ВЗРЫВ И ВОКРУГ НЕГО

11-15 августа 2003 года в новосибирском Академгородке состоится международный семинар «Гидродинамика высоких плотностей энергии», организованный Институтом гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, приуроченный к 70-летнему юбилею академика Владимира Михайловича ТИТОВА, директора ИГиЛ. Вряд ли нужны особые комментарии, что основная тематика семинара — взрывные технологии, традиционная «епархия» института-первенца нашего Академгородка.

О семинаре и проблемах, которые будут на нем обсуждаться, с нашим корреспондентом беседует председатель Оргкомитета, заместитель директора ИГиЛ д.т.н. Геннадий ШВЕЦОВ.

Г.Ш.: — Название семинара отражает одно из традиционных направлений нашего института, истоки которого тесно связаны с именем его основателя — академика Михаила Алексеевича Лаврентьева. В свое время он высказал смелое предположение, что твердые тела при взрывных нагрузках ведут себя как жидкость. Эта гипотеза и ее непротиворечивость экспериментальным данным привела М. А. Лаврентьева к созданию известной гидродинамической теории кумуляции Лаврентьева. Это была во многом основополагающая работа. М. А. Лаврентьев, буквально до последних дней своей жизни, неизменно интересовался появлением новых задач в данной области. Я могу сказать, что с момента возникновения нашего института имелось несколько проблем, на решение которых М. А. Лаврентьев нацеливал своих сотрудников. В их числе — разработка физических основ работы кумулятивных зарядов, очень важного научного направления для развития и совершенствования кумулятивных боеприпасов; ускорение твердых тел до высоких скоростей; преобразование химической энергии взрыва в электромагнитную, создание взрывных источников электромагнитной энергии и сверхсильных магнитных полей и др. Естественно, перечисленные проблемы далеко не исчерпывают всего понятия гидродинамики высоких плотностей энергии — оно значительно шире. Но на этот семинар, или Workshop, по английски, буквально — «мастерская», вынесены именно эти темы.

Я уже отметил роль М. А. Лаврентьева в развитии данного научного направления. Но нельзя не сказать и о том, что в этой области очень много работал и многого достиг его ученик — академик Владимир Михайлович Титов — нынешний директор Института гидродинамики. Наш семинар — в числе научных мероприятий, приуроченных к его 70-летию. Основной научный сбор — Всероссийская школа-семинар по физике взрыва и применению взрыва в физическом эксперименте состоится в середине сентября. В. М. Титов имеет бесспорно выдающиеся заслуги перед наукой и техникой в плане разработки методов ускорения твердых тел до высоких скоростей. Полученные им еще в середине 60-х годов результаты, во многом остаются рекордными и до настоящего времени. Владимир Михайлович внес существенный вклад в исследование задач высокоскоростного (метеоритного) удара, исследование проблем кумуляции. Необходимо отметить его большую роль в организации международных конференций по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам. Две из них — третья и пятая — были организованы Институтом гидродинамики в 1983 году и в 1989 году и сыграли во многом определяющую роль в развитии взаимодействия и международного сотрудничества в этой области.

К.: — Уточните, пожалуйста, программу семинара.

Г.Ш.: — Тематика семинара объединяет три важных раздела:

— преобразование энергии взрыва в электромагнитную;

— ускорение твердых тел до высоких скоростей;

— проблемы кумуляции, механика проникания кумулятивных струй в различные материалы.

Цель семинара — провести обсуждение, четко обозначив достижения, проблемы и перспективы данного направления.

К.: — Какое место занимают достижения российских ученых в этой области знаний? Насколько они определяющи для науки в целом и для практической деятельности?

Г.Ш.: — Пройдемся по каждому из разделов — преобразование энергии взрыва в электромагнитную, создание взрывных генераторов электромагнитной энергии и сверхсильных магнитных полей. Взрывные генераторы — это уникальные источники, обладающие на сегодняшний день рекордными параметрами электрических импульсов. У истоков этого направления стоял академик А. Д. Сахаров. Значительный вклад в развитие этого направления исследований внесли А. И. Павловский и В.К. Чернышев со своими сотрудниками из Всероссийского НИИ экспериментальной физики, более известного в свое время под названием «Арзамас-16».

Семинар, в целом, обещает быть очень интересным. На некоторых моментах мне хочется остановиться более подробно. В частности, В. К. Чернышев, выступит с докладом «Сверхмощные взрывомагнитные источники энергии. Итоги ХХ века. Задачи начала ХХI века».

Другой доклад подготовлен группой авторов из коллектива А. И. Павловского — о возможностях увеличения конечных магнитных полей во взрывных магнитокумулятивных генераторах. Если рассматривать в качестве источников энергии для получения сильных магнитных полей конденсаторные батареи, то этим методом поля ограничиваются пределом, примерно в 5 миллионов гаусс, и в объеме где-то 2 на 2 на 2 миллиметра в кубе. Блестящий коллектив из «Арзамаса-16» реализовал взрывные устройства, позволяющие получить поля до 28 мегагаусс в объеме в сотни раз больше. Это абсолютно рекордное достижение в мире. Все это — экспериментальные результаты. Такие поля необходимы для изучения поведения веществ в экстремальных состояниях. Так, 10 миллионов гаусс — это 4 миллиона атмосфер, что примерно соответствует давлению в центре Земли. Что такое поле в 28 мега гаусс — можете домыслить сами… Хочу подчеркнуть, что приоритеты российских ученых сохраняются здесь до сегодняшнего дня.

