Патон заранее поставил задачу: проектировать крупные, удобные для сварки блоки. В виде двутавровых балок длиной 29 метров, с высотой стенки – ни много ни мало – в полтора этажа современного жилого дома.
Наконец проект был готов и вынесен на утверждение Совмина УССР. Собрались комиссии, проектная организация, эксперты. Это было 1 апреля 1949 года. И тут Патон сыграл со своими оппонентами поистине первоапрельскую шутку. Встал да и говорит, как об обыденной вещи: «Проект давайте утвердим, но монтажные стыки будем делать не клепаными, а сварными». Что тут началось! Все согласовано, а он ломает почти что утвержденный проект! Но Патон стоял на своем, он был тверд в своих убеждениях: «Мы делаем не просто мост, а уникальное сооружение».
Это было действительно уникальное сооружение, но только через 40 лет после смерти Евгения Оскаровича, в 1995 году, этот мост получит признание Американской ассоциации сварки (AWS) как выдающаяся сварная конструкция, и Институту имени Патона будет вручен Памятный знак AWS. Такого успеха не было бы, если бы на заседании в Совмине Патон не одержал победу. Но он победил!
Он очень хотел завершить начатое, увидеть результат своих многолетних трудов. Но время поджимало. Евгений Оскарович не знал об этом, но жить и работать ему оставалось только два года.
Успех первых опытных мостов, а затем серий в Орске и Кременчуге и помог Патону преодолеть сопротивление. Фронт его противников раскололся, сварку им уже трудно было остановить.
Касаткин разработал рецептуру новой низкоуглеродистой стали Мст-3; Константиновка, откуда не вылезали Фрумин и Лейначук, освоила для нее отличный флюс АН-348. А Георгий Зосимович Волошкевич изобрел вертикальную сварку с принудительным формированием шва, без которой невозможно представить сварное мостостроение. Эта его разработка была удостоена Ленинской премии.
По состоянию здоровья Евгений Оскарович уже не мог постоянно бывать на стройке моста. Врачи позволили ему посетить монтаж один-единственный раз. Весной 1952-го с шофером Колтуновым на подаренном Хрущевым «Линкольне Зефир» Патон добрался до деррик-крана (крана со стрелой и опорной поворотной мачтой). А дальше – пешком по настилу со шпалами, опираясь на чье-то плечо. Его интересовало буквально все.
В июне 1953 года все пролетные строения были смонтированы и все сварочные работы на мосту были успешно завершены. Это была победа. Победа всей многотрудной жизни Евгения Оскаровича Патона.
Когда в 1925 году испытывали на прочность мост имени Евгении Бош, на нем по рельсам трамвая пускали тяжелый, удвоенный товарный поезд – 14 вагонов, груженных песком, по 1450 пудов в каждом. Машинист с самого малого давал полный ход, резко тормозил, силами натяжения проверяя пролет за пролетом. Автору же проекта по традиции полагалось в это время стоять под новеньким мостом, по колено в воде, поскольку он должен был быть абсолютно уверен в надежности моста.
Когда станут испытывать мост Патона, то по нему пустят бронетанковую колонну. Для этого выберут те самые знаменитые «тридцатьчетверки», которые были сварены на Урале – его же, патоновским, швом.
Позже, когда Евгения Оскаровича не станет, мосту присвоят его имя.
Евгений Оскарович Патон умер 12 августа 1953 года на 84-м году жизни. Он похоронен на Байковом кладбище Киева. В последний путь его провожали его тысячи людей.
21 июня 2002 года на территории Киевского политехнического института Евгению Патону был торжественно открыт памятник, созданный скульптором Александром Скобликовым. Скульптура выдающегося ученого и инженера установлена во дворе первого корпуса КПИ, рядом с аудиторией № 2, где Евгений Патон создал первую в Украине кафедру мостов. На постаменте памятника сбоку начертаны слова: «С глубоким уважением к великому учителю, ученому, основателю мировой школы сваривания и мостостроения от студентов и преподавателей Киевского политехнического института». На постаменте памятника спереди написано: «Евгений Оскарович Патон: "С надеждой я смотрю на нашу талантливую молодежь"».
Сын продолжает дело отца. В 1950 году Борис Евгеньевич Патон был назначен на должность заместителя директора Института по научной работе, а с 1953 года, после кончины Евгения Оскаровича Патона, он стал директором Института электросварки им. Е. О. Патона Академии наук УССР. Борис Евгеньевич Патон в полной мере унаследовал качества, свойственные своим предкам. Он – лидер, боец, творческая личность, глубоко порядочный и добрый человек, обладающий фантастической энергией и трудоспособностью, огромным опытом, глубокими знаниями. У него острый аналитический ум, он демократичен, доброжелателен, открыт для общения с каждым человеком независимо от его социального положения, всегда готов поддержать в беде, помочь.
