскую гимназию и решил поступать на физико-математический факультет Московского университета, где обучение было платным.

Профессор Сергей Николаевич Ржевкин, основатель и заведующий кафедрой акустики физического факультета МГУ с 1943 по 1975 гг.

К сожалению, к этому времени ушли из жизни его родители. Учитывая заслуги врача Н.Ф. Ржевкина, Московская городская управа назначила его сыну стипендию, и, постоянно подрабатывая уроками, Сергей Николаевич смог продолжить свое образование. Лекции по музыкальной акустике выдающего физика и пианиста профессора А.А. Эйхенвальда, наряду с увлечением вокальным искусством и прекрасным слухом самого Ржевкина, способствовали возникновению его интереса к акустике. В университете он познакомился и на всю жизнь подружился с С.И. Вавиловым, ставшим впоследствии президентом АН СССР.

Группа учеников П.Н. Лебедева и П.П. Лазарева (шестой слева во втором ряду). Стоят: в центре С.И. Вавилов, второй справа С.Н. Ржевкин (1911 г.)

На втором курсе они вместе начали посещать лекции П.Н. Лебедева, а потом и работать в физической лаборатории у его ученика П.П. Лазарева. В 1914 году после блестящего окончания факультета по специальности «физика» оба были призваны на военную службу, принимали участие в боевых действиях Первой мировой и закончили войну в должностях начальников полевых радиостанций. После заключения Брестского мира С.Н. Ржевкин был демобилизован и, вернувшись в Москву, первые месяцы жил в доме Вавиловых. По рекомендации Лазарева он был принят ассистентом на кафедру физики Петровской (ныне Тимирязевской) академии. В конце 1919 года С.Н. Ржевкин был призван в Красную армию и направлен в Военную радиотехническую лабораторию, где вел исследования по радиотехнике и акустике. В 1920 году им была опубликована первая научная работа, посвященная биофизическим особенностям восприятия сложных звуковых сигналов. После мобилизации, начиная с 1924 года, плодотворная научная и педагогическая деятельность С.Н. Ржевкина была неразрывно связана с Московским университетом. Под его руководством в 1928 году на факультете была создана лаборатория электроакустики и слабых токов, и для студентов старших курсов организовано преподавание по «электроакустическому уклону». В этом же году вышла его первая монография «Слух и речь в свете современных физических исследований». В 1934 году Ржевкин был приглашен С.И. Вавиловым организовать и возглавить Акустическую лабораторию в Физическом институте АН им. П.Н. Лебедева (ФИАН) для проведения работ в области архитектурной акустики и ультразвука. В этом же году Президиумом АН СССР по совокупности работ без защиты диссертации С.Н. Ржевкину была присуждена ученая степень доктора физико-математических наук, и он занял должность профессора на кафедре колебаний. (Впоследствии на кафедре колебаний более 60 лет проработал его сын Кирилл Сергеевич Ржевкин.) В 1935 году в связи с планируемым строительством Дворца Советов началась разработка его акустического проекта. (На месте предполагаемой постройки сейчас стоит воссозданный Храм Христа Спасителя.) Общее руководство работами по акустике Дворца Советов осуществляла Акустическая комиссия АН, возглавляемая академиком Н.Н. Андреевым, а его заместителем был назначен профессор С.Н. Ржевкин, координировавший исследования в Москве. Проведенные в этот период работы в дальнейшем способствовали развитию физиологической акустики и основ теории резонансных звукопоглотителей. В 1937–1941 гг. под руководством С.Н. Ржевкина осуществлялось проектирование и строительство лаборатории ФИАН на Калужском шоссе. Впоследствии эта лаборатория послужила базой для организации Акустического института АН СССР. Акустические решения, предложенные С.Н. Ржевкиным, нашли применение в довоенной Москве при строительстве многих известных общественных зданий и научных учреждений (Дома звукозаписи, телевизионного центра, студий Мосфильма, станций метрополитена, планетария). С июля 1941 по апрель 1943 года в составе ФИАН семья Ржевкиных была эвакуирована в Казань, где Сергей Николаевич в оборонных целях руководил циклом работ по гидроакустике. На Волге, в целях борьбы с акустическими минами противника, были проведены исследования шумов речных судов, а также разработан проект звукоизолированной кабины для гидроакустиков-слухачей на военных кораблях. В архиве МГУ хранится справка, датированная военным временем, — сведения о специалистах, подготовленных профессором С.Н. Ржевкиным. Напротив каждой фамилии только один из трех вариантов: работает в акустике, находится на фронте или погиб. После возвращения Московского университета из эвакуации, согласно приказу Всесоюзного Комитета по делам Высшей школы при СНК СССР, в августе 1943 года был утверждён список кафедр МГУ (общим числом 131), включавший новую кафедру акустики — первую в отечественных университетах. В декабре 1943 года С.Н. Ржевкин был избран на Ученом совете заведующим кафедрой и занимал этот пост до весны 1975 года. Первые 10 лет кафедра занимала две комнаты в подвальном помещении старого здания на Моховой улице. Штат кафедры был небольшим: исследования проводились в области архитектурной акустики и гидроакустики (С.Н. Ржевкин, К.А. Велижанина, В.С. Нестеров) и в области атмосферной акустики и приборостроения (В.А. Красильников, К.М. Иванов-Шиц). В 1948–1954 гг. Ржевкин был членом Научно–технического совета по строительству нового здания МГУ и председателем комиссии по строительству физического факультета. Для кафедры акустики были созданы специальные помещения: первая в СССР большая заглушённая камера (11х9х7,5 м3), реверберационная камера (объемом 217 м3), лаборатория на плоской крыше и гидроакустический бассейн (площадью 40 м2 и глубиной 4 м), оборудован полигон на водохранилище в Подмосковье. После переезда физфака в новое здание на Ленинских горах на кафедре со временем получили развитие все основные направления акустики: архитектурная акустика и борьба с шумами, аэроакустика, гидроакустика, биологическая и музыкальная акустика, ультразвук и нелинейная акустика, акустика твердого тела и акустоэлектроника. Неоднократно Ржевкин поднимал на министерском уровне вопрос об увеличении числа выпускников-акустиков в вузах страны, и в 60-х годах такое решение было принято. За время своей научной деятельности С.Н. Ржевкин занимался широким кругом акустических и радиофизических задач. Приведем некоторые научные результаты, полученные Ржевкиным или при его непосредственном участии на кафедре.

