Мы сами напрашиваемся на катаклизмы

Текст: Ирина Смирнова

Профессор СПбГУ доктор математики Юрий Петров давно занимается исследованиями причин техногенных аварий. В его архиве можно найти сотни подтверждений тому, что на факультете ПМПУ (прикладной математики - процессов управления) нашли причину «необъяснимых» катастроф. Наш корреспондент побывала в гостях у математика. Кстати, его четырехэтажный дом в центре Петербурга возле Технологического института построен еще в 1874 году. Но профессор знает: это очень надежная постройка.

- Юрий Петрович, в Петербурге сейчас строят все хуже и хуже. Только что заселенные дома дают трещины. Может, дело в том, что строят гастарбайтеры с юга? Может, лучше финнов приглашать?
- Не спасет! Дело не столько в том, кто строит, а в качестве проектов. Я не хочу сказать, что все 100% обрушений – следствие ошибок и недоработок в проектах, но очень большая доля обрушений происходит именно из-за этого.

- Почему?
- Дело в том, что проектировщиками не используются научные достижения, которые позволили бы свести риски дальнейшей эксплуатации объектов к минимуму. На днях я в «Известиях» прочитал, как президент РФ Медведев говорит об этой проблеме. Вот его слова: «Обсуждалась инновационная политика крупнейших госкомпаний и госкорпораций. Прежде всего, они должны создавать спрос на новые технологии и разработки. Но, как выяснилось, с инновациями далеко не везде в порядке». В том числе, по мнению президента, ситуация выглядит не блестяще и в самых крупных госкорпорациях. Медведев поручил администрации президента и правительству России подготовить предложения о дисциплинарной ответственности руководителей крупных госкомпаний вплоть до увольнения. В частности, один уже уволен – глава объединенной авиастроительной корпорации Алексей Федоров.

- Давайте вернемся к причинам катастроф, как вы их видите…
- Очень многие проектные решения являются в принципе порочными и неизбежно приводят к авариям, поскольку в них не учитывается возможность потери устойчивости конструкции при малых вариациях параметров. Не учитывается, что реальные объекты никогда не остаются совершенно постоянными. Износ, трения, погодные условия, приводят к тому, что параметры объектов немного плавают, правда, в небольших пределах, плюс-минус на одну сотую, но обязательно. А проектанты думают, что раз там изменилось на одну сотую, то и нагрузки на элементы конструкции тоже изменились на одну сотую. Все так думают. А между тем уже 17 лет назад в нашем университете было доказано и опубликовано, что это не так. Конечно, не каждый объект обязательно рухнет, но многие системы и транспортные объекты – как раз те, где малые изменения параметров – на одну сотую и даже на одну тысячную – приводят к страшным последствиям. И аварии такие регулярно происходят.

- Что вы имеете в виду?
- Вспомните аварию самолета в 1994 году над Междуреченском. Самолет изготовлен был франко-германской компанией «Аэробус -310», шел под управлением российского экипажа. Над Междуреченском внезапно потерял устойчивость, вошел в штопор, разбился, никто не выжил. Стали выяснять, отчего? Черные ящики отыскали. Да, командир пустил в кабину сына порулить. Вот значит, кричали во всем мире, виноват российский командир, и 7 миллионов долларов взыскали с России. Но ведь самолет-то шел под управлением автопилота! То есть рули не действовали в этот момент, управлял автопилот. Он был плохо спроектирован.

- Но как это доказать?
- Очень просто! Когда авария случается по такой схеме, она происходит стремительно, как взрыв. Самолет так быстро входит в штопор, что его никто не успевает остановить. Летчик не успевает схватиться за штурвал, все уже рушится. И вторая интересная особенность: если все-таки летчику удалось подхватить штурвал и спасти самолет, то когда его на земле проверяют, там оказывается все абсолютно в порядке. Потому что параметр изменился на маленькую долю, пока он дошел до посадки, эта ситуация отыграла назад. И в момент проверки все нормально. Вот какая тонкость! Это, кстати, не означает, что при полете он снова не попадет в такую аварию. Найти такую неисправность у готового самолета невозможно. Прощупывай его – не прощупывай, он – исправен. Но запас его исправной работы ничтожен.

- Так было всегда или мы подошли в технологическом смысле к какому-то опасному краю? Почему эта проблема обострилась именно в наши дни?
- Она уже и 17 лет назад была острой. Проблема начала обостряться с восьмидесятых годов прошлого века, когда стали очень быстро усложняться системы управления, и уже была потеряна возможность их непосредственно руками потрогать. Вручную современный самолет не проверишь. Он настолько сложен, что нужно проверять проект. А чтобы проверять проект, нужно знать последние достижения прикладной математики: вполне возможны системы, которые теряют все свои свойства при самых малых отклонениях от расчетных значений.