В жизни ему повезло с учителями. Борис Евгеньевич с теплотой вспоминает о своем школьном учителе математики Глебе Федоровиче Балине, умевшем пробудить у своих учеников интерес к новому, логично связывал предмет урока с примерами из жизни, техники. Он всегда интересовался стремлениями и склонностями школьников, олимпиады и конкурсы, которые он проводил, отличались оригинальностью, искренним желанием привлечь молодежь к творчеству. Вместе с тем это был искренний, очень добрый и чуткий человек. Глеб Федорович любил и уважал своих учеников и во всем проявлял заботу о них.
Помнит Борис Евгеньевич и преподавателей КПИ, среди которых были замечательные лекторы, блестяще читавшие свои курсы. «Мы их слушали с удовольствием, перед нами раскрывались новые горизонты, и звонок, который сообщал об окончании лекции, был неприятным и досадным, – вспоминал о годах учебы Борис Евгеньевич в одном из своих интервью. – Однако лекции – это одно, но задача вузовского преподавателя еще и в том, чтобы привлечь студента к творчеству, к самостоятельным небольшим исследованиям, изобретательству, технике, производству».
Среди своих вузовских учителей Борис Патон особо выделяет двух преподавателей кафедры электрооборудования промышленных предприятий, которую он закончил, – Виктора Леонтьевича Иносова и Леонида Александровича Радченко. Это были разные по характеру люди, но с ними всегда было интересно, они умели увлечь студентов и пробудить желание заниматься исследованиями, учиться. Борис Евгеньевич считает, что именно глубокие знания, человечность, принципиальность, честность и справедливость, юмор делают преподавателя кумиром студента.
Но самым главным учителем для Бориса Евгеньевича был его отец.
В одном из интервью Патону-младшему задали вопрос: «Среди ваших учителей и наставников – такое случается далеко не с каждым – был и ваш отец. Как это все происходило? И вообще, как это происходит в науке: наставник и ученик? Какими, по вашему мнению, должны быть отношения между ними?» Борис Евгеньевич ответил: «Само слово «наставник» очень емкое. По-моему, здесь речь идет не только о специальности и обучении ей. Наставник вырабатывает в том, кого наставляет, свое жизненное кредо. Он умелыми, заботливыми руками создает Человека. Когда наставник твой отец – это и хорошо, и тяжело. Хорошо потому, что много общаешься в рабочей и домашней обстановке, всегда перед твоими глазами пример любимого человека. Ну, а тяжело потому, что такой наставник чуточку требовательнее, суровее к сыну. Неслучайно я, инженер-электрик, оказался сварщиком. Я до сих пор признателен отцу за то, что мне, как и брату, была предоставлена полная свобода выбора. Не было, да и быть не могло в нашей семье и речи о протекционизме, звонках, проталкивании, особом положении. Отец – это тоже одна из родственных традиций Патонов – настаивал на том, что мы сами должны выбирать и проторять себе пути, хотя, возможно, втайне надеялся, что рано или поздно (так и произошло) мы придем к свариванию.
К технике я тянулся с детства. Однако важную роль сыграл и психологический фактор. В Киевском политехническом институте мой отец проработал тридцать пять лет, создал две кафедры: мостов и электросварки. Жили мы, пока мне не исполнилось одиннадцать лет, на территории Политехнического. Это был мой дом. Тут, в профессорском корпусе, я родился. На аллеях институтского парка прошло мое детство. Все мне здесь было знакомым и близким. Поступая в институт, я словно возвращался домой».
Борис Евгеньевич до сих пор помнит себя маленьким мальчиком, когда отец взял его на открытие моста через Днепр: «Так и стоит перед моими глазами красавец мост, праздничный, увитый гирляндами зелени и красными полотнищами. Колонны со знаменами и громкими оркестрами. Сияющие глаза отца. Кто-то перерезал красную ленту. По мосту покатились первые трамваи. В одном из них, рядом с вагоновожатым, стоял наш отец. Хорошо помню день вскоре по возвращении отца в освобожденный от гитлеровцев Киев… Начало августа 1944 года. Склоны Днепра. Мы вдвоем на высоком, отвесном берегу. Внизу – в бурунах, в кипящих волнах – пролеты моста, взорванного фашистами. Отец молчал. Тем не менее, я знал, о чем он думал, что ощущал в эти минуты. Двадцать лет спустя я уже хорошо осознавал, чем был этот мост для профессора Патона. Мост к новой жизни, к людям труда.
В тот августовский полдень 44-го отец не сказал ни единого слова. И, кажется, уже видел он над седыми бурунами Днепра, над скелетами пролетов первый в мире цельносварной мост. Лишь три месяца не дожил отец до открытия движения по этому вновь сооруженному мосту, которому решением правительства было присвоено его имя.
Я часто проезжаю по мосту Патона и всегда по дороге, хотя бы ненадолго, останавливаюсь возле другого. Легкий, почти невесомый, с серпообразными ажурными фермами пешеходный мост на бывший Петровской аллее, построенный по проекту Е. О. Патона в начале столетия, и ныне радует глаз. Прихожу к мостам, как на свидание: "Здравствуй, батя!"».