Радиотехника и электроакустика. Первые научные исследования С.Н. Ржевкина были связаны с бурно развивавшейся радиотехникой и ее приложениями. При этом он выступил новатором применения радиотехнических методов для исследования акустических явлений, которые часто требовали создания новых приборов. Например, был разработан анализатор звука, позволявший преобразовывать акустический сигнал в электрический и проводить его спектральный анализ. Занимаясь задачами электроакустики и передачи звуковых сигналов, С.Н. Ржевкин и А.Н. Яковлев изобрели пьезомикрофон. Решая проблемы телефонии, С.Н. Ржевкин предложил наблюдаемые по фигурам Хладни формы колебаний мембран называть модами, что прочно вошло в научную терминологию. С.Н. Ржевкин занимался разработкой и новых радиотехнических приборов для медицинских целей, в частности, диатермического аппарата. Сейчас СВЧ–диатермия прочно вошла в медицинскую практику.

Музыкальная и физиологическая акустика. Применение радиотехнических методов позволило С.Н. Ржевкину поставить задачу определения объективных характеристик слуха и голоса, в том числе певческого, а также звучания музыкальных инструментов. Для записи звука использовался созданный им акустический осциллограф. Исследования подтвердили теорию Гельмгольца об определяющей роли нелинейности периферической слуховой системы в восприятии слуховых созвучий. Сравнительный анализ спектров профессиональных певческих голосов и голосов непрофессионалов позволил определить две характерные форманты, ответственные за «качество» певческого голоса. Результаты этих исследований позднее нашли отражение в руководствах по вокальной педагогике. В Государственном институте музыкальных наук был построен клавишный электромузыкальный инструмент — гармониум, с помощью которого проведены исследования природы созвучий. Другой разработанный аппарат — термофон — позволял определять частотные области и величину потери слуха. В дальнейшем Ржевкин занимался изучением бинаурального эффекта человека и животных, а также проводил работы по анализу и синтезу речи. Благодаря Сергею Николаевичу на кафедру уже в пенсионном возрасте был принят талантливый инженер-физик, изобретатель терменвокса — Л.С. Термен, который проработал на факультете до 1993 года. На кафедре он также занимался задачами музыкальной акустики, и, в том числе, впервые в МГУ организовал кружок для всех интересующихся этими проблемами.

