ЗОЛОТОЙ ФОНД ИТПМ
Исполнилось 25 лет с начала подготовки специалистов-аэрогидродинамиков в Новосибирском государственном техническом университете на кафедре, организованной совместно с Институтом теоретической и прикладной механики СО РАН.
В. Макарова, «НВС»
Что такое аэрогидродинамика написано в словаре — наука о движении жидкостей и газов, является одним из разделов механики. Лаконичная формулировка не отражает диапазон задач, решаемых с помощью этой науки. Вот жизненный пример.
Не секрет, что огромные рекламные щиты при неправильном расчете на ветровую нагрузку представляют особую опасность. Десять лет назад главный архитектор Новосибирска издал приказ, согласно которому объекты уличной рекламы должны проходить обязательную экспертизу на кафедре аэрогидродинамики НГТУ. Действующие там аэродинамические трубы — подходящий полигон для тестирования рекламных щитов на ветроустойчивость.
Всюду, где движутся газовые потоки, нужны знания специалистов-аэродинамиков. Так, руководство новосибирского птицекомбината обратилось на кафедру аэрогидродинамики с просьбой о возможном изменении конструкции коптилен, чтобы снизить брак продукции. В результате был найден способ перераспределения воздушных потоков внутри печей, что позволило обеспечить равномерную обжарку во всей камере. Модернизированная коптильня выдает продукцию без брака, да еще и на 15 % больше, чем обычная.
 |
|
Пожалуй, самые известные работы кафедры — исследования строящихся мостов на ветроустойчивость. Пролетное строение моста надвигают постепенно с опоры на опору, и незакрепленная передняя часть строения длиной до 140 метров и массой около 1000 тонн может начать вибрировать от ветра с амплитудой до метра и более. Говоря научным языком — возникают аэроупругие колебания сооружения в ветровом потоке. Бывает, что строители прекращают надвижку моста, боясь как бы конструкция не рухнула. Первыми догадались использовать потенциал кафедры аэрогидродинамики барнаульские мостостроители. Они обратились туда за расчетом аэроупругих колебаний и определением мер для их подавления. Работы велись под руководством доцента к.т.н. С. Саленко, нынешнего зав. кафедрой. Была создана модель и методика гашения колебаний, определена конфигурация и расположение демпфирующих элементов. Мост в Барнауле с установленными гасителями был успешно построен. Затем разработки новосибирских аэродинамиков были использованы мостостроителями и в других сибирских городах — Томске, Омске, Кемерове, Новосибирске. Конечно, мост — уникальное сооружение, для каждого требуются индивидуальные расчеты. Но созданная методика позволяет быстро и точно определить необходимые параметры гасителей. Это направление называется промышленной аэродинамикой. Сюда входит и тестирование несущих конструкций зданий — важнейшее для строительной отрасли.
Связанное с этим направление — промышленная экология. Здесь ведутся работы по определению степени нарушения экологического баланса деятельностью котельных, дымовых труб, башенных градирен и других промышленных объектов. В 2000 году было принято решение выделить из состава кафедры АГД кафедру инженерных проблем экологии (ИПЭ), которую ныне возглавляет бывший сотрудник кафедры АГД доктор технических наук В. Ларичкин, подготовивший докторскую диссертацию в ИТПМ.
Неужели столь важные и серьезные результаты получены только на лабораторной базе НГТУ? С этим вопросом мы обратились к доценту кафедры аэрогидродинамики к.ф.-м.н. В. ГИЛЕВУ, сотруднику ИТПМ. Он рассказал об истории создания кафедры как ярком, показательном примере единства образования и науки.
— В 70-е годы прошлого столетия остро назрела необходимость подготовки специалистов-аэродинамиков для сибирского региона. Нужны были инженеры-гидроаэродинамики, способные заниматься исследовательской работой, проводить физические и численные эксперименты, умеющие претворять разработки ученых в образцы новой техники, широко используя при этом в своей работе бурно развивающиеся средства вычислительной техники. В первую очередь такие специалисты требовались Институту теоретической и прикладной механики СО АН. Специалисты в области аэрогидродинамики необходимы были также Чкаловскому авиационному заводу, СибНИА им. С.А. Чаплыгина — институту Министерства авиационной промышленности. Состоялось несколько встреч директора ИТПМ академика Н. Н. Яненко с ректором Новосибирского электротехнического института (так назывался технический университет в те годы) проф. Г. П. Лыщинским. Таким образом, на самолетостроительном факультете на кафедре самолето- и вертолетостроения в 1981 году была открыта специализация по аэрогидродинамике.