Выбирая свой путь в науку, Борис Евгеньевич хорошо понимал, что наука, честное служение ей – это не только большая радость, но и огромная, временами изнурительная работа, работа на всю жизнь. Именно отец воспитал в нем любовь к работе, добросовестность и чувство искренней общительности, именно он сумел разбудить в сыне стремление к науке и творческим знаниям, оставил богатое духовное и физическое наследство: гены, трудолюбие, высокий ум, чистоту мыслей, доброту.
В 1958 году Борис Евгеньевич Патон был избран действительным членом Академии наук Украинской ССР. Под его руководством институт вырос в крупнейший мировой центр по сварке. Он принимал активное участие в развитии фундаментальных исследований сварочных процессов, разработке оборудования, материалов, технологий, создании новых НИИ и заводских лабораторий, строительстве специализированных заводов по производству сварочного оборудования, материалов, сварных конструкций.
Вот как пишет о Патоне Борис Мовчан, академик НАН Украины, директор Международного центра электронно-лучевых технологий Института электросварки им. Е. О. Патона: «В Институте электросварки им. Е. О. Патона я работаю с января 1951 года. У меня крайне тяжелый характер. И, наверное, если бы не умение Бориса Евгеньевича работать с людьми, внимательно выслушивать все их проблемы, вопросы и предложения, я давно бы ушел из института. Я всегда по-доброму завидовал директору, когда в тех или иных ситуациях он проявлял поразительное спокойствие и выдержку.
В нашем институте никогда не было диктатуры руководителя. Институт, скорее всего, можно назвать своеобразной парламентской республикой, где каждый имеет право заявить и отстоять свою точку зрения.
Борис Евгеньевич работает в очень напряженном графике, проводит первую половину дня в институте, а вторую в Академии. Но тем не менее всегда успевает «подбросить» своим коллегам новую идею для разработки. Со временем, когда идея изучена и проработана, руководители отделов собираются у директора и вместе обсуждают пути ее реализации.
Хочу отметить интересную и важную деталь: будучи руководителем столь большого института и Президентом Академии, Борис Евгеньевич остается очень увлекающимся человеком. Он быстро реагирует на новые и интересные идеи, всячески поддерживая их. Прикладывает максимум усилий для их реализации.
Крайне тяжело идет на увольнение сотрудников. Прежде чем принять решение об этом, пытается найти для человека подходящую должность, где он смог бы себя проявить наилучшим образом. Патона часто обвиняют в гигантомании: мол, создал огромный институт, непозволительно расширил штат Академии. Но Борис Евгеньевич умеет собирать и ценить талантливых людей.
В нашей стране во времена Союза разрушили несколько ученых школ, создать их заново так никому и не удалось. А ведь без них ни одна страна не может назвать себя цивилизованным государством.
Патон пытается в сегодняшних тяжелых экономических условиях сохранить интеллектуальный потенциал нашей страны. Дай Бог, чтобы ему это удалось».
Борис Евгеньевич Патон многое сделал для того, чтобы Советский Союз стал ведущей страной мира в области сварки, а американские ученые назвали Киев «столицей сварщиков мира».
Для Патона главное – это идея и единомышленники, помогающие ее осуществлять. В начале 1960-х годов один из посетителей кабинета Бориса Евгеньевича, удивленный небольшими размерами и скромностью помещения, сказал: «Вам нужно бы иметь другой кабинет». На что Патон твердо ответил: «Он таким был при отце, таким и останется». Он действительно все оставил, как было при Евгении Оскаровиче, даже стол не переставил.
Так же верен Борис Евгеньевич и делу своего отца. Он считает, что в обозримом будущем основой сварочного производства останется дуговая сварка в ее разновидностях.
Конец 1950-х годов для сварочного производства СССР был сложным периодом: недоставало качественных сварочных материалов, их технический уровень был низким, частыми были профессиональные заболевания сварщиков. Борис Евгеньевич организовал исследование металлургических и электрофизических проблем дуговой сварки на новом уровне. По его инициативе были исследованы процессы плавления и переноса электродного металла, взаимодействия металла с газами и шлаком, определена взаимосвязь между плотностью и полярностью тока, а также температурой капель электродного металла, установлены закономерности процессов абсорбции и десорбции газов. Было создано новое поколение низкотоксичных сварочных электродов, усовершенствована технология их изготовления, народное хозяйство страны было обеспечено сварочными материалами. Коренным образом улучшились условия труда сварщиков и рабочих смежных профессий, во много раз снизились профессиональные заболевания сварщиков.
В 1958 году Борис Евгеньевич выступил с инициативой создания новых способов механизированной сварки конструкций в полевых условиях, на монтаже, на стапелях, под водой и предложил использовать для этих целей порошковую проволоку. Это направление и сейчас является одним из ведущих в мировой сварочной науке и технике. Исследовательские работы и создание способа полуавтоматической сварки порошковой проволокой под водой открыли новые возможности в освоении континентального шельфа, возведении и ремонте портовых сооружений, трубопроводных переходов через реки и других объектов.