Отмечу еще один запланированный на семинаре доклад «Взгляд старого физика на достижения и перспективы в области взрывных источников энергии и магнитных полей». Автор доклада — профессор Макс Фаулер из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США), почетный доктор Новосибирского государственного университета.

Словом, мы настроены на интересную и весьма продуктивную встречу с целой плеядой замечательных ученых и великолепных докладчиков.

Если взять другое направление — ускорение твердых тел до высоких скоростей, то в нашем институте эта задача была поставлена академиками М. А. Лаврентьевым и С.П. Королевым. Нужно было перед выходом человека в космос спрогнозировать, что может произойти с кораблем, не говоря уже о самом космонавте, если в него попадет какая-то частица — микрометеорит. Возникла необходимость разработать лабораторные методы ускорения до космических скоростей микрочастиц размером от долей до нескольких миллиметров. Я упоминал, что у нас в институте был разработан уникальный способ ускорения микрочастиц до высоких скоростей — так называемая «Газо-кумулятивная трубка Титова», с помощью которой были получены скорости до 14 километров в секунду. Напомню — это выше третьей космической скорости, составляющей 11,2 км/сек.

Были отработаны ускорители на разные размеры и материалы частиц, проведены исследования высокоскоростного удара по всем элементам космических кораблей и скафандров. Во всем этом неоценимый вклад академика В. М. Титова и его сотрудников. Однако основные достижения в этом направлении (взрывные ускорители, легкогазовые пушки) были получены, повторяю, еще в 60-х годах, и несмотря на все усилия различных лабораторий мира, превысить достигнутый тогда уровень скоростей по большому счету так и не удалось.

Что делать? В последние годы большое внимание в различных лабораториях мира уделяется разработке электромагнитных методов ускорения твердых тел. Ожидается, что при использовании электромагнитных сил и источников электромагнитной энергии можно будет получить скорости, превышающие достижения взрывных и легкогазовых ускорителей для малых масс и пороховых пушек для больших масс. Этим вопросам были посвящены 12 международных симпозиумов, проведенных в США, несколько европейских и национальных симпозиумов. Будут эти вопросы обсуждаться и на нашем семинаре. Доктор Гарри Фаир, директор Института перспективных технологий Техасского университета (США), выступит с докладом «Развитие науки и технологии по электромагнитному ускорению в Соединенных Штатах», академик Ф. Г. Рутберг планирует выступить с докладом «Гиперскоростные электроразрядные ускорители макротел», профессор Ю. П. Хоменко из НИИ ПММ Томского государственного университета выступит с докладом по анализу возможностей ствольной схемы метания с присоединенным конвективным горением. Будут доклады по проблемам легкогазовых ускорителей. То есть, на семинаре мы планируем обсудить проблему ускорения твердых тел до высоких скоростей в целом, не ограничиваясь только электромагнитными методами ускорения.

По третьей проблеме — кумулятивные заряды, механика проникания кумулятивных струй в различные преграды — также представлены доклады крупными специалистами из известных исследовательских центров: МГТУ им. Баумана (г. Москва), ФТИ им. Иоффе (г. Санкт-Петербург), ВНИИЭФ (г. Саров), ГосНИИМАШ (г. Дзержинск) и ряда организаций г. Новосибирска.

К.: — Геннадий Анатольевич, вы много говорили о достижениях российских ученых вообще, а каковы достижения в этой области новосибирцев, сотрудников Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева, проводящих этот семинар?

Г.Ш.: — Я оцениваю их достаточно высоко. Да что я… — Это оценка российского и международного научного сообщества.

Пионерский вклад в решение ряда проблем кумуляции внес заведующий лабораторией, а в настоящее время главный научный сотрудник ИГиЛ д.ф.-м.н. Ю. А. Тришин. На семинаре он выступит с докладом «Новые способы получения кумулятивных струй».

Существенный вклад в развитие магнитной кумуляции внес профессор Е. И. Биченков. Он также среди пионеров этого научного направления. На семинаре Е. И. Биченков выступит с большим докладом о физических эффектах в конденсированных средах, сопровождающих распространение ударных волн с индуцированными токами. Профессором Л. А. Лукьянчиковым впервые было обнаружено явление высокой электрической прочности продуктов детонации, очень важное для разработки взрывных коммутаторов. На семинаре он вместе с П.И. Зубковым представит доклад по взрывным коммутаторам. Этот перечень ярких имен и результатов можно продолжать. Естественно, возможности академического института меньше возможностей государственных промышленных лабораторий, таких как российский ВНИИЭФ или Лос-Аламосская национальная лаборатория (США), но в части проведения фундаментальных исследований и идей наш институт занимал и занимает достойное место даже в это трудное для отечественной науки время.

К.: — В годовом отчете Сибирского отделения РАН сообщалось о награждении вас престижной международной научной наградой — медалью Питера Марка. Связано ли это с тематикой семинара? Вы что-то ничего не говорили о себе…

Г.Ш.: — Да, я награжден Международной ассоциацией по электромагнитным исследованиям медалью Питера Марка с формулировкой — «За выдающийся вклад в развитие электромагнитных технологий». Это связано с разработкой электромагнитных методов ускорения твердых тел. Кроме того, Международная баллистическая ассоциация отметила мою работу дипломом Нейла Гриффитца за значительный вклад в исследование кумулятивных зарядов.

К.: — Благодарю за содержательную беседу и желаю вам и всем участникам семинара успешной и плодотворной работы.

Беседу вел Д. Федорцев.
Фото Е. Пузанова и В. Новикова

стр. 3