ПРИНЦИП НАИМЕНЬШЕГО ДЕЙСТВИЯ
Галина Шпак.
Поздней осенью, особенно в ноябре, невозможно было дозвониться в
институты. В лучшем случае вежливо извинялись -- у нас
комплексная проверка, все заняты, приходите завтра.
1. "ФОРМУЛЫ ДВИЖЕНИЯ"
В Новосибирском научном центре проверка началась с "камчатки" --
первым отчитывался Институт теплофизики. Я попала на расширенное
заседание дирекции института, на котором обсуждались итоги работы
комиссии по комплексной проверке под председательством
члена-корреспондента РАН Андрея Николаевича Диденко. Он же
представлял Отделение физико-технических проблем энергетики
Российской академии наук.
Работа комиссии в какой-то степени напоминает следствие, которое
ведут знатоки, а результат расследования -- увесистые материалы
по всем видам деятельности института -- от научно-организационной
до отношений, допустим, -- с налоговой инспекцией. На заседании
отмечалось, что комиссия поработала хорошо благодаря высокой
степени готовности к отчету коллектива института и его директора.
Качественная информация, материалы о научной, организационной
деятельности, протоколы, относящиеся к финансовым, кадровым
вопросам, технике безопасности и прочая и прочая, позволили
комиссии подготовить хороший документ комплексной проверки. Этот
документ, возможно, будет полезен многим институтам Сибирского
отделения.
Расследование, изучение проводилось по принципу наименьшего
действия -- есть такой принцип в физике, как заметил А.Диденко.
Сравнение звучит несколько парадоксально -- живое уподобляется
механической системе, но сплошь и рядом говорят: "нет механизма",
"найти механизм", "рычаги" экономики, управления, организации и
т.д. Так вот, "если рассмотреть некоторую совокупность возможных
движений механической системы между двумя ее положениями, то
истинное (фактически происходящее) ее движение будет отличаться
от возможных тем, что для него значение движения является
наименьшим. Это позволяет найти уравнения движения механической
системы и изучить это движение". Председатель комиссии и говорил
о том, что "формулы движения" Института теплофизики помогли
каждому специалисту, анализирующему свой раздел или пункт,
намеченный проверкой, вынести вердикт и приобщить материалы к
обобщающим документам.
В общей дискуссии я отметила для себя как бы общеизвестный факт:
в последнее время в институтах Академии наук очень быстро
происходит смена директоров. Раньше эта должность считалась чуть
ли не пожизненной и ассоциировалась с устойчивостью научных
коллективов, соответствующей здоровому консерватизму организации
науки. Новая волна, новая генерация руководителей пришла и
наступает не только в силу естественной смены поколений.
"Другая" страна с переходной экономикой и неустоявшимися
социально-политическими отношениями в обществе отодвинула науку
на второй план и в пространстве, и во времени. Российский
переходный период совпал с пограничным временем перехода из
двадцатого в двадцать первый век. Стоит ли повторять всяческие
измышления по этому поводу? Люди склонны к преувеличениям, но без
"литературы" было бы скучно жить. А если разобраться, -- то
именно на границах перехода, как и на стыках наук открывается
нечто новое, правда, не обязательно с положительным знаком.
Как же чувствует себя в пограничных условиях руководитель
крупного научного института? Тем более -- не обремененный или
незащищенный высокими академическими званиями? В основном новое
поколение директоров -- доктора наук. На этот счет, замечу в
скобках, поговаривают в кулуарах, что в наше время директор
института -- это чиновничья должность, то есть специалист,
выполняющий "черную" работу. А как же быть с понятиями "деятель,
организатор науки"? Простой знак равенства здесь не поставишь. В
каждом частном случае придется искать конкретное "уравнение
движения".
Институт теплофизики и его директор доктор физико-математических
наук Сергей Владимирович Алексеенко отчитались по всем статьям
комплексной проверки. Кроме того, как полагается, директор
выступил с отчетным докладом на заседании Президиума Сибирского
отделения РАН. Сразу после этих событий мы и встретились, можно
сказать, накануне пограничного двухтысячного года. Разговор
начался с простого вопроса.
-- Сергей Владимирович, как вы думаете, насколько была обоснована
акция комплексных проверок и с чем это связано? В институтах об
этом и думать забыли. Может быть, это хороший знак?
-- Раньше это было обычное явление в Академии наук, и каждый
директор, каждый институт, в том числе Сибирского отделения,
проходил такую проверку. В связи с перестройкой случился большой
перерыв, и ровно через десять лет такие проверки возобновились.
Думаю, что подобная акция полезна, хотя, конечно, отнимает очень
много времени, даже -- нервов. Основная идея проверки -- не
критика или выискивание недостатков, стремление вывести на чистую
воду, а именно -- помочь институту сориентироваться в ситуации,
выбрать нужное направление в науке или же наоборот --
приспособиться к существующим условиям, связанным с финансовыми,
правовыми, кадровыми и другими вопросами. Да и на себя смотришь
совсем с другой стороны.
-- Но в составе комиссии по комплексной проверке были наши
люди...
-- Может быть, это наша особенность, как подчеркивалось на
Президиуме, тем не менее председатель был со стороны --
член-корреспондент РАН Андрей Николаевич Диденко -- заместитель
академика-секретаря Отделения энергетики Российской академии
наук. Это внутренняя проверка Академии наук.
-- Между прочим, председатель со стороны сказал, что документы,
которые получила комиссия, могут стать исходным материалом для
других институтов. Можете ли это пояснить?
