125 лет основателю ультразвуковой дефектоскопии С.Я. Соколову

8 октября 2022 года исполняется 125 лет со дня рождения Сергея Яковлевича Соколова – профессора, члена-корреспондента АН СССР, создателя основ ультразвуковой дефектоскопии, инициатора научно-инженерного подхода к решению ее практических задач.

С осени 1924 года студент Соколов начинает работать в Центральной радиолаборатории Электротехнического треста заводов слабого тока в лаборатории академика Леонида Исааковича Мандельштама . В 1925 году после защиты дипломного проекта молодой талантливый инженер был оставлен в должности ассистента на кафедре специального курса радиотехники.

В 1925 году И.Г. Фрейман привлек С.Я. Соколова к работам по созданию прибора «сверхтональной акустической волны». 3 декабря 1927 года в радиолаборатории ЛЭТИ были испытаны пьезоэлектрические вибраторы с целью получения интенсивных ультраакустических колебаний в жидкостях. В августе 1928 года в ЛЭТИ были изготовлены две новые пьезоэлектрические камеры мощностью 600 Вт, которые в октябре того же года проходили испытания в Опытовом бассейне. Председатель НТК МС РККА дал высокую оценку работам, проводившимся в ЛЭТИ под руководством С.Я. Соколова : «Работы выполнены серьезно, и результаты их могут быть использованы для направленной связи на ультраакустической волне» . Успешные испытания проходили и на Научно-испытательном полигоне связи Военно-морских сил (НИПС), где С.Я. Соколов был консультантом. Таким образом, С.Я. Соколов является одним из основателей отечественной гидроакустики.

Анализ результатов испытаний 1928 года привел к открытию нового научного направления – дефектоскопии, получившего в настоящее время название «звуковидение».  

«Бюро Отделения общей физики и астрономии АН СССР на своем заседании 12 января 1972 года установило, что С.Я. Соколовым сделано открытие со следующей формулой: «Экспериментально обнаружено новое физическое явление, состоящее в том, что ультразвуковые волны при прохождении через твердые, жидкие или газообразные среды, содержащие неоднородности, образуют акустическое изображение этих неоднородностей, которое с помощью звукооптических устройств может быть преобразовано в видимое изображение». Приоритет по данному открытию установлен по авторскому свидетельству С.Я. Соколова с приоритетом от 2 февраля 1928 года» .

На созданной в ЛЭТИ в 1931 году кафедре технической акустики началась подготовка инженеров по акустическим специальностям (гидроакустика, аэроакустика). Кафедре было передано здание бывшей полковой церкви – Храма преображения Господня на Инструментальной улице. Руководителем Сергей Яковлевич Соколов был требовательным и справедливым. В 1932 году он издал первый в России учебник «Основы электроакустики».

Уже до Великой Отечественной войны кафедра выпускала по несколько десятков инженеров-акустиков в год. Развитие кафедры технической акустики положило начало созданию первой в России научно-инженерной школы неразрушающего контроля и практически всех научных направлений, связанных с акустическими методами контроля.

Совместно с Александром Федоровичем Шориным – учеником профессора И.Г. Фреймана – С.Я. Соколов стал организатором и заведующим кафедрой акустики в Институте киноинженеров (ЛИКИ, 1932).

Возможности применения методов дефектоскопии особенно эффективными и ценными оказались в годы Великой Отечественной войны. В январе 1942 года С.Я. Соколовым был организован филиал ЛЭТИ в г. Горьком (ныне – Нижний Новгород). В 1942 году деятельность лаборатории была оценена присуждением Сталинской премии II степени за изобретение метода ультраакустической дефектоскопии, входившего в комплекс работ по формированию оборонного потенциала страны. В мае 1945 года коллектив лаборатории вернулся в Ленинград. Предстояла огромная работа по восстановлению лабораторной базы и набору кадров.

« Прекрасный семьянин, Сергей Яковлевич трогательно заботился о своих близких. Заботой он окружил и семью своего любимого учителя И.Г. Фреймана, рано ушедшего из жизни – в 38 лет. Сын профессора Игорь Фрейман еще школьником был оформлен на работу в лабораторию акустики. В первые месяцы блокады при налетах вражеской авиации в бомбоубежище, организованное в здании лаборатории, всегда приглашали и Надежду Николаевну Фрейман, вдову профессора. Особенно ярко проявился деятельный характер Сергея Яковлевича в годы Великой Отечественной войны, его внимательное отношение к людям, с которым он жил, работал и общался» .