Результаты многих работ Бориса Евгеньевича и его сотрудников в области дуговой сварки освещены в монографиях, вышедших под его редакцией: «Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением» (1974) и «Микроплазменная сварка» (1983). Деятельность Бориса Патона свидетельствует о том, что он умеет организовать работу обеспечить институт средствами, добиться достойной оценки работы своих подчиненных. Он, как и его отец, справедливо распределяет полученные блага, поощрят тех, кто хорошо работает. К Борису Евгеньевичу его однокурсники или бывшие сотрудники могут прийти с любой просьбой и независимо от их статуса. Он делает для них все, что может. Сохранил Борис Евгеньевич и отцовский демократизм в общении – между ним и собеседником нет дистанции.
В институте, возглавляемом Патоном, всегда бурлит жизнь, потому что его директор задает невероятный темп работы. Борис Евгеньевич мгновенно реагирует на животрепещущие темы дня, если много дел – может и не обедать. Однажды его спросили: «А сколько вы спите?» – «Мало», – спокойно ответил ученый. Он вообще спокоен и не любит конфликтных ситуаций, но когда они все-таки возникают, то он становится просто удивительно спокойным. Если кто-то наговорит на кого-то, то Патон обязательно приглашает обе стороны и просит их объясниться. Сотрудники знают, что Борису Евгеньевичу нельзя «нашептывать», он справедлив и всегда все расставит по своим местам.
Все работающие с Патоном понимают, что человек он гениальный, из тех, кого называют незаменимыми. Перечень его успехов в науке говорит о том же.
Патон внес большой вклад в развитие контактной стыковой сварки. Работы в этом направлении были начаты еще в 1950 году, а результаты исследований обобщены в монографии «Электрооборудование для контактной сварки. Элементы теории» (1969). Они стали теоретической основой разработки новых технологий, систем управления и оборудования.
Было создано несколько поколений оригинальных машин, не имеющих аналогов в мировой практике, эксплуатирующихся в течение десятков лет во многих странах мира. Среди них – аппараты для сварки рельсов, применение которых дало возможность решить проблему создания бесстыковых «бархатных» рельсовых путей непосредственно при укладке и ремонте пути. Были созданы уникальные комплексы внутритрубных контактных машин «Север» для сварки магистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм в климатических условиях Крайнего Севера.
Изучение и оптимизация новых методов соединений позволяет институту создавать и реализовывать технологии сварки новых материалов и на земле, и в космосе, и под водой.
Борис Евгеньевич Патон одним из первых оценил перспективность сварки взрывом. Им были разработаны оригинальные технологии сварки взрывом, нашедшие практическое применение при изготовлении различных изделий, ремонте трубопроводов, находящихся под давлением, на монтаже силовых линий электропередач, кабелей связи.
Использование мощных электронных пучков для нагрева металла при сварке заинтересовало Бориса Евгеньевича еще в 1950-е годы. А в 1987 году под его редакцией вышла монография «Электронно-лучевая сварка».
Уже в первые десятилетия работы Патона на посту президента АН Украины Институт электросварки имени Е. О. Патона добился максимальных успехов и мирового признания.
Бывший министр тяжелого машиностроения СССР С. А. Афанасьев писал: «Ракетные комплексы стратегического назначения созданы в нашей стране с применением большого объема электросварочных работ. Головной организацией, которая их разрабатывала и внедряла, был украинский Институт электросварки им. Е. О. Патона. Его директор, Б. Е. Патон, лично руководил разработкой и внедрением новейших технологических процессов электросварки на днепропетровском Южном машиностроительном заводе (Южмаш). Разрабатывался и четко выполнялся план совместных работ. Эта система себя полностью оправдала и была применена в работе с другими организациями. При контактной сварке шпангоутов прочность сварного шва и основного металла была практически близка (ракета «Протон»). Американцы, будучи на этом заводе, когда подошли к цеху сварки, стали вдруг делать зарисовки и записи в своих книжках. И говорили: «Это грандиозно, у нас такого нет!»
Колоссальная заслуга Б. Е. Патона в том, что ни одна ракета, стоящая на боевом дежурстве, не потекла, в том числе и «Сатана» Р-36. Так был создан ракетно-ядерный щит нашей родины».
Идея применения сварки при монтаже металлических конструкций в космическом пространстве привлекла Бориса Евгеньевича и была горячо поддержана Генеральным конструктором академиком Сергеем Павловичем Королевым еще в первой половине 1960-х годов. Подготовительные работы включали в себя создание и проверку аппаратуры и способов сварки на самолете-лаборатории в условиях кратковременной динамической невесомости. На выполнение первого этапа работы ушло пять лет.
16 октября 1969 года в ходе полета космического корабля «Союз-6» летчики-космонавты Г. Шонин и В. Кубасов впервые в мировой практике осуществили сварку и резку металла в космосе. Проводился он с помощью созданной в Институте электросварки установки «Вулкан», позволявшей вести сварку различными способами: электронным лучом, плазменной дугой и плавящимся электродом. И все эти опыты проводились в космосе в автоматическом режиме. Благодаря этому эксперименту открылась возможность применения сварки при монтаже металлоконструкций в космическом пространстве и проведении необходимых ремонтных работ.