-- По-видимому, рекомендации, опыт каждой проверки можно
использовать.
-- А поконкретнее? Мне кажется, что за то время, как вы занимаете
должность директора (а уже третий год пошел), институт очень
преобразился.
-- На самом деле это связано не только со мной. Мы стараемся
сохранить традиции, заложенные нашими предшественниками. Прежде
всего, -- академиком Кутателадзе Самсоном Семеновичем. Он создал
современный институт, каким мы его видим сейчас. Его дело
продолжил академик Накоряков Владимир Елиферьевич. На его долю
пришлось самое тяжелое время -- начало девяностых годов. Помните
всеобщее смятение, обвал цен? Мгновенно мы стали нищими. Многие
люди и коллективы просто не знали, что делать.
В институте мы начали с того, что попытались найти хорошие
контракты за рубежом. Сотрудники ездили по университетам.
Особенно много занимался налаживанием связей академик
В.Накоряков. Мы обращались и в различные международные фонды.
Выяснилось, что даже самые богатые зарубежные университеты
ограничены в средствах, а большинство фондов, поддерживающих
науку, обычно все деньги стремятся оставить в своей стране. Очень
мало международных фондов, которые распространяют свою
деятельность на разные страны. В конце концов выяснилось, что
самый надежный источник средств для поддержания науки -- очень
крупные промышленные компании. С большим трудом, прежде всего
усилиями академика В.Накорякова, удалось сначала заключить
контракт с американской компанией "Эйр Продактс". Она базируется
в городе Аллентаун, географически -- между Филадельфией и
Нью-Йорком. Затем контракт с "Хьюлетт-Паккард", причем, конкурс
мы выиграли здесь, в Сибирском отделении, когда представители
этой компании побывали в Академгородке. И наконец -- "Дженерал
Моторс". Контракты удалось заключить потому, что Институт
теплофизики имел международный авторитет, и мы получили хорошие
рекомендации от известных зарубежных ученых. Это был 1993 год. В
ту пору контракт был небольшой, а сейчас настолько велик, что
превышает бюджетное финансирование. Именно дополнительные
источники средств сильно помогли институту выйти на новую ступень
развития. И мне как новому директору это позволило внести нечто
новое и реорганизовать институт.
-- Что же вы сделали, какими особенностями отличается ваш
институт?
-- Вообще говоря, я этим закончил свой доклад на Президиуме. Могу
повторить, вернее -- перечислить. Во-первых, у нас своя
финансовая система. Раньше никаких проблем не было, все работали
по единому правилу, и за пределы штатного расписания выйти было
абсолютно невозможно. Причем, ты можешь иметь большой контракт,
большой хоздоговор, но не имеешь права платить научным
сотрудникам. Можно только тратить на оборудование или рабочим
заплатить. Сейчас все изменилось, и поэтому возник ряд проблем.
Как распоряжаться правами, которые получили руководители? Как
распоряжаться заработанными деньгами? Каждый институт действует
по-своему. Рамки дозволенного тоже трактуются по-разному и
потребителями, и теми, кто устанавливает законы -- существенный
разнобой. Поэтому мы занялись финансовой системой.
-- В чем ее суть?
-- Прежде всего -- распределение бюджетных денег. В детали,
по-моему, не стоит вдаваться, поскольку на основании наших
предложений Президиум СО РАН решил посвятить одно из своих
заседаний обсуждению финансовых систем. Предложено обменяться
опытом и выработать общие рекомендации.
Коротко схема такая -- бюджет -- мы его называем базовым --
распределяется по живым душам, а не по лабораториям или отделам.
Пропорционально по сотрудникам, и поэтому у нас на каждого
приходится 1,7 оклада по разрядной сетке. В лабораториях научным
сотрудникам гарантируется зарплата по тарифной сетке, поэтому
остаются некоторые излишки. Весь излишек, свободные деньги,
находятся в руках у завлаба, и он волен ими распоряжаться. Либо
это надбавка к зарплате, либо в лабораторию временно принимают на
работу необходимого специалиста, либо деньги идут на доплату к
стипендии студентам, а это очень важно. На излишки средств может
приобретаться оборудование в рамках обмена внутри лабораторий или
института. Таким образом, у заведующего появляется свобода
маневрирования финансами. А от движения финансов, как известно,
вообще зависит успех любого предприятия.
Во-вторых, мы из внебюджетных источников берем 20 процентов --
например, из контрактов с отечественными или зарубежными
компаниями -- это единая система, но, правда, от грантов Миннауки
-- 30 процентов и эти средства идут в централизованный фонд
института, которым распоряжается директор. Эти деньги идут и на
развитие инфраструктуры, и на поддержку научных исследований и
помощь молодым ученым, оплату зарубежных командировок на
конференции, на издание научной литературы, то есть самые разные
направления деятельности института. Напомню, что институты
Академии наук получают деньги только на зарплату, причем --
мизерную, и ни копейки больше. Правда, приходят средства на
оплату электроэнергии, тепла в виде зачетов. Внезарплатных,
"живых" денег мы не видим. Так что умение зарабывать и тратить
деньги -- очень важное дело.
-- И дисбаланса нет между лабораториями?
-- Кто сколько заработал, столько и получает. 20 процентов
отдали, -- остальное в лаборатории. Иногда это очень большие
деньги, если идут зарубежные контракты. Есть стимул, в
лабораториях стараются заработать и еще принести деньги в общую
копилку.
