Ученые предлагают создать междисциплинарный исследовательский комплекс аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики. Планируется, что он объединит пять современных исследовательских центров: аэродинамический; геофизической гидродинамики; перспективных энергетических технологий; высокоэнергетических технологий и новых материалов; физико-химических проблем горения и аэрозолей.

Проект «Академгородок 2.0», инициированный губернатором Новосибирской области Андреем Травниковым, призван вдохнуть новую жизнь в Новосибирский научный центр и помочь ему укрепиться на лидерских позициях. Новосибирский Академгородок должен быть научным центром мирового уровня, каковым он являлся на протяжении десятилетий. Руководитель области убежден: все возможности для этого у нашего региона есть.

— Нам досталось уникальное наследство — мощный научный центр, созданный Михаилом Лаврентьевым и его сподвижниками, — сказал Андрей Травников. — Уже в современной истории здесь получен опыт создания новых форматов внедрения инновационных разработок малых и средних предприятий. Объединив опыт прошлого и настоящего, воплотив его в проекте «Академгородок 2.0», мы будем иметь все основания стать площадкой по отработке подобных моделей для применения на других территориях.

Напомним, что в конце августа на Международном технологическом форуме «Технопром» правительство области презентовало «Академгородок 2.0» Президенту России Владимиру Путину. Глава государства поддержал проект развития Новосибирского научного центра.

— Надеюсь, что все наши планы будут реализованы в срок и с должным качеством. Могу также сказать, что региональными властями, научным сообществом проделана серьезная подготовительная работа для реализации этих планов, — отметил Владимир Путин.

«Академгородок 2.0» включает в себя сразу несколько крупных проектов. Междисциплинарный исследовательский комплекс (МИК) аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики — один из них. Как известно, сегодня самые громкие открытия происходят на стыке наук, а исследования наиболее успешны, если один и тот же процесс или явление одновременно изучают представители разных наук. К тому же, если объединить на одной территории дорогостоящие исследовательские установки и совместно использовать энергетические мощности, это позволит существенно сэкономить государственные деньги. Добиться наилучших результатов можно, лишь объединив усилия, и сибирские ученые стремятся это доказать.

Тайны океана

Ученые Института гидродинамики имени М. А. Лав­рентьева СО РАН убеждены, что экспе­риментальная установка для изучения течений вращающейся жидкости поможет не только изучать мировой океан, но и понять, по каким законам развиваются снежные лавины, цунами и даже песчаные бури.

Институт гидродинамики проводит широкий ряд исследований самой разнообразной тематики. Например, одно из направлений работы лаборатории детонационных течений — нанесение различных функциональных покрытий методом газового взрыва. Экспериментальная установка, предназначенная для этого, чем-то напоминает пулемет, только вместо пороховых газов применяется газовый заряд, а вместо пули — порошок. Покрытия позволяют решить различные задачи, такие как повышение прочности, электроизоляция, защита от воздействий агрессивных сред и так далее. Центр высокоэнергетических технологий и новых материалов откроет перед учеными новые горизонты.

наука1 фото Виктора Боровских.jpg 

Сотрудники лаборатории экспериментальной и прикладной гидродинамики занимаются изучением течений в стратифицированной (обладающей разной плотностью) и вращающейся жидкости. Сегодня здесь есть установка, позволяющая моделировать и, следовательно, исследовать процессы, протекающие в таких жидкостях. При помощи этой установки можно изучать цунами, снежные лавины, одиночные волны и многие другие явления, которые приводят к масштабным разрушениям и жертвам.

Энергия воды и огня

Комплекс высокотемпературных стендов для моделирования процессов горения топлива в камерах сгорания перспективных энергетических и транспортных газотурбинных установок поможет изучить процессы горения, а большой кавитационный стенд — исследовать кавитационную эрозию лопаток турбин гидроэлектростанций. Это вклад ученых Института теплофизики СО РАН в региональный проект «Академгородок 2.0», инициированный правительством области.