Здесь сказалась дальновидность академика Н. Н. Яненко, в то время директора ИТПМ СО РАН, который предложил использовать для обучения мощную аэродинамическую базу института, тем самым полагая, что часть выпускников придет и в академическую науку. Эта специальность оказалась настолько востребованной, что вскоре была организована самостоятельная кафедра аэрогидродинамики (АГД), которую возглавил бывший сотрудник ИТПМ, известный специалист в области сверхзвуковых струйных течений, впоследствии декан самолетостроительного факультета НЭТИ д.т.н. А. Кураев. Его опыт работы в академическом институте, поддержка Г. П. Лыщинского и Н. Н. Яненко, позволили не только создать собственную лабораторную базу, но и вести учебный процесс непосредственно в кабинетах и на установках ИТПМ.
 |
|
Если фундаментальные исследования в области современной аэродинамики в ИТПМ СО РАН были развиты достаточно хорошо, то промышленную аэродинамику, ориентированную на нужды промышленности, решено было развивать непосредственно на кафедре в НГТУ. И на это в работе кафедры был сделан значительный упор. Здесь и испытания мостов, промышленных сооружений, и промышленная экология и т.д. Причем, в этих работах самое непосредственное участие принимают студенты, специализирующиеся на кафедре.
«Поднимали» кафедру со стороны Академии наук — д.т.н. профессор А. Харитонов, д.ф.-м.н., профессор, ныне директор ИТПМ академик В. Фомин, от НЭТИ — ее первый заведующий д.т.н. А. Кураев, а также доцент, ныне д.т.н., зав. кафедрой АГД С. Саленко.
Исторически сложилось так, что на кафедре аэрогидродинамики работает всего четверо штатных преподавателей. Еще 15 — это совместители, сотрудники ИТПМ СО РАН, три преподавателя — сотрудники СибНИА. Это позволяет студентам получать знания «из первых рук», от специалистов, непосредственно занимающихся и развивающих современные разделы аэрогидродинамики. Еженедельно лекции читает и нынешний директор ИТПМ академик В. Фомин. Большой объем занятий проводится в ИТПМ, практические работы — на действующем комплексе аэродинамических труб. Замечу, что в ИТПМ — единственная в Академии наук уникальная система различных аэродинамических труб: до-, сверх- и гиперзвуковых. Это дает неисчерпаемые возможности для обучения студентов и проведения научных исследований. К примеру, выпускник НГТУ А. Шиплюк, сорокалетний доктор наук, ныне зав. лабораторией, занимается устойчивостью гиперзвуковых течений. Популярно это объясняется так. Уже существуют сверхзвуковые самолеты, которые летают со скоростями, превышающими скорость звука в 2-3 раза. Следующая ступень — создание более быстрых, гиперзвуковых летательных аппаратов. Один из проектов — разработка воздушно-космического самолета (ВКС), который взлетает и садится как самолет, а при полете в космическом пространстве перемещается как ракета.
Расчеты показывают, что ВКС — наиболее экономичная модель для возвратных полетов на космические станции. Однако перед создателями ВКС стоит много нерешенных проблем, связанных, в частности, с устойчивостью течений при гиперзвуковых скоростях. Под устойчивостью понимается переход из ламинарной формы (ровной, спокойной) в турбулентную (когда происходит рост возмущений потока). При турбулентной форме движения резко возрастает сопротивление аппарата, энергия топлива тратится не на сам полет, а на то, чтобы пересилить ненужные возмущения. Поэтому важно сделать так, чтобы эта стадия возникала как можно позже, либо вообще не возникала. Для этого нужно понимать, как происходит процесс перехода ламинарных потоков в турбулентные. В ИТПМ такие работы ведутся и на «дозвуке», в лаборатории д.ф.-м.н. В. Козлова. Кстати, в этом подразделении тоже работают выпускники кафедры аэрогидродинамики НГТУ — к.ф.-м.н. М. Катасонов и В. Чернорай. Вместе с В. Совой, воспитанником кафедры аэрофизики и газовой динамики ФФ НГУ, эта славная троица сотрудников ИТПМ получила Государственную премию РФ 2003 года для молодых ученых за выдающиеся достижения в области науки и техники.
 |
|
Выпускник НЭТИ М. Рамазанов после защиты кандидатской диссертации был приглашен на Волжский автозавод. Здесь он создал аэродинамическую лабораторию и в настоящее время возглавляет ее. В лаборатории проводятся аэродинамические испытания всех новых типов автомобилей, разрабатываемых ВАЗом.