Кроме того, у нас создана и действует контрактная система, но она
распространяется больше на вспомогательные научные подразделения
и на тех сотрудников, которые работают по зарубежным контрактам,
но это отдельный разговор... Отмечу еще один важный пункт. В
тяжелые времена, особенно в середине девяностых годов, как мы ни
старались, все равно получалось, что расходов было больше, чем
доходов. Мы постоянно залезали кому-то в карман -- либо к своим,
в лабораториях, либо занимали деньги на стороне. Долги были и
внутриинститутские, и внешние. И вот весной 1999 года мы
покончили со всеми долгами. Конечно, было очень тяжело, но мы
смогли со всеми рассчитаться. У нас теперь, как говорят, --
бездефицитный бюджет. Мы живем по средствам -- сколько
зарабатываем, столько и тратим. Мы стали экономно жить и
расходовать деньги. Помогло и то, что изменился курс рубля.
Поскольку у нас имеются приличные зарубежные контракты, мы
оказались в выигрышном положении -- "сыграли" на курсе валют и
смогли за счет этого ликвидировать задолженность. Везение, случай
-- это частность. Просто мы работаем в разных направлениях и
внутри страны, и за ее пределами. Пытаемся искать гранты и
контракты -- коммерческие и чисто научные. Так что находимся в
непрерывном поиске.
Третья наша особенность -- не по порядку, произвольно -- хорошая
организационная структура. В частности, у нас активно работают
различные советы, особенно в последнее время. Некоторые говорят,
-- зачем это надо, лишняя бюрократия, сплошные заседания. Мы
убедились в обратном -- конкретное дело требует конкретного
решения. Не буду перечислять все советы, их больше десятка.
Назову новые. Например, совет по фундаментальным исследованиям,
который занимается разработкой стратегии исследований, проводит
научные сессии и организует конкурсы работ, определяет
победителей года по различным номинациям. Кроме совета молодых
ученых, в институте действует совет по делам молодежи. В этот
совет входят представители дирекции, ученого совета института и
базовых кафедр Новосибирского университета и ряда учебных
заведений не только нашего города. Совет по делам молодежи пока
единственный в Новосибрском научном центре. Этот совет решает все
молодежные вопросы -- трудоустройство и аспирантура, материальная
поддержка и организация конференций, и, наконец, жилищные
вопросы.
Назову еще совет ветеранов. Мы его организовали только в 1999
году и очень хорошо сделали -- люди остались довольны. По
возможности оказываем конкретную помощь ветеранам.
Как ни странно, в институте существует комиссия по
производственным помещениям. Многие институты сдают в аренду, а
мы ничего не сдаем, у нас не хватает производственных площадей.
Больной вопрос! Так исторически сложилось. Сейчас комиссия
создает базу данных по помещениям для того, чтобы оперативно
рассматривать и решать подобные вопросы. Библиотечный совет --
обычная структура, но важная. Недаром у нас одна из лучших
библиотек в Отделении. И РИСО -- редакционно-издательский совет
-- его работа видна по нашим книгам. В институте функционируют
два докторских совета и один кандидатский, с достаточно большим
количеством защит. У нас довольно много государственных стипендий
для выдающихся ученых. 26! Это очень высокий показатель.
Академическая система персональной поддержки рассчитана
преимущественно на сотрудников высокой квалификации, в основном
это доктора наук. А мы создали свою систему поддежки для
молодежи. Мы им приплачиваем, как я уже говорил. Например,
магистрант второго курса получает стипендию -- 250 рублей, а с
доплатой -- 700.
-- И учите, конечно.
-- Разумеется. Здесь целая система, начиная со студентов третьего
курса и заканчивая аспирантами. И вообще у нас надежная связь с
вузами. Сорок научных сотрудников преподают в разных институтах
Новосибирска, Кемерова, но самое главное -- шесть базовых кафедр,
которыми заведуют ученые института. Шестая кафедра "Строительной
теплофизики" недавно организована в Государственном
архитектурно-строительном университете. Ее возглавляет профессор
В.Терехов. Строительная теплофизика -- новое направление для
института, открывающее путь и для новых прикладных разработок. В
строительстве масса проблем по энергосбережению, энергоаудиту --
определению энергопотерь в зданиях и другие задачи.
2. "ВОЗДУШНЫЕ ПРОДУКТЫ"
В свободном разговоре своя логика и, отмечая особенности
многогранной деятельности института, С.Алексеенко возвращался к
теме жизнеобеспечения. В ней прозвучала неожиданная вариация
темы.
-- Приличные зарубежные контракты -- я также отношу к нашим
особенностям. Контракты, прежде всего с компаниями "Эйр Продактс"
и "Хьюлетт-Паккард". Интересно, что с "Эйр Продактс" нам удалось
продлить контракт на десять лет. Видимо, это абсолютный рекорд.
Даже сами американцы говорят, что такого вообще не бывает, но
факт остается фактом.
-- А что означает "Эйр Продактс"?
-- В переводе на русский -- "Воздушные продукты".
-- Наука тоже как бы "воздушный продукт", а на самом деле --
быстро умеет решать и конкретные проблемы.
-- И с гигантским эффектом!
-- Тогда уж сразу скажите -- что вы для "Эйр Продактс" делаете.
-- Самое интересное, что мы для этой фирмы делаем науку, хотя
обычно за науку компании денег не платят. Основная задача, а их
несколько, -- моделирование процесса криогенного разделения
воздуха. На производстве используется известная технология -- из
воздуха путем ожижения и последующей дистилляции получают
кислород, азот и другие компоненты. Здесь есть ряд
технологических проблем, с которыми нам поручили разобраться.