Архитектурная акустика. Для решения практических задач улучшения акустики помещений Ржевкин предложил использовать резонаторы Гельмгольца, подбирая параметры которых, как было показано теоретически и подтверждено экспериментально, можно регулировать время реверберации и управлять частотными характеристиками звукопоглощения, особенно в низкочастотной области, где другие типы поглотителей неэффективны. Таким образом, были заложены основы резонансных звукопоглотителей (РЗП), нашедших широкое применение в различных областях техники как эффективное средство борьбы с шумами. Разработанный метод позволяет создавать звукопоглощающие конструкции и искусственные фрикционные материалы с заранее заданными свойствами. Вместе с В.С. Нестеровым была решена важная для практики обратная задача: нахождение параметров звукопоглотителя по величине коэффициента поглощения в заданном диапазоне частот. Дальнейшее направление исследований было связано с проектированием различных конструкций РЗП и пористых материалов и изучением звукопоглощения при больших интенсивностях и скоростях воздушного потока (К.А. Велижанина, И.В. Лебедева). В начале 60-х коллектив кафедры акустики принял деятельное участие в работе Государственной комиссии по приемке Кремлевского Дворца съездов.

Аэроакустика и шумы. Еще в военные годы С.Н. Ржевкин с коллегами провел критический обзор исследований, связанных с шумами самолетов и изысканием методов их глушения, и предложил, в том числе, для уменьшения шума винта применять винты с большим числом лопастей. По этому пути и развивалась в дальнейшем авиационная техника. В 50-х годах он принял активное участие в разработке звукопоглощающих систем в шахтах для испытания авиационных двигателей, а также консультировал разработку звукоизоляции кабины первого реактивного пассажирского самолета ТУ-104 в КБ А.Н. Туполева. Среди прикладных проблем, разрабатываемых в 60-е годы на кафедре в области воздушной акустики и борьбы с шумом, можно отметить задачи снижения шума на первых советских судах на подводных крыльях (К.А. Велижанина, И.В. Лебедева), исследования согласующих и излучающих систем и разработка резиновых звукопоглотителей для корпусов подводных лодок (К.В. Чернышев). В конце 70-х годов под руководством С.Н. Ржевкина проводились исследования низкочастотных шумов автомобилей по научно-техническому договору МГУ-ЗИЛ. В исследованиях участвовали Л.Н. Захаров, О.С. Тонаканов и другие сотрудники кафедры акустики, а также коллектив акустической лаборатории объединения ЗИЛ. В результате была построена модель шумового источника и даны рекомендации по снижению инфразвуковых шумов в салоне автомобилей.

Гидроакустика. Еще в 1951 году в предварительных экспериментах (данные в то время опубликованы не были) с помощью разработанного и изготовленного на кафедре звукоприемника, представлявшего собой малую полую сферу, содержащую внутри пьезоэлектрический преобразователь, удалось зарегистрировать в море инфразвуковые волны от шторма, удаленного на сотни километров, и определить направление на источник. В 1956 году вышла первая статья С.Н. Ржевкина с теоретическим обоснованием принципов регистрации векторных характеристик поля. Важнейшим техническим усовершенствованием было совмещение в одном корпусе трех приемников колебательной скорости, расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях, и приемника звукового давления. Достоинством такого приемного модуля являлась возможность измерения потока акустической мощности и определения местоположения источника звука. В 60-ые годы на кафедре сформировалось и получило развитие новое направление — векторно-фазовые методы в акустике. Под руководством Ржевкина в работе принимали активное участие Л.Н. Захаров, Ф.В. Рожин, О.С. Тонаканов, молодые и талантливые аспиранты, инженеры, механики и мастера кафедры. В это же время начала заниматься прикладной гидроакустикой группа В.А. Бурова. Разрабатывались статистические методы обработки гидроакустических сигналов и аппаратура специального назначения. Теоретические работы Бурова, ставшего в 1980 году лауреатом Государственной премии СССР, нашли важные практические применения. Автор монографии «Истоки советской военной мощи», выпускник кафедры акустики А.В.Минаев (впоследствии лауреат Государственных премий СССР и РФ) так вспоминает о тех годах и своих коллегах — молодых ученых с кафедр профессоров Ржевкина и Стрелкова: «трудно представить, чтобы эта новейшая тематика была бы освоена без присущего МГУ полета мысли и свободного, непредвзятого обсуждения совершенно новых проблем».

