Как всегда начнем издалека. Мир школьных задач не имеет границ. Однажды решив задачу про Петю, покупающего в овощном магазине 3 морковки и 2 кочана капусты за 29 рублей, вы сможете решать так же задачи про Васю, Степу, и даже Катю. Решив задачу про столкновение бесконечно упругих шаров в вакууме, на контрольной вы сможете помочь трем ближайшим соседям, когда выйдет учительница.
В реальной жизни все не так. Стальные шары при столкновении деформируются и нагреваются, цены в овощном определяются балансом спроса и предложения, а отдельный потребитель действует иррационально, и вместо капусты и картошки может взять четырехкомнатную квартиру в ипотеку.
Поэтому раньше, в докомпьютерную эпоху, расчет любого принципиально нового узла или агрегата требовал Исследования с большой буквы и*. Условно говоря, имея методичку по проектированию трехступенчатых редукторов, еще нельзя было проектировать четырехступенчатый. Потому что методичка для трехступенчатых редукторов была разработана ЦНИИ ГлавТяжМашПром имени Орджоникидзе по результатам многократных испытаний, и обеспечивает высокую надежность и ресурс работы. А вот для четырехступенчатых редукторов никто надежность и ресурс не гарантирует.
Приведу конкретный пример. Во многих поршневых насосах, например тех, что используются в гидроприводе спецтехники, есть цилиндрические щелевые уплотнения.
Щелевое уплотнение это не что-то специально-созданное, вроде уплотнительных колец, или лабиринтного уплотнения. Это просто зазор между цилиндром и поршнем. Т.к. зазор имеет малый размер - десятки микрон, через него утекает в корпус малое количество жидкости. Но чтобы знать, какое конкретно - нужно делать расчеты. В начале 20 века люди предположили, что скорость жидкости в уплотнении очень маленькая, и течение, соответственно, является ламинарным. Для таких случаев можно аналитически вывести формулу, которая известна как формула Гагена-Пуайзеля.
Но при некоторых условиях, например, высокая температура, жидкость с низкой вязкостью, большие зазоры, течение может оказаться турбулентным. И для них готового решения нет. В 1982 году в издательстве машиностроения вышла книга Г.А. Никитина "Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов".
В частности, там приводятся зависимости для турбулентного течения жидкости в цилиндрическом щелевом уплотнении.
Поскольку промышленность (и строительство) требует постоянных непрерывных нововведений, кафедры и профессора постоянно имели работу. Что-то типовое проектировали КБ, нетиповое - НИИ, с НИИ сотрудничали кафедры технических ВУЗов, а там, где не хватало теоретических знаний или математического аппарата, в работу включались и Университеты. [Да, классическим университетом можно назвать только заведение, где есть историко-филологический факультет, математический факультет (а не кафедра), и где учат классические языки. Технический, строительный, или аграрный университет это оксюморон.]
Как я ранее писал, ряд исследований, проводимых в послевоенную эпоху у нас, в США, в Великобритании и Франции, некоторых других странах, привели к созданию САПР. Говоря САПР, люди имею ввиду, как правило, Компас, Автокад, или что-то вроде того: программу для черчения и получения документации. В английском для этого есть термин CAD (computer aided design), а для расчетных программ - термин CAE (computer aided engineering) . Здесь речь идет, прежде всего, о CAE.
Из советской школы вышли известные строителям Лира, которая потом разделилась на две Лиры, SCAD, известные нефтяникам программы компании "НТП Трубопровод" - Старт и Гидросистема, МКЭ софт компании АПМ и другие. Из французских разработчиков наибольшую известность получила компания Dassault, из британских - Bentley. Абсолютным лидером на данном рынке является американский Ansys. Без него встанут не только КБ, но и многие кафедры не смогут выпускать кандидатов наук.
Все отрасли производства можно разделить на те, которые пережили 90-е, и те, которым пришлось плохо. Пережили в основном, нефтянка, и строительство,автомобилестроение, оборонная промышленность. Поэтому те команды исследователей, которые к концу 80-х подошли к созданию готового продукта в этих отраслях, смогли уйти в бизнес и 30 лет активно развивались. В других же отраслях, например, компрессоростроении, серьезный САПР не был востребован. И даже имея готовые математические модели, с 900-страничным выводом решения и кодом, который на тогдашних ВЦ считался несколько дней, ученые не могли "приделать" к нему пользовательский интерфейс и продавать конструкторским бюро. В отличии от Автокада, этот софт продавался бы не сотнями тысяч копий, а десятками. Даже если в стране 10 КБ по компрессорной технике, а в каждом КБ - по 100 конструкторов, это 1000 лицензий. Но с учетом того, что расчеты делает от силы 5 человек, вместо 1000 лицензий выходит 50. Для разработки нужно нанять на аутсорсе команду программистов, плюс провести анализ сотен вариантов конструкции для проверки устойчивости решения, плюс провести десятки экспериментов в лицензированной лаборатории для проверки точности и т.д. В итоге лицензия будет стоить космические 2 миллиона. Это при условии, что есть 10 специализированных КБ, но их ведь нету!