Главная проблема -- так называемый эффект неравномерности
распределения фаз. Представьте большую колонку диаметром
два-три-пять метров, а высотой -- десять, двадцать, тридцать.
Внутри она заполнена специальной насадкой -- сверху поливается
жидкой смесью, а снизу поднимается газовая смесь. В такой системе
происходит разделение смесей. Так вот, оказывается, -- в большой
колонке пар идет в одном месте, а жидкость -- в другом.
Взаимодействие фаз резко ухудшается. Эффективность разделения
может снизиться на порядок -- это общая проблема. Мы предложили
моделировать процесс на фреонах. Тогда колонка сможет работать
при комнатных температурах и явно будет дешевле, чем с
использованием низких температур. Эксперименты проводятся на
территории института. Заказчики выделили крупную сумму на
создание экспериментального стенда -- диаметр -- один метр,
высота -- 7 метров -- по сути полупромышленная установка. Для
специалистов компании эти исследования необходимы. Они говорят,
-- вы нас учите. А ведь у любой компании главная цель --
получение прибыли. И они почувствовали эту прибыль. Вот такое
взаимодействие получилось. Довольны заказчики, довольны и мы. За
счет полученных средств институт оснастился современным
оборудованием. Сейчас у нас приблизительно 150 компьютеров, в том
числе 7 рабочих станций. Это уже более высокий уровень,
позволяющий проводить объемные вычисления. Локальная сеть также
создана с помощью компании. Недавно мы перешли на собственную
связь с Интернетом. Наверное, знаете, что в Новосибирском научном
центре все институты связаны с Интернетом через "тарелку",
установленную на крыше ИЯФа, а далее -- через спутник. Со
спутником возникли проблемы. Все столкнулись с плохой связью,
неустойчиво работает электронная почта. Мы решили проблему
кардинально -- приобрели необходимое оборудование, откупили канал
у Новосибирской городской телефонной станции и посредством
оптоволоконной связи теперь выходим прямо на Москву, и с
Интернетом проблем нет.
Кроме того, заказчики буквально открыли нам Америку -- 130
поездок за пять лет. Сейчас каждый квартал обмениваемся
делегациями. И с "Хьюлетт-Паккард" долгосрочные контракты. Я уже
говорил о том, как несколько лет назад ее представители
договаривались с Сибирским отделением об использовании научного
потенциала его институтов в деятельности фирмы.
-- Прекрасно помню это время, я называла их "разведчиками".
-- Тем не менее в Сибирском отделении объявили конкурс. Институты
представили более двадцати проектов. И только один был отобран
для финансирования -- проект Института теплофизики. Он был связан
с работой цветных принтеров. Мало кто интересуется устройством
принтера, -- была бы качественная печать, а качество зависит от
парового пузырька. Микрообъем с нагревателем заполняется
красителем, к нему подводится импульс тока. За счет образования
парового пузырька жидкость выталкивается и формируются
капельки,которые и дают печать. Когда меняют краситель, --
естественно меняются условия кипения и печать получается с
дефектами. На фирме не смогли справиться с такой задачей -- там
не оказалось ни одного специалиста по кипению. А мы как раз
специализируемся в области взрывного вскипания. И американцы
обратили внимание на подобные задачи. Результаты, которые мы им
выдали, очень понравились. В итоге появилась еще одна работа. Мы
решили проблему, которая у них стояла лет пятнадцать--двадцать --
запаивание печатных плат. В течение нескольких месяцев проблема
была решена доктором М.Предтеченским. По данной теме заключен еще
один контракт. Недавно в этом кабинете, где мы находимся, я
встречался с двумя руководителями отделений "Хьюлетт-Паккард".
Они заявили, что впредь будут вести переговоры только с
Институтом теплофизики. Иными словами, -- заказчик предлагает
задание, а дальше -- не его забота, кто будет исполнителем. Либо
мы сами выполним заказ, либо пригласим кого-то из других
организаций.
-- Вы стали как бы дистрибьютерами этой компании?
-- Выходит, так. По научной части, конечно.
-- Ваш институт всегда был "интернациональным" по научной
тематике, у вас всегда широкое поле научных работ и все
уживаются!
-- Уместное замечание. Действительно, теплофизика -- часть
физики, она охватывает многие ее разделы. Потому и получается,
что в теплофизике множество разных специалистов. В том-то и
ценность, что исследователи одновременно могут решать много задач
в одном институте. Наши партнеры как раз отметили такую
способность коллектива. В крупных американских компаниях обычно
работает большое количество консультантов, представляющих
различные области знаний, а в Новосибирском научном центре они
обнаружили нечто более продуктивное, в том числе комплексность
Института теплофизики. Фактически в одном институте все
сосредоточено.
-- И проверка подтвердила, ведь вас проверяли от "а" до "я" и
даже обращали внимание на твердый знак (шучу, конечно). Отмечался
ваш конек -- фундаментальные исследования -- как векторное поле.
-- Тогда нужно сказать, что такое теплофизика. Любую науку, в том
числе теплофизику, можно разбить на отдельные части.
Фундаментальные разделы, методы исследований и, наконец,
прикладная деятельность. Основное, конечно, фундаментальные
разделы. Центральная часть, естественно, -- тепломассоперенос. Но
это направление зиждется на гидродинамике, поскольку любой
процесс переноса в движущейся среде-- это конвективный перенос.