Еще в 1945-1946 годах, на начальном этапе развития атомной промышленности в СССР, были приняты решения о подготовке инженеров для данной отрасли. В 1947 году в ЛЭТИ был организован новый электрофизический факультет для подготовки инженеров по разным специализациям, необходимым в атомной промышленности. Деканом факультета был назначен профессор Сергей Яковлевич Соколов . В начале 1950-х гг. в соавторстве с представителем промышленности он разработал прибор для контроля плотности прилегания оболочки к урановому стержню в блоках. В 1952 году факультет был расформирован.

Наиболее известными выпускниками электрофизического факультета являются академик В.С. Александров (физика), члены-корреспонденты В.В. Богородский (радиофизика, электроакустика), А.А. Вавилов (управление); заслуженные деятели науки и техники России Ю.А. Быстров (электроника, микроэлектроника), В.И. Винокуров (радиофизика, радиолокация), Ю.М. Таиров (микроэлектроника); доктора наук профессора А.Е. Колесников (электроакустика), Е.А. Корепин (электроакустика), Л.Г. Меркулов (физика, электроакустика), А.И. Солодовников (управление), А.В. Харитонов (электроакустика), Г.Ф. Холуянов (диэлектрики и полупроводники).

В 1950-е годы Сергей Яковлевич Соколов инициировал и руководил разработкой (совместно с группой специалистов из Москвы) первых ультразвуковых дефектоскопов и отечественных электронно-акустических преобразователей. Он создал основы инженерного проектирования электронной аппаратуры, систем ультразвуковых преобразователей для промышленных установок ультразвукового контроля массовых и специальных изделий машиностроительного производства.

В 1953 С.Я. Соколову была присуждена Государственная премия I степени за цикл работ по созданию первого отечественного ультразвукового дефектоскопа.

« В предложенных С.Я. Соколовым методах и устройствах визуализации использовался огромный потенциал, заложенный в том принципиальном отличии звуковидения от оптики и рентгена, которое обусловлено возможностью регистрации ультразвуковых сигналов с точностью до фазы. Этот потенциал полностью проявился с появлением оптической голографии.

Парадокс заключается в том, что если в оптике развитие голографии стало возможным только после появления когерентных источников света – лазеров, то в акустике источники звука обладали очень высокой когерентностью. Уже в первых опытах с системами звуковидения регистрировалась интерференция падающих и отраженных от свободной поверхности жидкости когерентных ультразвуковых волн, т.е. образовывалась акустическая голограмма. Очевидно, это дало основание считать, что С.Я. Соколов является создателем акустической голографии».

Осенью 1955 года С.Я. Соколов был приглашен в Бельгию на Международный конгресс по неразрушающим методам исследования материалов, где он был представлен как пионер этого нового научно-технического направления.  

К сожалению, поездка в Брюссель стала практически последним его выступлением, состояние здоровья резко ухудшилось. 20 мая 1957 года на своей даче в Комарово закончил свой яркий, исключительно насыщенный открытиями и научными достижениями жизненный путь выдающийся ученый и педагог, добрый и отзывчивый человек Сергей Яковлевич Соколов .

Научные труды С.Я. Соколова охватывают вопросы распространения ультразвука, теории антенн и ультразвуковых преобразователей, гидроакустики и электроакустики, ультразвуковых измерений, вопросы терминологии (более 50 печатных работ, включая монографии и авторские свидетельства).

В 1997 году решением Международного кураториума специалистов стран Германии и СССР учреждена международная премия «В.К.Рентген – С.Я.Соколов» за выдающиеся успехи в разработке передовых средств неразрушающего контроля и подготовке высококвалифицированных специалистов. Ее первыми обладателями стали сотрудники кафедры электроакустики и ультразвуковой техники: К.Е. Аббакумов, В.М. Веревкин, А.С. Голубев, Д.Д. Добротин, В.А. Каширин, С.К. Паврос.