- Тогда я не могу не спросить про «Булаву»…
- А «Булава» слишком секретна. Я ничего не могу сказать про «Булаву», хотя могу подозревать, что там в точности то же самое. К сожалению, это лишь подозрения. А вот когда терпит аварию самолет, тут уж черные ящики достают, просматривают, какая-то информация просачивается. И, в частности, просочилось, что ровно через полмесяца после гибели самолета над Междуреченском летел такой же самолет того же проекта в районе Бухареста. И вдруг летчик увидел резкий стремительный крен, самолет начал сваливаться в штопор, но пилот сумел быстро отреагировать, резко переложил руль, избежал штопора, посадил самолет. Стали проверять: самолет абсолютно исправен. Оба свойства, о которых мы говорим, сошлись: стремительная авария и полная исправность после приземления. Но в полете, когда изменятся его параметры, он может снова рухнуть. На высоте все время переменные условия – то жарко, то холодно, износ, все детали трутся, значит, все их параметры немножко изменяются. Где проект верен, там изменения на одну сотую ни к чему плохому не приведут.

- Это должно в проекте проверяться?
- Да, но не проверяется! И особенно это стало сказываться сейчас, когда перевели проектирование на вычислительные машины. В целом это замечательно, но коль скоро их перевели, надо очень тщательно все алгоритмы проверять на эквивалентность преобразований, которые используются при уравнениях. Не проверяют! Стали мы более подробно смотреть, как это все происходит на самом деле, и выяснилось, что сейчас вообще отсутствует проверка программ. Мы как-то пришли в строительную организацию, которая дома проектирует, говорим: обнаружилась такая вещь, что возможны аварии. Давайте проверим! А нам отвечают: а мы не можем проверить, мы получаем программу в запечатанном виде, и нам запрещено проектной организацией вмешиваться в проект.

- Алгоритм аварий самолетов и рушащихся домов одинаков?
- Одинаков: везде не учитывается возможность точного вычисления погрешности при создании строительных и авиационных конструкций.

- Ваше открытие годится для кораблей, подводных лодок?
- Да.

- То есть, для всего того, к чему прикладывает руку конструктор, архитектор, инженер…?
- Совершенно точно.

- И если до конца восьмидесятых годов мы жили, доверяя этим конструкциям, то практика дальше уже показывает нам, что происходит что-то не то…
- Просто техника стала более сложной, теперь всем занимаются компьютеры. Это прекрасно, но если раньше спасала интуиция разработчика, то теперь на ней уже не выедешь, теперь системы настолько сложны, и сами эти проекты разрабатываются настолько сложно, что без учета достижений науки не обойтись.

- А в интуицию «закладывалась» какая-то погрешность?
- Да. Запасы-то закладывались, но беда в том, что они не просчитывались по-настоящему. Они брались усреднено. Ну, например. Сегодня берут коэффициент 3. То есть, балка должна выдерживать сто килограммов, а берут балку в 3 раза больше, и она выдерживает триста килограммов. На самом деле, у некоторых конструкций такой запас совсем не нужен. Зато есть другие, у которых нагрузка при изменении параметров может в 20-30 раз увеличиваться. И получается, что с одной стороны при строительстве закладываем колоссальный лишний расход материалов, тратим десятки миллиардов рублей совершенно напрасно. Но в то же время существуют опасные системы, которым никакой запас не поможет. Их нужно выявить и коренным образом переработать.

- Как их различать?
- А в этом суть наших разработок. Вот это, собственно говоря, и есть прикладная математика.

- А если вспомнить аварию на Саяно-Шушенской ГЭС?
- Там тоже основная причина в нелепости проектного решения. Вообще проектирование – это тяжелый и сложный труд, надо предусмотреть то, чего еще нет, плюс «защита от дурака», то есть, необходимо просчитать всевозможные ситуации и против каждой найти защиту. Честно говоря, я не готов бросить камень в проектировщиков ГЭС. Но они не догадались, что устройства управления должны быть наверху, иначе при любом прорыве их затопит. Авария произошла довольно элементарная, износилась шпилька, будь все нормально, ну, хлынула бы вода, мгновенно защита станцию бы отключила, а тут автоматика стояла внизу. И когда вода прорвалась, первое, что она сделала, разрушила систему управления. Я, кстати, получил официальное подтверждение, что дело было именно так. Теперь на все гидростанции дано указание – а они все пишутся кровью, эти указания, в данном случае кровью 79 погибших: на всех гидростанциях вся автоматика должна быть только выше уровня воды и не иначе. Конечно, главные виновники - это хозяева станции, которые ее совершенно варварски эксплуатировали. Уже эту шпильку износить - надо было постараться. Гонялись за прибылью. Эксплуатировали так, что даже шпильки, а это довольно массивное сооружение, начали крошиться. Им докладывали, что надо остановить станцию, исправить. Как?! Остановить?! Это же лишиться денег?! В итоге умудрились совершить первую в мире аварию с разрушением шпилек, такого еще нигде в мире не было.