Тепло переносится не только за счет диффузии, но и за счет
движения вещества, а это и есть гидродинамика. Не зная
гидродинамики, ничего невозможно сотворить ни в теории, ни в
эксперименте по тепломассопереносу. Но еще более глубинная основа
-- термодинамика неравновесных процессов. Именно на ней держится
и гидродинамика, и тепломассоперенос. Термодинамика неравновесных
(необратимых!) процессов -- довольно узкая часть знаний. Ею
занимаются единицы людей не только в нашем институте, но и во
всем мире. А гидродинамикой и теплофизикой, можно сказать, --
миллионы людей занимаются.
Можно выделить еще плазму, разреженные газы и, наконец, --
теплофизические свойства веществ. В итоге получается шесть
фундаментальных разделов. А если говорить о прикладных, то это,
прежде всего, теплоэнергетика, энергосберегающие технологии. Это
то, ради чего существует теплофизика, если говорить о внедрении
новых технологий и машин.
-- Любопытны новые результаты фундаментального характера, но
лучше -- на ваш выбор, хотя бы пунктирно о некоторых.
-- У нас традиционно хорошие результаты по различным
неустойчивостям в гидродинамике, нелинейным волнам. Очень
отрадно, что есть достижения и в изучении турбулентности. К
сожалению, турбулентность остается основной нерешенной проблемой
в гидродинамике, аэродинамике, теплофизике и вообще в
естествознании.
-- И в практике.
-- Конечно, поскольку надо уметь рассчитывать сложные
турбулентные течения, но никто пока не умеет. Ученые надеялись,
что в скором будущем смогут путем прямого численного
моделирования с помощью компьютера рассчитывать любой
турбулентный процесс. И что же оказалось? Я привез недавно
данные, которые приводились на престижной конференции по
практическим методам расчета турбулентности. Конференция
проходила на Корсике. В этих данных указывается, что прямым
численным моделированием возможно будет рассчитывать
турбулентность не ранее 2080 года!
-- Но ведь моделируют! Что это означает?
-- Означает, что рассчитывают упрощенные задачи, но не в полной
мере турбулентность. Все-таки слишком это сложный процесс.
-- То есть, на компьютерах не сосчитать?
-- Пока нет. Даже с учетом громадного прогресса в вычислительной
технике. Поэтому на долю физиков остается еще много работы по
турбулентности. И отрадно, что в нашем институте достигли
определенных успехов. Например, в ноябре состоялась защита
диссертации, она проходила в НГУ. Защищался Денис Красинский по
моделированию процессов, которые происходят в топке.
-- В топочных котлах?
-- В топочных камерах, точнее. В его работе проведен полный
расчет топочной камеры, то есть рассчитано трехмерное
турбулентное течение, горение, движение частиц, излучение. В
комплексном виде это сделано впервые в России. И естественно на
молодого ученого обратили внимание. Он сразу после защиты уехал в
Голландию на годовую стажировку -- "постдока" (после защиты). Его
пригласил не кто иной, как один из основателей практических
моделей турбулентности профессор Ханьялич.
-- Откуда профессор узнал о диссертации?
-- На конференции в Институте Исаака Ньютона, в Англии, где
побывал Денис Красинский как молодой ученый. Его работа еще раз
подтверждает, на каком уровне находятся исследования.
Получены интересные результаты по интенсификации теплообмена.
Это, пожалуй, наиболее интересное направление -- используются
самые разные способы повышения коэффициента теплоотдачи.
Простейший способ всем известен -- чтобы остыл стакан чая, вы
помешиваете ложкой. Тем самым создаете конвективный перенос. Если
жидкость сама движется, -- делают выступы, вследствие чего
возникают вихри, но совершенно ясно, -- чтобы перемешать, нужно
затратить энергию на повышенное сопротивление. В данном случае
насос должен развить большую мощность, чтобы прокачать жидкость.
Но можно использовать не выступы, а выемки-лунки. Оказывается,
лунки тоже могут интенсифицировать процесс теплообмена и очень
своеобразным способом.
-- В лунках образуется много струй!
-- На самом деле образуются смерчеобразные вихри. Помните, я вам
показывал рисунки спиралей? Именно такой вихрь генерируется
лункой, и этот вихрь дает перемешивание. Причем интенсификация
значительная, а сопротивление низкое.
-- Лунки -- это заманчиво.
-- Теперь исследования, связанные с плазмой. Обнаружено новое
явление -- так называемая сферическая стратификация тлеющего
разряда. Внешне выглядит как несколько сферических шаровых
молний, вложенных одна в другую. Это явление обнаружено в прошлом
году, а в нынешнем удалось такой же разряд зажечь в уникальной
крупномасштабной вакуумной камере "Викинг". Ее размер порядка
десяти метров. Мы считаем, что это самый крупный разряд,
зажженный искусственным путем. Наши ребята решили обнародовать
необычный эффект в Книге рекордов Гиннесса.
-- Ну и ребята у вас!
-- Пока непонятно, что с этим эффектом делать, но есть мнение что
существует связь с разрядами в космосе. Довольно неожиданное
приложение. А второе применение возможно в качестве источника
света для иллюминации. Но и само по себе физическое явление
необычное.
-- Что же происходит в вакуумной камере с двумя электродами --
внутри? Как возникают огненные шары?
-- За счет ионизационной неустойчивости. Подобные образования --
те же волны, которые мы видим на пленках жидкости или на
поверхности моря. Неустойчивость разряда и образует некие
структуры. Их появление можно трактовать и как самоорганизацию.