Так или иначе, и в "успешных" и в "неуспешных" отраслях кафедры, в какй-то мере, потеряли свою значимость. Раньше проходить практику на кафедре было Честью. Раньше они были не только учебными центрами, но и связующим звеном между фундаментальной наукой и реальным производством. Сегодня такое звено просто не нужно, потому что для большинства реальных задача есть готовые универсальные решатели. И те коллективы, которые их разрабатывают, достаточно маленькие. Гигант Ansys заявляет, что у них работает 8000 инженеров по всему миру, российский САПР-лидер Аскон имеет 600 сотрудников в штате, в компаниях типа Лиры их не больше сотни. Это высококвалифицированный труд математиков и физиков, и помогающих им программистов. Поскольку люди каждый год не умирают и не уходят на пенсию, обычному молодому инженеру в такую фирму устроиться невозможно, и толку от него там не будет. Так же с этими компаниями невозможно сотрудничать (участвовать в разработке), работая на кафедре. Как и во всей мировой экономике, в инжиниринге сегодня выпадает среднее звено. Если раньше самый верх (ученые-математики) и нижний уровень (конструктора) были связаны через НИИ и кафедры, сегодня мы пользуемся напрямую продуктами инженерной элиты, просто покупая лицензионный ключ.
Мне довелось пару раз смотреть защиту кандидатских диссертаций. Особенно меня удивляла фраза "Я сделал математическую модель в Ansys". Математическую модель в Ансис сделали американские профессора, а вы просто воспользовались результатами чужого труда. Работа в Ansys (Лира, SCAD), никаким СОЗДАНИЕМ математической модели не является. Самая простая математическая модель выглядит как-то так.
Только даже когда на уровне магистратуры занимаешься реальной математикой, понимаешь что это не совсем нужно, мягко говоря. А грубо говоря - совсем не нужно. Потому что НУЖНЫЕ ВЕЩИ были написаны в 80-е и 90-е. В двухтысячные запрыгивать на подножку поезда CAE было уже поздновато, а в 20-е - СОВСЕМ. По крайней мере в традиционных отраслях.
Кроме того, даже простенькую расчетную программку написать не каждый способен. По этой причине "нетоповые ВУЗы" занимаются не совсем наукой. Потому что вставлять красивые картинки с изополями напряжений это не научная новизна, это уровень дипломной работы.
[Кстати сами "второразрядные" ВУЗы появились только в советское время. Во времена Николая Первого во всей Европе было около 30 тысяч студентов, и любой студент де факто являлся ЭЛИТОЙ, уровня графов и герцогов, выше баронов, но ниже императорской фамилии. Достаточно сказать, что не у всех дворян было высшее образование, а любое лицо с высшим образованием получало личное дворянство автоматически, если находилось на государственной службе. При Николае Втором студентов в России было уже сто тысяч, но все равно это было подавляющее меньшинство населения. При Ленине ограничили поступление в ВУЗы детям образованных родителей, отменили экзамены для рабочих и крестьян, а кучу учительских семинарий и сельхоз училищ переименовали в институты (например так появился Омский Аграрный институт). При Сталине экзамены вернули, зато изобрели такие чудесные вещи как "Всесоюзный заочный политехнический институт", или "Вечерний машиностроительный институт" и т.д. В 60-е и 70-е часть этих институтов выросло во что-то серьезное, вместе с ростом городов, а часть - так и осталось ликбезом для рабочей молодежи. Сегодня ВУЗы уже официально делят на четыре категории : -1) МГУ , МФТИ и некоторые другие 2) Национальные исследовательские университеты - Бауманка, НГУ, Тюменский университет, 3) Так называемые опорные университеты 4) Все остальное. Хотя по совести никакого высшего четвертой категории быть не может. Либо высшее образование, либо это на самом деле колледж.]
Значит ли это, что научной работы совсем нету? Нет не значит. Это значит, что благодаря развитию вычислительной техники те темы, которые раньше были наукой, сегодня сместились в инжиниринг. И, соответственно, науки стало меньше. Значит ли это, что с "нетоповыми ВУЗами" что-то не так? Здесь мне хочется вспомнить слова Эдуарда Лимонова:
Персонал отеля считает нас, я думаю, никчемными лодырями, приехавшими объедать Америку – страну честных тружеников, остриженных под полу-бокс. Это мне знакомо. В СССР тоже все пиздели о тунеядцах, о том что нужно приносить пользу обществу. В России пиздели те, кто меньше всех работал. Я писатель уже десять лет. Я не виноват, что обоим государствам мой труд не нужен. Я делаю мою работу – где мои деньги? Оба государства пиздят, что они устроены справедливо, но где мои деньги?
Мне кажется что в этих словах есть своя логика. Доценты занимаются наукой, государство заявляет, что ему наука нужна, значит пусть платит. Тем более что через десяток лет Лимонов стал известным и продаваемым писателем, и в России, и в Европе. Так что возможно, через 20 лет, одна из сотни кафедр Политеха выгодно продаст свои разработки и станет важной и нужной для экономики. А еще, любой ВУЗ повышает уровень культуры в регионе. И даже если студент, слушая профессора, не запомнил ни одного вывода формул, он отчасти перенял поведение профессора, и отчасти - забыл поведение "пацаны с района". И если наши ВУЗы создают мало Королевых, то по крайней мере они уменьшают количество "Витей и Максимов АК".
*выражение "Человек с большой буквы Ч" или "роман с большой буквы Р" и т д использует один из моих любимых журналистов Андрей Никитин, поэтому было бы честно дать здесь ссылку https://www.youtube.com/channel/UCYNd5lLoDN-VThLdTWDDASw/featured