Одним из направлений работы сотрудников Института теплофизики является изучение процессов кавитации и кавитационной эрозии (износа). Исследования проводят на кавитационном стенде, он представляет собой замкнутую трубу, в которой вращается жидкость. В рабочем участке этой установки создают поток с определенными характеристиками, куда помещают так называемые гидрокрылья. Гидрокрыло — это лопатка, основная рабочая часть гидротурбины, которую обтекает жидкость, при этом возникает кавитация (образование и схлопывание пузырьков). Она приводит к разрушению лопаток, поэтому их приходится периодически менять, что и сложно, и дорого.

наука2 фото Виктора Боровских.jpg 

— Главная цель работ, которые мы ведем, — попытаться снизить вредный эффект от кавитационной эрозии, — рассказывает заместитель директора Института теплофизики имени Кутателадзе СО РАН по прикладной и инновационной деятельности кандидат физико-математических наук Артур Бильский. — Мы работаем как с реальными лопатками, которые используются, к примеру, на Саяно-Шушенской ГЭС, так и с моделями. В рамках междисциплинарного центра мы планируем создать большой стенд, который по масштабам будет в несколько раз больше того, который есть у нас, для продолжения наших исследований.

Также в Институте теплофизики изучают процессы горения газообразного топлива современными экспериментальными методами. Исследования проводят на специальном огневом стенде. Главная цель — понять возможности управления процессами горения для снижения вредных выбросов и повышения эффективности с перспективой применения на газотурбинных установках. В создаваемом междисциплинарном исследовательском комплексе ученые планируют построить высокотемпературные стенды для моделирования процессов горения топлива в камерах сгорания перспективных энергетических и транспортных газотурбинных установок. Результаты, полученные в ходе этих исследований, должны помочь увеличить КПД и срок службы производимых агрегатов, снизить вредные выбросы в атмосферу — словом, сказать новое слово в энергетике.

Полет на гиперзвуке

Сверхсовременные аэродинамические трубы, которые предлагают создать ученые Института теоретической и прикладной механики имени С. А. Христи­ановича СО РАН, позволят значительно продвинуться в изучении аэродинамических процессов, связанных с полетами на сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях, а также решить проблему обледенения летательных аппаратов.

наука3 фото Виктора Боровских.jpg 

Институт теоретической и прикладной механики сегодня обладает самой мощной в системе РАН аэрогазодинамической базой, которая включает в себя комплекс аэродинамических труб, практически охватывающих диапазон скоростей современной авиации и ракетно-космической техники. Подобные установки работают так. В трубу помещают модель самолета или ракеты и создают воздушный поток. На основании того, как ведет себя модель, можно спрогнозировать, что будет с реальным летательным аппаратом в сходных условиях.

Сверхзвуковая и гиперзвуковая аэродинамические трубы были построены в девяностые-двухтысячные годы, то есть в самое сложное для нашей науки время. Но, чтобы двигаться вперед, нужны установки нового поколения. Ученые предлагают создать, например, климатическую аэродинамическую трубу, при помощи которой можно будет проводить фундаментальные и прикладные исследования по проблеме обледенения летательных аппаратов. На сегодняшний день в России такой пока еще нет, а между тем обледенение — это серьезнейшая проблема, без решения которой сложно говорить о перспективах развития авиации.

— Конечно, самим нам такую трубу построить практически невозможно, но в рамках реализации проекта «Академгородок 2.0» это вполне осуществимо, — отмечает заместитель директора по науке Института теоретической и прикладной механики кандидат физико-математических наук Андрей Сидоренко. — Всего мы планируем создать три исследовательские установки для изучения наиболее актуальных проблем современных авиационных и аэрокосмических систем. Сегодня приоритетами являются увеличение скорости — это гиперзвук и сверхзвук, удешевление коммерческих пассажирских перевозок, а также всепогодность. Климатическая аэродинамическая труба, а также две высокоскоростные гиперзвуковые установки как раз и предназначены для проведения исследований по вопросам обледенения, физики трансзвукового полета и так далее. Кроме того, с помощью таких установок можно будет испытывать реальные теплозащитные системы. Определенный научный задел по созданию подобных аэродинамических труб у нас уже есть.

Структура Мик аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики

Аэродинамический центр — комплекс уникальных аэродинамических установок, предназначенных для решения проблемы обледенения летательных аппаратов и других вопросов, связанных с созданием авиационных и космических систем нового поколения.