Вскоре был сделан следующий шаг в развитии космической технологии. Институт разработал новую установку – «Испаритель». С ее помощью в условиях невесомости и забортного вакуума в автоматическом режиме методом термического испарения и конденсации веществ наносились тонкопленочные металлические покрытия на образцы из конструкционных материалов.
Космонавты В. Рюмин и В. Ляхов в 1979 году, затем А. Попов и В. Рюмин в 1980-м и, наконец, в следующем, 1981 году В. Коваленок и В. Савиных на борту станции «Салют-6» провели эксперименты, подтвердившие высокую эффективность использования установки «Испаритель», что позволило создать так называемый универсальный ручной инструмент (УРИ). Разработанный и изготовленный в Институте электросварки, он позволил впервые в мире производить сварку, резку, пайку и напыление металла в открытом космосе.
Сложнейший эксперимент удался. Так было положено начало эре космических технологий в области сварки материалов.
В 1984 году космонавты С. Е. Савицкая и В. А. Джанибеков провели испытания УРИ в открытом космосе. Этим экспериментом начался цикл систематических многоцелевых исследований и экспериментов по отработке конструкционных элементов и технологии сооружения крупногабаритных орбитальных конструкций и объектов.
Светлана Савицкая позже писала: «Я благодарна судьбе за счастье работать с Патоном! Наше государство хотя и распалось, но сердцами мы люди одной страны. Борис Евгеньевич Патон – наша общая гордость. Он символ всего наилучшего, что было в нашей науке и нашей жизни».
А вот что сказал о Патоне Владимир Джанибеков: «Прожить такую большую и напряженную жизнь, какая выпала на долю Бориса Евгеньевича Патона, очень непросто. Он был свидетелем огромных изменений в стране и активно участвовал в них. И при этом сохранил в себе удивительные человеческие ценности, веру в будущее – уже только это поднимает его над многими другими людьми. Всегда удивляюсь его умению слушать, не делать сразу каких-то преждевременных заключений. Он обладает уникальной способностью проникать в самую суть идей. Я поражен его интеллигентностью, и вместе с тем за внешней скромностью характера в нем угадывается колоссальная сила воли, настойчивость, а иногда, может, даже и жесткость. Возможно, ему везло с помощниками, но он всегда умел собирать команду, которая помогала ему сделать, казалось бы, невозможное».
Умение собрать команду и сделать невозможное – еще одна удивительная черта Патона, проявившаяся и в его космических исследованиях. Возможно, именно благодаря ей, в 1986 году в космосе была построена конструкция в виде разборной фермы (эксперимент «Маяк»). Впервые была проведена пайка узлов ферменных конструкций, создан агрегат для раскрытия и сборки солнечных батарей многоразового использования орбитальной станцией «Мир».
Не многие знают, что Патоны – космическая фамилия еще и потому, что таким именем в честь выдающихся ученых – отца и сына – астрономы назвали астероид 27–27.
Борис Евгеньевич так вспоминает о начале работы над космическими проектами: «Институт электросварки практически с самого начала космической эры участвовал в разработке и осуществлении ряда проектов, связанных с космосом. Но все кардинально изменилось после одного звонка по городскому телефону. Я поднял трубку и услышал: «С вами говорит Королев Сергей Павлович. Я знал вашего батюшку, когда учился в Киевском политехническом. – Он именно так и сказал: «батюшку». – А от вас хочу получить помощь». Оказывается, в честь запуска первого спутника в 1957 году в Москве решили установить стелу из соединенных сваркой титановых листов. Королев опасался, что под летним солнцем конструкция будет накаляться и ее «поведет». Я ему пообещал: «Разберемся и все сделаем, как нужно». Стела, между прочим, стоит до сих пор. Потом мы неоднократно встречались с Королевым в Москве».
Борис Евгеньевич отзывался о Сергее Королеве как о человеке огромного таланта, который быстро загорался новой идеей и потом делал все, чтобы довести ее до воплощения. Патон так вспоминает о своих встречах с Сергеем Павловичем: «У Королева было два кабинета: большой, где проходили заседания совета конструкторов, и значительно меньший, в котором он работал. Мы встречались с ним обычно в меньшем. Там я впервые услышал от него, что ступени, которые отстреливаются от ракеты во время ее полета, нужно использовать. Например, строить из них в космосе теплицы для выращивания овощей, необходимых для космических экипажей. Это была идея Королева, которой он поделился со мной. И тут же нарисовал на доске, какой ему видится будущая конструкция.
После нашего знакомства я начал уговаривать его заняться сваркой в открытом космосе. Долго уговаривать не пришлось. Идея показалась Сергею Павловичу очень интересной. Увлекся ею и Гагарин, с которым меня познакомил Королев. Научившись сваривать в космосе, можно было доставлять на орбиту узлы, элементы, материалы и создавать из них новые конструкции, а также проводить в космосе необходимые ремонты.