В институте работает выпускник кафедры АГД В. Анискин, известный мастер «микроминиатюр», наш сибирский «левша», который может и блоху подковать, и разместить целое послание на маковом зернышке (о нем уже писала газета «НВС» и другие издания). Таких уникальных умельцев в России — всего шесть человек. В связи с развитием нанотехнологий талант В. Анискина оказался чрезвычайно востребованным. Так, он создает различные наноинструменты для проведения тонких научных исследований: нанопроволочки для датчиков термоанемометра; шприц, с помощью которого можно ввести необходимое лекарство прямо в живую клетку и т.д.
Выпускники кафедры А. Бузюркин, А. Уткин и др. под руководством научного руководителя академика В. Фомина разработали и активно развивают новое научное направление — решение задач современной механики методом молекулярной динамики. Большой вклад выпускники кафедры вносят также в развиваемое в институте направление — управление структурой сверхзвукового течения с помощью локального внешнего воздействия (электрический разряд, лазерное излучение, низкотемпературная плазма и т.д.).
Группа выпускников кафедры АГД (Д. Хотяновскй, С. Никифоров, П. Ващенков, А. Кашковский и др.) занимается численным моделированием сложных многомерных задач современной механики в лаборатории вычислительной аэродинамики ИТПМ, возглавляемой д.ф.-м.н. М. Ивановым. В числе успешно решенных задач — расчеты аэродинамики спускаемых космических аппаратов, в том числе аэродинамические расчеты, которые использовались при отработке траектории спуска космической станции «Мир».
О высоком уровне подготовки студентов на кафедре АГД говорит тот факт, что более десяти выпускников ее успешно работают по специальности за границей. Среди них А. Загорский, А. Лебедев, С. Хайдаров, А. Шворак, М. Логинов, С. Антонов, Г. Маркелов и др.
С момента создания кафедры ее преподавателями выпущено около ста учебно-методических пособий и пять монографий.
На кафедре подготовлено более трехсот магистров и инженеров-гидроаэродинамиков. Из них около 50 связали свой трудовой путь с ИТПМ СО РАН. В последние годы четыре иностранных студента подготовили и защитили магистерские диссертации, один учится в настоящее время.
Пять студентов кафедры удостоены стипендий Президента и Правительства РФ (Ю. Харламова, А. Жилин, И. Федорченко, И. Леонтьев, М. Ожгибесов), два студента (М. Тимофеев и П. Поливанов) — премии фирмы «Боинг», более десяти студентов — именных стипендий СО РАН, мэрии, НГТУ.
Хотя кафедра относительно молодая, около тридцати выпускников уже защитили кандидатские диссертации и один — А. Шиплюк — докторскую диссертацию. Несколько лет назад защитил кандидатскую диссертацию на французском языке в г. Пуатье (Франция) выпускник кафедры А. Лебедев. В начале октября текущего года один из выпускников кафедры М. Логинов защитил кандидатскую диссертацию в Мюнхенском техническом университете. Защита проходила нетрадиционным образом в режиме видеоконференции через Интернет, в которой участвовали разделенные тысячами километров ученые как с германской, так и с российской стороны.
Благодаря разносторонней подготовке выпускники кафедры работают не только в области аэрогидродинамики. Среди выпускников немало высококлассных программистов, специалистов по трехмерной графике и прикладным пакетам, конструкторов, технологов, есть директора солидных предприятий.
Деятельность кафедры аэрогидродинамики НГТУ — это показатель того, что в Академии наук в основном отработаны механизмы поиска и подготовки талантливой молодежи. Гораздо более острой остается проблема закрепления молодых специалистов. В Сибирском отделении прилагаются все усилия для решения этого вопроса. Руководство СО РАН целенаправленно ведет молодежную политику, в частности, поддерживая и совместные работы с кафедрами вузов. Только так эстафетная палочка плодотворных научных дерзаний может переходить от поколения к поколению.
На снимках: процесс образования непрерывен: в аудитории у доски, за персональным компьютером, на аэродинамической трубе.
стр. 6
|
