Академику Феликсу Леонидовичу Черноусько, крупному российскому ученому в области механики, теории управления и прикладной математики, главному редактору журнала "Прикладная математика и механика", 16 мая 2018 года исполняется восемьдесят лет.
Круг научных интересов и достижений Ф.Л. Черноусько очень широк: динамика твердых тел с полостями, содержащими жидкость, теория оптимального управления, дифференциальные игры, теория колебаний, асимптотические методы нелинейной механики, теория оценивания фазового состояния динамических систем, вычислительные методы вариационного исчисления и оптимального управления, робототехника. В этих областях ему принадлежат фундаментальные результаты, получившие международное признание. Список его трудов насчитывает свыше 400 публикаций, включая 14 монографий.
Краткий обзор научной деятельности Ф.Л. Черноусько со списком основных трудов до 2008 г. был представлен в статье, посвященной его 70-летнему юбилею (Прикладная математика и механика. 2008. Т. 72. Вып. 2. С. 179-201).
С начала 2000-х Ф.Л. Черноусько активно занимается проблемами динамики и управления движением локомоционных систем, которые не имеют специальных движителей (ног, колес, гусениц, гребных винтов и т.п.) и перемещаются в сопротивляющихся средах за счет изменения своей конфигурации или за счет движения внутренних тел. Такой принцип движения характерен для наземных и водных животных, не имеющих конечностей (змей, червей, некоторых рыб), и исследования в этом направлении представляют интерес для биомехаников. С другой стороны, он может быть использован в искусственных локомоционных системах (мобильных роботах), представляя тем самым интерес для инженеров. На этом принципе могут быть созданы герметичные мини- и микророботы, не содержащие выступающих деталей и пригодные для технической и медицинской диагностики. В данном направлении им совместное учениками и коллегами получены фундаментальные научные результаты, снискавшие мировую известность и признание.
Проведен большой цикл исследований, посвященных движению по твердой поверхности змееподобных плоских механизмов, выполненных в виде цепочки твердых тел, последовательно соединенных вращательными шарнирами, в каждом из которых имеется привод. Предложены два типа режимов управления движением механизмов по шероховатой плоскости-динамический и квазистатический. Динамический режим предусматривает чередование быстрых и медленных фаз движения. В медленных фазах часть звеньев движется, а часть - удерживается силами сухого трения в состоянии покоя. В результате центр масс системы смещается; величина и направление этого смешения зависят от изменения конфигурации системы. В быстрых фазах управляющие моменты в шарнирах значительно превышают моменты сил трения, а их продолжительность мала, благодаря чему центр масс системы за время быстрой фазы практически не сдвигается. Комбинируя медленные и быстрые фазы, можно переместить механизм в любое наперед заданное положение. Найдены оптимальные режимы движения, при которых максимизируется средняя скорость движения механизма или минимизируются потери энергии в расчете на единицу пути. Квазистатические режимы складываются только из медленных движений. Эти режимы уступают динамическим режимам по скорости, потребуют меньших затрат энергии.
Аналогичные исследования проведены и для систем тел, последовательно соединенных поступательными шарнирами и взаимодействующих между собой посредством приводов. Каждое из тел, кроме того, взаимодействуете внешней средой, в которой движется система. Для таких систем, перемещающихся по плоскости с сухим трением или в вязких средах со степенным законом трения, построены движения, при которых расстояния между телами и скорости тел изменяются периодически. Найдены оптимальные параметры конструкции и режимов управления, максимизирующие среднюю скорость движения или минимизирующие затраты энергии в расчете на единицу пути.
Построены и изучены режимы управления движением в жидкой среде локомоционных систем, состоящих из корпуса с прикрепленными к нему посредством вращательных или поступательных шарниров звеньями-плавниками. Построены оптимальные законы управления периодическим движением плавников, при которых достигается максимальная средняя скорость движения системы как целого. Оптимальные движения плавников с вращательными шарнирами оказываются качественно близкими к движениям конечностей плавающих животных и рыб, а также к движениям ног человека при плавании стилем брасс.
Важным в прикладном отношении классом локомоционных систем без внешних движителей являются системы капсульного типа, состоящие из корпуса и внутренних тел, которые с помощью приводов могут двигаться относительно корпуса. Корпус взаимодействуете внутренними телами и внешней средой; внутренние тела взаимодействуют с корпусом и не взаимодействуют со средой. Такие системы способны перемещаться в сопротивляющихся средах за счет движения внутренних тел. Ф.Л. Черноусько построил эффективные законы управления движением внутренних тел, позволяющие системе перемешаться в заданном направлении в средах с сухим трением и с вязким трением, кусочно-линейно или квадратично зависящим от скорости движения корпуса. Им впервые поставлена и решена задача оптимального по скорости управления периодическим движением капсульной локомоционной системы в средах с широким классом законов сопротивления движению корпуса.
Исследования Ф.Л. Черноусько по динамике и управлению движением локомоционных систем без внешних движителей актуальны для разработки миниатюрных мобильных роботов.
Ф.Л. Черноусько плодотворно сочетает исследовательскую работу с педагогической. Более 50 лет он преподает в Московском физико-техническом институте, руководит научной работой студентов и аспирантов, заведует кафедрой механики и процессов управления. Им создана одна из ведущих научных школ в России в области теории управления. Среди его учеников шестнадцать докторов наук и более тридцати кандидатов наук. Три его ученика стали членами-корреспондентами Российской академии наук.
Ф.Л. Черноусько ведет большую научно-организационную работу. Он создал и тридцать девять лет возглавлял Лабораторию механики управляемых систем в Институте проблем механики Российской академии наук, с 2004 по 2015 г. был директором этого института. По его инициативе в Институте проблем механики в 1981 г. создана Лаборатория робототехники, в которой ведугся экспериментальные исследования в области механики и управления движением робототехнических систем. Пятьдесят лет он руководит научным семинаром Института по динамике систем и теории управления, который получил всероссийскую известность. Нередко на этом семинаре выступают зарубежные ученые. Он возглавляет Научный совет РАН но робототехнике и мехатронике, который играет важную роль в выборе направлений и координации научных исследований в области робототехники и мехатроники в России. Он - инициатор и координатор Программы Президиума Российской академии наук "Актуальные проблемы робототехнических систем", направленной на развитие фундаментальных исследований в данной области.
Ф.Л. Черноусько - член Бюро Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Российской академии наук, заместитель председателя Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике, член Российского национального комитета по автоматическому управлению, член редколлегий ряда журналов Российской академии наук и международных журналов.
Выдающиеся научные достижения Ф.Л. Черноусько получили признание в России и за рубежом. В 1987 г. он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1992 г. - действительным членом Российской академии наук. Он - лауреат Государственной премии СССР и Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники. Член Европейской академии наук, Сербской академии наук и искусств. Международной академии астронавтики, Академии инженерных наук Сербии, почетный член Международного общества "Физика и управление", почетный член Европейского общества механики, почетный член Сербского общества механики, заслуженный профессор Московского физико-технического института. Награжден премией Кербера за развитие европейской науки (Германия, 1993 г.), премией Гумбольдта (Германия, 1998 г.), Золотой медалью имени С.А. Чаплыгина Российской академии наук (2005 г.), Золотой медалью Леонарда Эйлера Фонда Эйлера (2011 г.), премией имени А.А. Андронова Российской академии наук (2015 г.).
Редколлегия, редакция и читатели журнала, коллеги и ученики сердечно поздравляют Феликса Леонидовича Черноусько с юбилеем, желают ему крепкого здоровья, плодотворной научной деятельности и счастья.
Русский
English 