После того как Королев публично заявил: «Будет у нас и сварка, и многое другое», – мы взяли эти слова в рамочку, и они для Института электросварки стали путеводной звездой. Мы сразу приступили к разработке оборудования. И уже был выполнен в октябре 1969 года Валерием Кубасовым и Георгием Шониным первый эксперимент по сварке металлов в космосе. А сварка в открытом космосе была осуществлена в июле 1984-го Светланой Савицкой и Владимиром Джанибековым. С помощью электронно-лучевой пушки «Универсал» стало возможным варить, резать, паять и напылять защитные экраны, которые быстро изнашиваются в полете. Светлана, выйдя в открытый космос, начала эту работу. В этом случае даже упрямые скептики должны были убедиться в том, что выполнять такие работы по нашей технологии и с нашей техникой могут практически все космонавты, получившие соответствующую подготовку. Потом Джанибеков стал на ее место и завершил операцию. Мы доказали, что сварка в космосе возможна».
Еще в 1964 году Борис Евгеньевич Патон писал: «Пытаясь представить себе сварку в межзвездном пространстве, мне бы в первую очередь хотелось заглянуть в будущее и на самой нашей планете. Ведь сварка зародилась в наших земных условиях, и здесь ей предстоит достичь невиданных высот.
Впрочем, почему я говорю «сварка»? Уже сейчас она все больше и больше смыкается со склеиванием, когда устанавливается связь между «чужими» атомами в металлах без их предварительного расплавления. В этих случаях термин «сварка» будет звучать как анахронизм.
Генеральное направление развития сварки – отказ от расплавления металла и все более широкое использование ультразвуковых колебаний, сил трения, энергии взрыва. Однако это не означает, что расплавление металла будет вовсе исключено из сварки. Наряду с дугой, электронными и световыми лучами, найдут применение также ионный луч, раскаленная плазма.
Сейчас широко применяется новый вид сварки концентрированным потоком электронов в вакууме, так называемая электронно-лучевая сварка. Невиданная ранее концентрация энергии позволяет проплавлять «кинжальным» швом металл огромной толщины.
Абсолютная равнопрочность сварки позволит конструкторам соединить новые материалы для космических кораблей. Прочные соединения металлов с керамикой, металлов с пленками (для самогерметизации) – вот над чем предстоит работать ученым. И это не какие-то отдаленные проекты. В настоящее время в условиях лабораторий существует теоретическая возможность сваривать все металлы между собой в различных комбинациях, а также сваривать металлы с неметаллами.
…Писатели-фантасты в своих произведениях любят описывать острые моменты, когда даже маленькие осколки метеоритов пробивают обшивки космических кораблей. И если в один из отсеков все-таки попадет метеорит, то в ликвидации аварии космонавтам поможет механический робот-сварщик. Электронные операторы в сотые доли секунды определят уровень аварии, вычислят по скорости падения давления размер поражения, мгновенно дадут задание роботу-сварщику. Еще большая роль работам данного профиля будет отводиться при постройке всех без исключения космических объектов.
Как видите, сварка призвана сыграть большую роль в завоевании космоса. В мире будущего она займет достойное место среди других творений человеческого разума».
Результаты многолетних исследований в области космических технологий были опубликованы в монографии Б. Е. Патона и В. Ф. Лапчинского «Welding in Space and Related Technologies», изданной в 1997 году издательством «Cambridge International Science Publishing» (Великобритания), переведенной на японский язык и изданной издательством «Sahpo» (Япония), а также обобщены в сборнике «Космос: технологии, материаловедение, конструкции», изданном в 2000 году Институтом электросварки им. Е. О. Патона под редакцией Б. Е. Патона.
Оценивая вклад Б. Е. Патона в развитие космической программы СССР, Генеральный конструктор ракетно-космических комплексов НПО «Энергия» академик Российской академии наук Ю. П. Семенов, многие годы работавший вместе с Королевым, писал: «Б. Е. Патон входит в великую плеяду советских ученых и конструкторов, благодаря которым СССР в годы своего существования был могучей и великой державой. Я работал с Келдышем, Королевым, Яковлевым, Туполевым. Б. Е. Патон принадлежит к этой плеяде. Он внес неоценимый вклад в науку и практику сварки. Благодаря ему мы впервые в мире вышли на космические технологии, осуществили первый эксперимент сварки в космосе.
Б. Е. Патон уникален и как человек. Он добр, порядочен, отзывчив, готов всегда помочь людям. Б. Е. Патон – выдающийся ученый XX столетия. Его характерная особенность, уникальное качество – претворять идеи в жизнь. Он поднялся от традиционных сварочных технологий, заложенных отцом, до космических высот – уникальных космических технологий. В 50-е годы вместе с С. П. Королевым связал судьбу с НПО «Энергия».