-- Материи?
-- Да. Новое модное направление -- синергетика или
самоорганизация.
И еще одно явление. Правда, о нем подробно говорить не могу --
работа еще не опубликована. Впервые получен новый фуллерен (о
фуллеренах в "НВС" рассказывалось. -- Прим. Г.Ш.).
Все известные фуллерены получены на основе углерода либо из
углерода с добавками атомов металлов. И давно пытались
синтезировать фуллерены из других веществ. Нам удалось! Причем,
такие фуллерены были предсказаны учеными Института неорганической
химии СО РАН. Их публикация в журнале ПМТФ о новых фуллеренах
вышла несколько лет назад.
-- Кто автор?
-- В ИТ СО РАН эксперимент выполнен кандидатом
физико-математических наук А.Булгаковым. В Сибирском отделении
работает сразу несколько групп. Кроме ИНХа, в Институте
химической кинетики и горения, в НГУ. И у каждой группы свои
интересные результаты. Так, в нашем институте создана так
называемая фабрика фуллеренов -- их можно производить в большом
количестве и исследовать.Обнаружено новое свойство фуллеренов:
одна молекула, всего одна молекула, излучает планковский спектр
такой же, как сплошное тело. Обычно молекулы имеют линейчатый
спектр. Может быть, и ничего здесь особенного нет, но все-таки
что-то новое открыто.
3. ЛАМПА, ОСВЕЩАЮЩАЯ ЦЕЛЫЙ ГОРОД
Источник света, близкий к солнечному, действительно существует.
Его мощность 50 киловатт -- 14 процентов энергии (это рекордный
КПД) переходит в свет. Одной лампой можно осветить весь Морской
проспект или целый город, например, Норильск, где люди не видят
солнца долгую полярную ночь. Может быть, первую лампу зажгут над
Институтом теплофизики для рекламы "солнечного сияния". Во всяком
случае, Сергей Владимирович Алексеенко не отрицал такого события
и высказался вполне определенно.
-- Многие прикладные разработки, о которых заявляли в прошлом
году, сегодня уже внедряются на серьезном уровне. У нас заработал
по сути промышленный трансформаторный плазмотрон. Он разработан и
создан по идее кандидата технических наук Уланова Игоря
Максимовича. Трансформаторный безэлектродный плазмотрон мощностью
250 киловатт -- ничто иное как плазменный реактор типа
"Токамака". В таком реакторе можно получать азотную кислоту,
можно проводить реакции с различными агрессивными, ядовитыми
веществами.Температура плазмы достигает 6 тысяч градусов.
Применен метод вихревой стабилизации, поэтому плазма не касается
стенок реактора и нет особой проблемы с защитой стенок.
-- Этот плазмотрон будет использоваться в Новосибирске?
-- Мы изготовили опытный образец, а сейчас по контракту, к
сожалению, только с американцами, уже создается реактор для
производственных целей. На этом же принципе создан источник
света. Мы считаем -- самый мощный в мире или один из самых
мощных. Если в плазмотрон -- в плазму -- добавить ртуть, то
получается сверхмощная ртутная лампа, источник света, близкий к
солнечному.
-- А как с техникой безопасности?
-- Это абсолютно замкнутая система. Не только плазмотрон или
уникальная лампа, -- мы считаем, что плазмохимия -- одно из
наиболее перспективных направлений для промышленности. Из этой же
области -- производство кремния.
-- Сейчас все кремнием занимаются. В Сибирском отделении есть
одноименный интеграционный проект.
-- Существует несколько вариантов получения кремния, и один из
них -- плазмохимический метод, развитый в нашем институте. Его
автор -- доктор физико-математических наук Р.Шарафутдинов. Схема
оригинальная. В вакуумной камере создается струя моносилана --
SiH4. Струя облучается электронами из электронной пушки.
Возникающие возбужденные молекулы взаимодействуют c нагретой
подложкой, и в результате образуется пленка кремния. Скорость
получения пленки аморфного гидрогенизированного (от лат.
hydrogenium -- водород) кремния в тысячу раз выше, чем любым
другим плазмохимическим методом. Представляете? Не в два или три
раза, а в тысячу! Колоссальная производительность, а это значит
-- дешевизна продукта, что в свою очередь -- революция в
технологии. Некристаллический кремний необходим для производства
солнечных элементов, которые можно применять и в быту, и в
промышленности. Подобные технологии двойного, тройного назначения
мы и называем революционными. И вот, в девяносто девятом году
произошел существенный сдвиг -- наконец, эту разработку признали.
И прежде всего -- Министерство атомной промышленности. В рамках
конверсии промышленности предполагается развить производство
кремния в России. Напоминаю, сейчас в нашей стране такого
производства нет.
-- Это известно. Предприятия теперь находятся в ближнем
зарубежье.
-- Министерство выделило достаточную сумму Институту теплофизики
для создания крупного стенда, на котором будет отрабатываться
промышленный метод получения кремния. Затем планируется
организовать производство, скорее всего, на Новосибирском заводе
химконцентратов. Сейчас разрабатывается Кремниевая программа
России, и мы пытаемся в нее вписаться, как говорится. У нас
большие планы, хотим создать собственную интеграционную программу
по Сибирскому отделению. Будем кооперироваться и с Институтом
физики полупроводников, и с НГУ, и с другими научными и
конструкторско-технологическими институтами. Сотрудничаем с
Красноярском, -- там давно пытаются развернуть производство. И мы
участвуем. Плазмохимический метод можно широко использовать не
только в солнечной энергетике,но и в микроэлектронике, и в
силовой электронике.