Центр перспективных энергетических технологий — комплекс высокотемпературных стендов для моделирования процессов горения топлива перспективных энергетических и газотурбинных установок, а также комплекс стендов по исследованию детонации и горения.

Центр геофизической термодинамики — комплекс крупномасштабных установок для исследования гидродинамики неньютоновских жидкостей, суспензий, пен в трубах, а также платформа для изучения течения вращающихся и стратифицированных жидкостей.

Центр высокоэнергетических технологий и новых материалов — комплекс стендов по созданию и обработке материалов высокоэнергетическим воздействием, включая плазменные, лазерные и газодинамические технологии.

Центр физико-химических проблем горения и аэрозолей — комплекс стендов для исследований, связанных с горением топлива, моторными топливами, аэрозольными технологиями, пожаро- и взрывобезопасностью.

Нанолекарства будущего

Уникальные исследовательские установки Центра физико-химических проблем горения и аэрозолей помогут обезопасить шахты от пожаров и взрывов, изучить химические процессы, которые происходят в топливе при горении, продвинуться в создании современных лекарственных форм и многое другое.

Институт химической кинетики и горения (ИХКГ), по инициативе которого создается центр, занимается изучением вопросов, связанных с горением, а также с наноразмерными формами вещества. Наночастицы сегодня присутствуют буквально повсюду: это и медицина, и энергетика, и процессы переноса вещества в атмосфере, где наночастицы играют как положительную, так и отрицательную роль.

Иными словами, человек может вдыхать вместе с воздухом наночастицы какого-либо вещества, и это, безусловно, вредно. Но, с другой стороны, наноаэрозоли могут быть и лекарством, причем очень эффективным. Работает это так. В результате ингаляции наночастицы лекарственного препарата попадают непосредственно в альвеолы. По сути, это аналог инъекции. Но это безболезненное, неинвазивное воздействие, причем с мгновенным эффектом. Сегодня в ИХКГ изучают, как перевести в наноаэрозольную форму гипотензивные и нестероидные противовоспалительные средства, а также совместно с Институтом туберкулеза проводят исследования по противотуберкулезным препаратам.

Еще одно направление исследований учреждения — изучение сложных процессов, лежащих в основе подземных пожаров. Дело в том, что в шахтах во время работы выемочных комбайнов создается локальный перегрев. Из-за этого происходит испарение или кипение органических соединений, которые находятся в угле. Это приводит к тому, что образуются аэрозольные частицы в большой концентрации. По сути дела, это углеводороды, то есть топливо. Это очень сильно влияет на взрывобезопасность, так как, помимо метана, в шахте присутствует еще и большое количество топлива в виде аэрозоля. Этот процесс необходимо исследовать, и тут требуются совместные усилия ученых-геологов, химиков, физиков. Центр физико-химических проблем горения и аэрозолей, который ученые предлагают создать в рамках междисциплинарного исследовательского комплекса, как раз и поможет в решении этой задачи.

Комментарии

 

Евгений Ерманюк, заместитель директора Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, доктор физико-математических наук:

— В рамках программы «Академгородок 2.0» мы предлагаем проект строительства установки для моделирования течения вращающейся жидкости. На данный момент самая крупная установка такого типа находится во Франции. Мы хотим создать установку более скромных размеров. Ее диаметр будет шесть метров, глубина — около двух метров, а скорость вращения примерно такая же, как у французского аналога, — от 0,06 до 12 оборотов в минуту. Ориентировочная стоимость — порядка трех миллионов евро. Мы должны знать, как устроен океан. Что же касается практического применения полученных знаний, то, например, сегодня Арктика освобождается ото льда, и, если удастся доказать, что через тридцать лет она большую часть времени будет свободна, Северный морской путь составит сильную конкуренцию обычному пути через Суэцкий канал. Значит, вложения окупятся с лихвой.

Андрей Онищук, директор Института химической кинетики и горения, доктор химических наук:

— Сегодня складывается уникальная ситуация. Перед нашей страной встают глобальные задачи — освоение Арктики, водного пространства, проблемы агропромышленного и оборонного комплекса. Их невозможно решать в рамках одного института. Объединение усилий дает нелинейный эффект — непропорциональное увеличение эффективности научных исследований.

