Учёные Томска разрабатывают математическую модель электромагнитной катапульты с энергопитанием от импульсного МГД-генератора. Она поможет определять свойства материалов при ударах и делать более быстрым разгон самолетов в условиях короткой взлетной полосы. С помощью этой модели можно проверять схемные решения, проводить оптимизацию параметров и другие процессы. Руководителем проекта является доцент ФТФ ТГУ Виктор Солоненко. 

Проект поддержан Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева, инициатор исследования – доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения ФТФ ТГУ Виктор Солоненко. В команду входят представители томских университетов, работающих совместно в рамках проекта «Большой Томский университет», и Государственного научного центра Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ).

– Катапульта как метательное орудие известна с достаточно древних времен. Основное её предназначение – военное. Правда, в Древнем Риме катапульты имели на вооружении и пожарные бригады, так что у неё есть и вполне мирное предназначение. Основная её задача – разогнать объект (камень, стрелу) до большой скорости, обеспечив ему необходимую дальность полета. Основным источником энергии при этом является потенциальная энергия упругого элемента – аналога пружины. И повышать эту энергию, увеличивая дальность метания или массу камня, можно только за счет увеличения размеров самого устройства. Собственно, пришедшее на смену катапультам артиллерийское орудие обладает большей эффективностью, потому как энергия пороха больше энергии пружины, – объясняет Виктор Солоненко.

По словам учёного, сейчас возможно создание устройств, которые имеют энергию большую, чем порох или его аналоги, для этого используются, например, источники электромагнитного поля. Для питания электромагнитной катапульты необходимо очень много электрической энергии, причем она должна производиться за очень короткое время – около секунды, иногда значительно меньше. Источников, да еще и компактных, для этого немного.

– Источником энергии в нашем устройстве является импульсный магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор), работающий на продуктах сгорания твердого металлизированного плазмообразующего топлива, – поясняет Виктор Солоненко. – Реализуемая современными импульсными МГД-генераторами мощность может составлять многие сотни МВт, при этом он является компактным источником электрической энергии, что также дает преимущество.

К 2021 году учёные ТГУ разработают математическую модель, которая будет описывать весь процесс работы катапульты и импульсного МГД-генератора. С их помощью можно проверить различные схемные решения, провести оптимизацию параметров, сделать выбор нужного топлива и много другое – всё это необходимо выполнять перед этапом рабочего проектирования и подготовкой конструкторской документации. Такая организация разработки новых сложных технических устройств соответствует современным тенденциям и запросам высокотехнологической промышленности.

– Опыт исследования МГД-устройств у нас достаточно большой. Я с такими объектами исследований связан почти 20 лет, а в нашем коллективе есть люди, которые работают с ними гораздо дольше. Разработаны модели, созданы алгоритмы, позволяющие добиваться положительных результатов в моделировании, – рассказал инициатор проекта.

Поскольку метаемому (или разгоняемому) объекту можно придать значительную скорость, разработанную модель можно использовать для расчета дополнительного разгона самолетов в условиях короткой взлетной полосы, например, на авианосцах (эту функцию сейчас выполняют паровые катапульты), а также в научных исследованиях, например, для определения свойств материалов при высокоскоростных соударениях.

По словам учёного, американские и китайские специалисты также занимаются исследованиями в этой области. У них есть свои особенности в подходах, например, в США для электромагнитных установок применяют конденсаторные батареи. Однако учёные ТГУ полагают, что это ухудшает потенциал всего устройства в целом. Как источник энергии, МГД-генератор позволяет использовать электромагнитную катапульту намного эффективнее.


Проект «Большой Томский университет» объединяет вузы Томска и академические институты в единый научно-образовательный центр (с сохранением юридической автономии каждого участника). Он позволит местным ученым реализовать крупные проекты мирового уровня. Одной из задач центра является укрепление позиций региона как лидера экспорта образования и новых технологий. Вместе с тем Большой Томский университет должен стать единой точкой входа в регион для компаний, которые хотят создавать новые технологии и нуждаются в новом знании. Все совместные инициативы организаций, входящих в Большой Томский университет, утверждает Совет Томского консорциума.


Источники

В Томске изобрели электрическую катапульту для разгона самолетов
Tomsk.4geo.ru, 12/05/2020
В Томске создадут электрическую катапульту для разгона самолетов
The world news (theworldnews.net), 12/05/2020
В Томске изобрели электрическую катапульту для разгона самолетов
Российская газета. СФО (rg.ru), 12/05/2020
В Томске изобрели электрическую катапульту для разгона самолетов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 12/05/2020
В Томске изобрели электрическую катапульту для разгона самолетов
Seldon.News (news.myseldon.com), 12/05/2020
В Томске изобрели электрическую катапульту для разгона самолетов
Uprava.org, 12/05/2020
Модель катапульты сможет усилить разгон самолетов на короткой полосе
Томский государственный университет (tsu.ru), 12/05/2020
Ученые Томска разработают катапульту для ускорения разгона самолета
РИА Томск (riatomsk.ru), 10/05/2020
Ученые Томска разработают катапульту для ускорения разгона самолета
News-Life (news-life.pro), 10/05/2020
Ученые Томска разработают катапульту для ускорения разгона самолета
Seldon.News (news.myseldon.com), 10/05/2020
Ученые Томска разработают катапульту для ускорения разгона самолета
Russia24.pro, 10/05/2020

Похожие новости

  • 18/12/2017

    Томские команды выступают в Таиланде на RoboCup

    ​Первыми в лигах Первого суперрегионального чемпионата RoboCup Азиатско-Тихоокеанского региона начали соревноваться команды студентов младших курсов и школьников. Чемпионат проходит в Бангкоке с 12 по 18 декабря.
    1315
  • 29/07/2019

    Технология томских ученых по очистке дна водоемов от нефти прошла госэкспертизу

    Технология "Аэрощуп", созданная учеными  Биологического института Томского госуниверситета (БИ ТГУ) для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, первой в России получила "знак качества" от экспертов Росприроднадзора, сообщила РИА Томск представительница пресс-службы вуза.
    654
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    2154
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    1907
  • 07/09/2016

    На форуме в Томске обсудили 3D-технологии для космоса и ядерную медицину

    ​Участники первого международного форума ресурсоэффективности обсудили в Томском политехническом университете (ТПУ) развитие современных технологий в сфере энергетики, 3D-технологий для космоса, ядерной медицины и добычи трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ).
    2113
  • 15/03/2019

    Единственный в РФ 3D-принтер, меняющий свойства металлов, разработают до конца 2019 года

    ​Устройство предназначено для изготовления крупногабаритных деталей для авиакосмической отрасли.  Разрабатываемый несколькими российскими университетами, в частности учеными из Москвы, Томска и Новосибирска, 3D-принтер по металлу, способный менять свойства металлов в процессе работы, будет завершен до конца 2019 года.
    732
  • 07/05/2017

    Получить свое изображение в 3D и познакомиться с робототехникой можно будет в ТУСУРе в Ночь науки

    В Ночь науки, которая пройдет 19 мая с 18:00 до 22:00 в рамках форума молодых ученых U-NOVUS - 2017, свои двери для всех желающих откроют STEM-центр и Школа цифровых технологий Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.
    1587
  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    1901
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    2651
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    1778