-- Какие же разработки уже внедрены и на серьезном уровне, как вы
сказали?
-- Например, -- теплосчетчики, приборы, измеряющие расход тепла и
воды. Они предназначены для коммерческого учета тепла и воды как
для крупных организаций, так и для теплопунктов. В этом году
впервые в истории института созданный прибор поставлен на
серийное производство здесь, в Новосибирске, на Новосибирском
электровакуумном заводе, где директор Виктор Степанович Медведко.
Важно, что это произошло на НЭВЗе, потому что В.Медведко --
председатель комитета по промышленности и энергетике в областном
Совете и, естественно, отвечает за развитие промышленности в
Новосибирской области. Важно, что наш прибор способствует
реализации программы энергосбережения. На первом месте учет, а
потом уже мероприятие. Без учета тепла невозможно ни одно
мероприятие по энергоресурсосбережению.
Вполне нормальная ситуация с изготовлением тепловых насосов --
абсорбционных и парокомпрессионных. Были бы только деньги у
заказчиков. В программах энергосбережения города и Новосибирской
области есть специальные разделы, связанные с внедрением тепловых
насосов. Одно из важнейших приложений -- использование тепловых
насосов на геотермальных водах в сельской местности. Как
известно, в Новосибирской области очень большие запасы таких вод
с температурой до 39 градусов по Цельсию. По санитарным нормам
она непригодна для питья, но тепловые насосы эту воду охлаждают и
одновременно выдают тепло для горячего тепло- и водоснабжения.
Недавно проведен подробный анализ новосибирских сельских районов
на предмет -- где и какие тепловые насосы необходимы. Остается
только изготовлять насосы и ставить.
-- Насосами занимается академик Накоряков?
-- Как раз он -- руководитель этой программы. Энергосбережение --
важнейшее направление. Очень выигрышная тематика и в смысле
приложения, и в смысле денег. У нас приоритет в этих разработках.
Имеем уже несколько крупных заказов и от Красноярского
алюминиевого завода, и от Новосибирского завода химконцентратов.
И еще. Мы снова обращаемся к угольной тематике. Понятно, что
газовая пауза кончилась. Газ -- все-таки ценный валютный продукт,
и для отечественной химической промышленности тоже необходим.
Сейчас в РАО ЕЭС принято решение о переводе части станций на
уголь.
-- Значит, начался обратный процесс? Вот тебе и экологически
более чистое топливо...
-- Это общемировая тенденция -- использовать уголь для энергетики
и для различных технологий получения жидкого топлива, газификации
углей. Создается Центр глубокой переработки углей на базе
Кузбасса, а учредителями будут президиум Сибирского отделения и
ряд его институтов, включая Институт теплофизики. Важно то, что
здесь стыкуются интересы и сверху, и снизу. Думаю, это поможет
делу....
-- Вы назвали Кузбасс, а еще на какие регионы замахиваетесь?
-- Могу сообщить новость. Президиумом мэрии Новосибирска было
принято решение об организации дирекции межрегиональных программ.
Основная цель -- вновь заняться стратегическим управлением
промышленностью. Не так, как раньше, конечно. И главное --
заняться распространением продукции новосибирских заводов и
научных разработок институтов Сибирского отделения в
топливодобывающие регионы. И нам надо активнее реализовывать
сибирский промышленный и научный потенциал. Сибирское отделение в
дирекции представляют главный ученый секретарь член-корреспондент
РАН В.Фомин и я. Если действительно дирекция будет активно
работать, то какая-то надежда все-таки есть для реального
возрождения промышленности и создания рынка сбыта продукции
новосибирских заводов.
-- И новосибирских ученых...
-- Естественно, потому что в программе везде стоит слово "научная
разработка", почти в каждом пункте. Добавлю к этому -- в
Новосибирске будет организован Дом промышленности -- некая
постоянная выставка, подобная известной экспозиции Сибирского
отделения. Выставка будет базироваться на Сибирской Ярмарке.
Кроме того, эту выставку можно будет вывозить в другие регионы.
-- Сергей Владимирович, вы мне не ответили на вопрос: может быть,
комплексная проверка -- это хороший знак?
-- Конечно, хороший знак. Все-таки мы опомнились от сильного
удара, нанесенного за время перестройки. Даже появилась надежда,
что действительно мы вместе со всей страной выходим из кризиса,
что положение все-таки поправимо. Вполне резонно, что
возобновились комплексные проверки. Они помогут, может быть,
крепче встать на ноги всем академическим институтам. Впрочем, в
Институте теплофизики в течение последних трех--четырех лет
стабилизировался штатный состав, и не просто стабилизировался --
а укрепились научные группы, способные получать хорошие научные
результаты. Мы подводим каждый год итоги -- совершаем как бы
собственную комплексную проверку -- и определяем победителей по
разным номинациям, как я уже говорил.
-- Ну, прямо по-советски!
-- Почему же? На самом деле и в других странах стремятся
возвысить человека труда. Скажем, в Японии это "советское" больше
развито, чем в России. Там вообще считается, что если человек
долго работает в какой-то компании, тем более -- всю жизнь, --
это самый уважаемый человек. Для него все блага -- и пенсия
хорошая, и льготы. Мы примерно по такому же пути стремимся идти.
Пытаемся сделать так, чтобы человек гордился тем, что он работает
в Институте теплофизики, чтобы он с удовольствием шел на работу.