- Вы это точно знаете?
- Да. Сначала догадался, и мне ради такого моего прозрения выдали копию официальных материалов расследования.

- Юрий Петрович тогда что вы думаете про ЛАЭС?
- Я не один раз писал об этом. Помните, весь город в конце девяностых был увешан плакатами: «Петербург – столица Олимпиады-2004»? А я в это время как раз занимался безопасностью атомных станций и обнаружил, что на ЛАЭС сами реакторы надежные, а вот вспомогательное оборудование время от времени давало сбои. Там же масса всяких приводов, насосов, охлаждающие системы. А на станции каждый сбой – это значит прорыв радиации.

Я об этом писал, в том числе, и в Олимпийский комитет, говорил, что у нас скрытая мина лежит рядом с Петербургом. Наши не прореагировали. Один член Олимпийского комитета ответил мне очень откровенно: ну и что особенного? Ну, сорвется Олимпиада? Меня в другой комитета назначат. Вот и все. Но отреагировали шведы. Мне позвонили из шведского консульства: «Вы обнаружили источник опасности». А Стокгольм как раз конкурировал с Петербургом. Я сказал, что не хочу давать фору нашему конкуренту, и вам ничего не сообщать не буду. Они говорят: «То, что уже сообщено, более чем достаточно, Олимпиады в вашем городе не будет». И точно. На заседании Олимпийского комитета наш город был признан опасным и не прошел даже во второй тур. Наши объясняли причину отказа высокой криминализацией города. Хотя конкурентом был Кейптаун, где разгул криминала - не чета нашему! Но Кейптаун прошел в следующий тур, а мы нет…

- Буквально на прошлой неделе остановили реактор и сообщили, что радиационный фон нормальный.
- У них всегда все нормально. А вот шведы и прежде всего финны проводят свои замеры. Одно время стеснялись такого расхождения: у нас все замечательно, а за рубежом люди видят, что на них летит радиация. Приборы то сейчас точные, поэтому каждая авария фиксировалась. Вот в 1995 году было 8 аварий с выбросом радиации. А потом эту информацию просто засекретили. Я об этом немало писал, потом это вышло отдельной книгой.

Сам по себе выброс радиации не смертелен. Мы хватаем некоторую дозу, ну что ж. Страшнее, если произойдет авария в самом узле, в каком-либо насосе и в узле его защиты.

- В городе сейчас строятся стадион «Зенит» для ЧМ-2018, кольцевая автодорога, западный диаметр. Все - стройки века!
- Все эти объекты у меня вызывают большие подозрения. Ведь почему стоит то здание, в котором мы находимся? Потому что его конструкция неизменна, плохие конструкции сто лет назад рухнули, а хорошие остались. А вот каждое новое здание – это лотерея. Это русская рулетка. Построены по новым проектам, а раз в проекте не учтено такое важнейшее явление, как учет малых вариаций, значит, этот проект потенциально опасен.

Я, разговаривая с представителем одной местной стройорганизации, спросил его: вы же, наверное, знаете о наших методиках, они давно опубликованы? Он говорит: что вы, у нас свои проблемы, нужно взятки давать туда, сюда. Думать еще о безопасности, уж извините, не могу. Частный предприниматель, что с ним сделаешь? Обратились мы в госэкспертизу и получили ответ: экспертиза проводить экспертизу не уполномочена. Круг замкнулся. Обращались и к Матвиенко, но письмо в дебрях Смольного потерялось, мы не можем найти концов. Никакой реакции.

Ни один новый проект сегодня не проверяется с помощью нашей методики. А они все чаще теряют устойчивость и рушатся с треском при малых отклонениях от расчетных параметров, а малые отклонения неизбежны.

- Тенденция видна?
- В 2006 году были снегопады, не то чтобы очень сильные, обычные снегопады, и вот, пожалуйста: 23 февраля в Москве обрушилась крыша Басманного рынка. Еще через месяц, 20 марта в Ярославле рухнула крыша недостроенного торгового центра. Наконец, 31 марта, уже вроде бы и снег-то сошел – рухнула крыша у построенного как раз за год до этого катка Охта-Парк во Всеволожском районе. Вот только небольшой перечень…