Мы познакомились 30 лет назад, когда он сделал большой вклад в создание ракеты Н-1 (для освоения Луны) по сварке больших емкостей из алюминия. Очень много он сделал для кораблей «Союз», «Прогресс». Руководил работами по созданию уникальных устройств для реализации космических технологий.
Сейчас в ИЭС имени Е. О. Патона разрабатывается система средств для строительства в космосе. Наши личные творческие взаимоотношения, несмотря на распад СССР, продолжаются. Готовится новое поколение аппаратов, реализующих ракетно-космические технологии».
Интересным и плодотворным было сотрудничество Бориса Патона с еще одним великим ученым – с Игорем Курчатовым: «Однажды я попал к Игорю Васильевичу Курчатову, – вспоминал Борис Евгеньевич. – И связано это было с термоядом, с токомаком. Ему нужен был шар. Если это было нужно Курчатову, то выполнялось мгновенно. Меня вызвали в Москву. Я приехал к Курчатову. Принял он меня как родного, хотя до этого мы никогда не встречались. Рассказал, что его кабинет на втором этаже, но врачи ему запретили подниматься туда. И тогда ему сделали лифт… Он, как всегда, с прибаутками рассказал о том, что ему нужен шар. Я заверил, что сделаем. «А как?» – спрашивает. Я объясняю, что отштампуем две половинки, а потом их сварим. «А где же отштампуете?» – интересуется. Рассказываю, что у нас давние и добрые отношения с ЗИЛом, там директор Павел Дмитриевич Бородин. Курчатов смеется: «Это же мой приятель!» Поехал от Курчатова к Бородину, мы с ним тут же договорились. Но скоро Курчатов умер… Шар для установки мы все-таки сделали, но термояда пока нет, и неизвестно, когда он будет».
Еще с 1960-х годов внимание Бориса Евгеньевича привлекала вычислительная техника как основа для создания систем управления сварочными процессами.
В начале 1970-х годов под его руководством были созданы первые образцы таких систем, использующих экспериментально-статистические модели сварочных процессов. Интенсивное развитие работ в этом направлении привело к созданию автоматических систем управления сварочными процессами, установками и механизированными линиями с применением микропроцессорной техники, а также системы автоматизированного контроля качества сварных соединений.
В своей научной деятельности Борис Евгеньевич уделяет большое внимание проблемам создания экономичных, надежных и долговечных сварных конструкций. Под его руководством выполнен большой комплекс фундаментальных и прикладных исследований в области статической и циклической прочности сварных соединений, их сопротивления хрупким и усталостным разрушениям, работоспособности в условиях низких температур.
Результаты проведенных исследований послужили основой для разработки нормативных документов по проектированию и изготовлению сварных узлов металлоконструкций ответственного назначения. Созданы новые типы высокоэффективных сварных строительных конструкций, пролетные строения автодорожных и железнодорожных мостов, тяжело нагруженные конструкции горно-металлургического комплекса, уникальные конструкции преобразуемого объема и многие другие.
Результатом исследований и разработок в области строительных сварных конструкций, выполненных учеными Института электросварки, стало создание ряда выдающихся сооружений. К ним, прежде всего, относится уникальный цельносварной мост им. Е. О. Патона через Днепр. Принципы, подходы и конструктивно-технологические решения, которые были отработаны при его создании, открыли дорогу широкому использованию сварки в мостостроении.
Опыт строительства моста им. Е. О. Патона был использован при сооружении мостов через Днепр: Южного, Московского, Гаванского, автодорожного и железнодорожного, а также Подольско-Воскресенского мостового перехода в Киеве и мостов в Днепропетровске и Запорожье, моста через реку Смотрич в Каменце-Подольском.
В Институте электросварки на протяжении многих лет проводились исследования прочности сварных конструкций из труб. Совместно с Научно-исследовательским и проектным институтом «Укрпроектстальконструкция» разработаны проекты и технологии строительства, успешно реализованные при возведении уникальных телевизионных башен в Киеве, Санкт-Петербурге, Ереване, Тбилиси, Витебске, Харькове.
Большой интерес к проблемам сварки соединений из труб объясняется интенсивным освоением мирового континентального шельфа и необходимостью широкомасштабного строительства морских стационарных платформ добычи нефти и газа. В Институте электросварки проводятся исследования прочности трубчатых сварных соединений при циклической нагрузке, разрабатываются специальные методики расчета усталости сварных соединений, создан ряд нормативных документов, которые регламентируют проектирование морских сооружений.
Еще одним примером удачного использования трубчатых сварных конструкций является длиннопролетная кровля Международного выставочного центра в Киеве. К выдающимся сварным конструкциям следует отнести также величественный монумент «Родина-мать» в Киеве.
Во вступительной статье «Життєвий i творчий шлях Бориса Євгеновича Патона» к «Бiблiографiï президента НАН Украïни академiка НАН Украïни Б. Є. Патона» говорится том, что в последние годы Б. Е. Патон уделяет особое внимание проблеме оценки прочности конструкций, имеющих эксплуатационные дефекты, определению и продлению их остаточного ресурса. Он является инициатором и научным руководителем целевой научно-технической программы «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации конструкций, сооружений и машин».