Это ведь действительно основное место, где он проводит
значительную часть своей жизни. Вы бы видели -- у нас даже на
философских семинарах конференц-зал бывает забит до отказа, не
говоря уже о праздничных мероприятиях . Мы считаем, что все наши
ненаучные дела стимулируют к научной деятельности и повышают
активность сотрудников.Для меня главная цель -- организовать
работу так, чтобы каждый человек смог раскрыть свои способности,
только тогда можно чего-то добиться. Только такая организация,
научно-исследовательский институт по-настоящему будет мощным.
Такой подход реализован за рубежом. Там обычно директоров мало
кто знает. Главное -- нормальные условия для работы сотрудников.
-- Согласна с вами, но в науке все-таки ценят директоров и за их
научные достижения. С тех пор, как вы стали директором, -- не
мешает ли ваша должность собственной научной работе?
-- Конечно, мешает, что говорить. Обычно мой рабочий день
расписан по минутам. Чаще всего переключиться не успеваешь,
поэтому приходится работать по вечерам. Я по-прежнему занимаюсь
вихревыми движениями, вихревыми структурами. В девяносто девятом
году вышла большая статья на 50 страницах в престижном журнале
"Journal of Fluid Mechanics". Сейчас с моими соавторами пишем
монографию -- это первая книга по концентрированным спиральным
вихрям. Надеемся, что запустим ее в печать весной двухтысячного
года. Продолжаю заниматься изучением нелинейных волн на пленках
жидкости и на ривулетах (ручейках). Создается новая
экспериментальная установка. По отзывам зарубежных и российских
ученых, у нас лучшие результаты и приоритет в этой области. Далее
-- турбулентные струи и когерентные структуры. Вихревое кольцо,
например, -- это когерентная структура. Крайне интересно, что
подобные структуры образуются в турбулентности. Вроде бы хаос, и
в то же время в этом хаосе возникают детерминированные структуры.
Особенно при переходе к турбулентности. Вкратце -- как обычно
происходит переход к турбулентности? Течение теряет устойчивость,
возникают линейные колебания, затем -- нелинейные волны, следом
-- более сложные когерентные структуры. И наконец, переход к
турбулентности или хаосу. У нас свой привлекательный физический
объект -- импактная струя -- то есть струя, натекающая на
какую-либо поверхность. Здесь за счет интенсивного взаимодействия
между струей и стенкой очень активно идет процесс
тепломассопереноса. Мы получили ряд принципиальных результатов и
сейчас занимаемся их анализом.
Свои будущие достижения мы связываем с "Particle Image
Veloсimeter" (PIV) -- прибором для мгновенного измерения поля
скорости в плоскости светового ножа. Наиболее современного в
гидродинамике. Две вспышки лазера, и по смещению частичек-меток
вы сразу определяете скорость жидкости во всем поле. И все это
делает компьютер за секунду. Раньше требовался год работы, чтобы
получить такой объем данных. Приобретен прибор за счет немецкого
кредита. Даже словами трудно передать, какая это революция в
технологии научных измерений!
Другая важная проблема -- перфторированные органические
соединения (ПФОС), которые обладают рядом уникальных свойств. По
этой тематике я руковожу интеграционным проектом Сибирского
отделения. Это соединения типа фреонов, только вместо хлора в них
содержится фтор. ПФОС -- абсолютно озонобезопасное вещество.Одна
из главных целей -- попытаться использовать перфтораты вместо
фреонов в качестве теплоносителя. В тепловых насосах и
холодильных машинах. Из этого же класса жидкостей -- так
называемся "голубая кровь", заменитель крови в медицине. Мы
сотрудничаем с Институтом органической химии, где работают
ведущие специалисты по перфторуглеродам, и с Институтом
гидродинамики. Занимаюсь и прикладными работами, например, --
утилизацией отходов. Недавно по этой проблеме сделал доклад на
координационном совете по экологии "Сибирского Соглашения".
-- Завод -- мусорный -- в Бердске строится?
-- Предполагается строить и в других местах. Именно по
технологии, разработанной совместно с "Техэнергохимпром" (Бердск)
и ВНИПИЭТ Минатома, но здесь есть ряд проблем, связанных с
диоксинами, хотя мы считаем, что страхи оппонентов преувеличены.
Технологией переработки мусора сейчас многие интересуются.
Занимаюсь непосредственно энергетикой и энергосбережением. Вхожу
в Межрегиональную ассоциацию руководителей предприятий (МАРП), в
координационный Совет по энергосбережению "Сибирского Соглашения"
и руковожу рабочей группой по оптимизации теплоснабжения городов
Сибири. Кроме того, побывал в семи странах на международных
конференциях. После встречи двухтысячного года, второго января,
уезжаю в Индию на конференцию по тепломассопереносу с
приглашенной лекцией "Управление турбулентностью". Конференция
состоится в известном научном центре Пуна, недалеко от Бомбея.
Затем отправлюсь в Калькутту -- в Индийский статистический
институт, с которым у нас совместная работа по двухфазным
потокам. Предстоит и чтение лекций для научных сотрудников.
* * *
Разумеется, я не спросила своего собеседника, как это ему удается
выдерживать такие нагрузки. Можно сказать, что каждый работает по
силам (не умеешь -- не берись!). Но более точный ответ, по-моему,
нужно искать в том же принципе наименьшего действия. Коллектив
Института теплофизики и его директор умеют работать. Так и
хочется повесить мощную лампу над корпусом института и не только
для рекламы.
стр.
|