Опубликовано в газете «Советская Сибирь» №39 от 26 сентября 2018 года

Фото Виктора Боровских

Похожие новости

  • 21/09/2018

    В Новосибирске построят «Междисциплинарный исследовательский комплекс по аэрогидродинамике, машиностроению и энергетике»

     В рамках проекта «Академгородок 2.0» сибирские ученые предлагают построить центр коллективного пользования «Междисциплинарный исследовательский комплекс по аэрогидродинамике, машиностроению и энергетике».
    259
  • 16/05/2018

    В Новосибирске состоялась пресс-конференция, посвященная продвижению крупных научно-производственных проектов Сибирского отделения РАН

    В Новосибирске в одиннадцатый раз стартовали городские Дни науки. В этом году они проходят под лозунгом «Новосибирск – научная столица России» (именно такое определение городу дал президент страны во время посещения Академгородка в феврале этого года).
    431
  • 24/08/2018

    Дмитрий Маркович: наш проект нацелен на обеспечение лидерства в области аэрокосмических технологий

     Междисциплинарный исследовательский комплекс аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики, который инициирован в рамках проекта «Академгородок 2.0» несколькими ведущими академическими институтами Новосибирского научного центра СО РАН, поможет специалистам решать научные проблемы, связанные со всеми стихиями: воздухом, огнем, землей и водой.
    296
  • 24/05/2017

    Омские промышленники интересуются разработками СО РАН

    ​​Делегация представителей высокотехнологичной индустрии Омской области посетила институты новосибирского Академгородка. Свыше 20 главных инженеров, конструкторов и специалистов омских предприятий — ФНПЦ «Прогресс», «Омское машиностроительное КБ», «Омсктрансмаш», «Высокие технологии» и «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) — встретились с председателем Сибирского отделения РАН академиком Александром Леонидовичем Асеевым и его советником доктором физико-математических наук Геннадием Алексеевичем Сапожниковым.
    1139
  • 29/11/2016

    Академический час для школьников

    30 ноября в 15.00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института теплофизики  им.  С.С.  Кутателадзе  СО  РАН академика Сергея Владимировича Алексеенко  "Перспективы   использования   глубинного   тепла  Земли" — об альтернативных источниках энергетики.
    1738
  • 10/08/2018

    Какие проекты развития «Академгородка 2.0» будут запущены в первую очередь?

    ​Старт реализации первых проектов, вошедших в программу «Академгородок 2.0», ожидается уже в 2019 году. Какие из обсуждавшихся проектов будут запущены в первую очередь, и чему будет отдан приоритет – науке, социальной и транспортной инфраструктуре или образованию – в материале «Континента Сибирь».
    317
  • 15/02/2018

    Новосибирская область корректирует задачи: под долгосрочную стратегию развития региона подвели научную основу

    ​В Новосибирской области началась разработка новой редакции стратегии развития региона до 2030 года. Главный акцент - на расширение научной базы и внедрение новых технологий в различные сферы экономики.
    560
  • 15/03/2016

    Доктора наук из Академгородка стали профессорами РАН

    ​​Опубликован очередной список ученых, которым присвоено звание "Профессор РАН" (представление Отделения химии и наук о материалах). В число 65 представителей новой научной элиты вошли 12 ученых из новосибирского Академгородка.
    2455
  • 20/09/2018

    «Академгородок 2.0»: как изменится СО РАН после «перезагрузки»?

    ​Исследование океанских глубин и арктических льдов, создание новой авиационной и аэрокосмической техники, строительство нефтяных причалов и подводных лодок - все это станет возможным благодаря новым исследовательским установкам.
    309
  • 15/12/2016

    2,4 га будут переданы сотрудникам 30-ти институтов Сибирского отделения РАН

    ​В Новосибирской области на территории Академгородка, одного из важнейших научных центров России, к 2021 году будут построены три многоквартирных жилых дома для 311 работников 30 институтов Сибирского отделения Российской академии наук, являющихся участниками жилищно-строительного кооператива "Бозон".
    1783