К выполнению этой программы привлечены многие академические и отраслевые институты, вузы, большое количество промышленных предприятий. В процессе выполнения программы получены важные научно-технические и практические результаты по созданию методологических основ, технологий, методов и средств для оценки и продления ресурса конструкций. Они являются важным вкладом в формирование научно-технических аспектов инженерно-технической культуры и дают новый инструментарий для решения проблем безопасной эксплуатации объектов ответственного назначения.
При непосредственном участии Бориса Евгеньевича Патона широкое развитие получили работы по акустоэмиссионной диагностике. Этим методом уже проведена диагностика технического состояния более тысячи промышленных объектов. Впервые в Украине созданы системы непрерывного мониторинга сварных конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по безопасности их эксплуатации.
С начала 1970-х годов под руководством Бориса Евгеньевича стало развиваться новое направление: создание сварочных роботов – промышленных манипуляторов, способных заменить сварщика при выполнении повторяющихся операций. По этой теме издана обобщающая монография «Промышленные роботы для сварки» (1977).
Одновременно с изучением сварочных процессов и технологий в Институте электросварки на протяжении многих лет проводятся исследования по материаловедению. Разрабатываются новые конструкционные материалы, технологии их производства, исследуется связь «состав – структура – свойства» относительно материалов разного назначения. Институт стал мощным материаловедческим центром, в нем уже много лет работает научный отдел физико-химических исследований свойств материалов.
Особенно велик личный вклад Бориса Патона в развитие отечественной металлургии: он основал три новых металлургических направления.
В 1954 году Б. Е. Патон возглавил исследования по использованию электрошлакового процесса для улучшения качества металлов и сплавов. В результате возникло принципиально новое направление в металлургии – электрошлаковый переплав, – в короткий срок получившее широкое применение и мировое признание. Лицензии на этот процесс приобрели фирмы многих стран мира. Он используется для повышения свойств жаропрочных, нержавеющих, инструментальных, шарикоподшипниковых и других сталей и специальных сплавов.
Работы в области электрошлаковых технологий обобщены в монографиях под редакцией Б. Е. Патона – «Электрошлаковые печи» (1976), «Электрошлаковый металл» (1981), а также в монографии Бориса Евгеньевича с соавторами «Электрошлаковое литье» (1980) и в других изданиях.
В 1959 году под руководством Бориса Патона были начаты работы по рафинированию металлов и сплавов с помощью электронного луча. Электронно-лучевая плавка оказалась эффективным способом повышения качества специальных сталей и сплавов на основе никеля и железа, эффективным технологическим процессом получения особо чистых ниобия, титана и многих сплавов на их основе.
В последние годы успешно развивается электронно-лучевая технология получения слитков титана. Разработаны новые высокопрочные титановые сплавы Т-80 и Т-100, легированные алюминием, цирконием, ниобием, железом. Они технологичны, хорошо свариваются, имеют высокие показатели сопротивления усталости. Получен сплав Т-110, который предполагается использовать при строительстве самолетов АН-148. Создана гамма многоцелевых промышленных электронно-лучевых установок с промежуточной емкостью. Многие из них не имеют аналогов в мировой практике. В Институте электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины развито мощное производство слитков титана и сплавов на его основе.
Под руководством Бориса Евгеньевича создан способ, оборудование и технологии плазменно-дугового переплава металлов и сплавов. Работы в этой области нашли отражение в монографиях, изданных под редакцией Б. Е. Патона, – «Плазменно-дуговой переплав» (1974), «Водород и азот в металлах при плазменной плавке» (1989).
Борис Евгеньевич щедро раздает оригинальные идеи своим сотрудникам. Автор многих изобретений, он, будучи неординарно мыслящим изобретателем, вдохновляет своим примером возглавляемый им коллектив, активизирует его деятельность в поисках нетрадиционных решений, добиваясь выдающихся результатов.
За большие заслуги в области изобретательской деятельности Б. Е. Патон удостоен почетной награды «Заслуженный изобретатель СССР».
В Институте электросварки успешно развиваются исследования в области пайки металлов и сплавов. Разработаны научные основы вакуумной пайки конструкций из нержавеющих сталей различных классов, созданы оригинальные припои для пайки изделий из жаропрочных никелевых сплавов, технологические процессы и припои для пайки перспективных материалов.
Новые технологии пайки широко применяются в производстве авиационных двигателей, в космической и буровой технике.
В послевоенные годы в СССР были открыты гигантские месторождения нефти и газа. В основном они находились в Средней Азии, Западной Сибири, на Северном Урале и других отдаленных районах. Для транспортировки нефти и газа в западные регионы СССР и за рубеж предусматривалось строительство мощных магистральных газо– и нефтетранспортных систем. В те годы перед Патоном была поставлена задача облегчить условия труда сварщиков, механизировав и автоматизировав процесс сварки труб, и таким образом повысить темпы строительства и качество сварных соединений.