Ультразвук и гиперзвук. Одним из первых в СССР С.Н. Ржевкин занялся изучением пьезокристаллов и методов генерации с их помощью ультразвука. Был проведен цикл оригинальных работ, связанных с излучением, а так же физико-химическим и биологическим воздействием ультразвука (эмульгирование; люминесценция и кавитация; коагуляция белка, бактерицидное действие ультразвука и быстрое развитие «озвученных» семян). Изучая получение эмульсий под действием мощного ультразвука, С.Н. Ржевкиным впервые было обнаружено диспергирование твердых тел, а также предложено объяснение его механизма. Благодаря работам С.Н. Ржевкина и его ученика В.И. Макарова, кафедре принадлежит приоритет в визуализации методом темного поля Теплера ультразвуковых импульсов с высокочастотным заполнением и переходных процессов при дифракции на сложных препятствиях.

В системе Академии наук С.Н. Ржевкин вел значительную организационную и координационную деятельность в Совете по ультразвуку и Комиссии по ультразвуковой дефектоскопии. Работы С.Н. Ржевкина по генерации и применению ультразвука получили развитие в пионерских работах В.А. Красильникова и его учеников в новых областях — нелинейной акустике и акустике твердого тела (Л.К. Зарембо, В.Е. Лямов и другие), в которых кафедра традиционно и по сей день занимает одно из ведущих положений в мире.

Л.К. Зарембо, В.А. Красильников, С.Н. Ржевкин

Сергей Николаевич Ржевкин прожил долгую и очень интересную жизнь, неразрывно связанную с историей нашей Родины и Московского университета.

Одной из главных заслуг С.Н. Ржевкина является создание первой в университетах страны кафедры акустики, на которой с момента ее основания в 1943 году и до нашего времени проводятся исследования на мировом уровне. Его научная, педагогическая и организационная деятельность как заведующего кафедрой неизменно приводила к высокому качеству выпускников-акустиков. Заданный им высокий стандарт подготовки специалистов продолжен научными школами заслуженного профессора Московского университета, заведующего кафедрой В.А. Красильникова (в 1975-1987 гг.) и нынешнего заведующего кафедрой академика О.В. Руденко. Сейчас на кафедре действуют Испытательная лаборатория «Акустического и вибрационного контроля физического факультета МГУ» на базе заглушенной камеры, «Центр коллективного пользования физического факультета МГУ по нелинейной акустической диагностике и неразрушающему контролю», Информационный центр «Акустика». Недавно была образована Лаборатория медицинского и промышленного ультразвука. О развиваемых в настоящее время исследованиях и современном состоянии учебной работы на кафедре, а также некоторые исторические материалы, можно прочесть в двух книгах, вышедших к 60- и 70-летнему юбилеям кафедры.

За свои научные и педагогические заслуги С.Н. Ржевкин был награжден орденами Ленина (1951 г.) и Знак Почета (1945 г.), медалями «За трудовую доблесть» (1961 г.) и «За доблестный труд в Великой Отечественной Войне 1941-1945 гг.» (1946 г.). Ему было присвоено звание Заслуженного деятеля науки РСФСР (1972 г.). С.Н. Ржевкин ушел из жизни 7 января 1981 г. — в год своего девяностолетнего юбилея. Его имя прочно вошло в историю отечественной акустики и Московского университета.

Гусев В.А., Ермолаева Е.О.