Новые горизонты прикладной механики

В Ижевске прошла VII Всероссийская конференция по внутрикамерным процессам горения в установках на твердом топливе и ствольных системах (ICOC’2011), приуроченная в этот раз к двадцатилетнему юбилею Института прикладной механики Уральского отделения РАН. И, конечно, многие выступления были посвящены не только ее основной тематике, но и научной школе ИПМ. Поэтому сегодня мы поздравляем замечательный коллектив и напоминаем читателям историю его научных разработок.
 

У истоков института стояли академики Г.А. Месяц и А.М. Липанов, а также сотрудники Физико-технического института доктор технических наук Е.С. Махнев, кандидат химических наук М.Ф. Каннуников и другие. Первые научные исследования Институт выполнял по заданиям Государственного комитета по науке и технике СССР и программам фундаментальных исследований АН СССР. Они были направлены на разработку теоретических методов прогнозирования процессов синтеза композиционных систем, методов расчета турбулентных потоков и вихреобразования в энергетических установках, изучение горения газообразных и дисперсных топлив в экологически чистых теплоэнергетических модулях, на разработку теоретических основ кластерообразования при импульсных и непрерывных энергетических процессах, изучение топологии кластерных частиц. Выполнялись исследования механизмов формирования и свойств структурно неоднородных металлических материалов с заданными эксплуатационными характеристиками, трибологических свойств поверхностей, разрабатывались новые физические и физико-химические методы анализа материалов, неразрушающие методы контроля металлических изделий. Велась разработка новых методов деформирования материалов, исследовались физико-механические и структурные свойства металлов и сплавов, системы газ — твердое тело в области низкотемпературных плазменных процессов формирования износостойких многослойных покрытий.
 

С середины 1990-х годов институт включается в разработку новых методов формообразования изделий с использованием энергии высокой плотности и сверхпластичности, финансируемую РФФИ. В начале 2000-х гг. в институте проводятся исследования по прямому численному моделированию сжимаемых трехмерных турбулентных потоков, изучению механизмов турбулентных процессов в широком диапазоне чисел Рейнольдса и Маха, моделированию сверхзвуковых турбулентных течений и двухфазных турбулентных потоков, результаты которых легли в основу теории, впервые объясняющей детерминированную природу турбулентности.
 

Важными направлениями фундаментальных исследований института в начале 2000-х гг. стали изучение закономерностей формирования кластеров и мезокомпозитов, процессов переноса, упорядочения и самоорганизации в наносистемах; создание научных основ получения наноструктур, материалов и сред на их основе; моделирование и использование принципов синтеза неорганических и минерально-органических кластерных систем для создания новых материалов для энергетики и высокоэффективных химических процессов. В этот же период продолжали развиваться исследования особенностей процессов горения многокомпонентных твердых ракетных топлив, разработка математических моделей распространения пламени в трехмерных областях сложной формы. Большое внимание уделялось разработке и созданию энергоресурсосберегающих технологий и устройств, отвечающих требованиям экологии и рационального природопользования, исследованию физико-химических процессов, лежащих в основе технологий уничтожения различных типов вооружений, обезвреживания и утилизации опасных химических веществ, твердых бытовых отходов и осадков сточных вод.
 

Сегодня ИПМ работает в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий на 2008–2012 гг. в соответствии с приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и программами фундаментальных исследований Президиума РАН. Иначе говоря, он участвует в реализации стратегических направлений технологического прорыва, занимаясь исследованием фундаментальных закономерностей протекания физико-химических и механических процессов в гетерогенных средах на нано-, микро- и макроуровнях, изучением процессов получения и упрочнения структурно-модифицированных материалов для изделий машиностроения и приборостроения; созданием новых методов и средств диагностики материалов и изделий для нанотехнологий, энергетики и обеспечения техногенной безопасности.
 

Можно говорить о сложившейся научной школе ижевских физико-механиков и материаловедов, основанной академиком А.М. Липановым, выдающимся ученым-механиком, крупным специалистом в области исследования турбулентных течений, моделирования внутрикамерных процессов, процессов горения и проектирования ракетных твердотопливных двигателей. Под его бессменным руководством ИПМ УрО РАН стал одним из ведущих академических институтов, разрабатывающих проблемы механики жидкости и газа, механики деформируемого твердого тела, механики наноструктур.
 

О качестве и актуальности научно-технических исследований лучше всего говорят цифры: только за последние 10 лет институтом получено более 120 патентов на изобретения, многие из которых реализованы на предприятиях и в организациях региона. ИПМ стал одним из крупнейших центров инноваций Удмуртии. С момента создания институт активно сотрудничал с предприятиями отраслевой науки — с НИИ полимерных материалов (Пермь), НИИ прикладной математики и механики МГТУ им. Баумана (Москва), Уральским научно-исследовательским химическим институтом и предприятием «Уралпрогресс» (Екатеринбург), с научно-производственным инженерным центром «Качество» и НПО «Новые технологии» (Ижевск).
 

Совместные исследования кластерных систем (их каталитических свойств, влияния на модификацию полимерных материалов и т.д.) проводятся с Ижевским государственным техническим университетом в рамках Научно-образовательного центра химической физики и мезоскопии. Совместные кафедры созданы на приборостроительном факультете ИжГТУ и математическом факультете Удмуртского государственного университета. Активно развиваются и международные научные связи. Институт выпускает научный журнал «Химическая физика и мезоскопия», включенный в перечень российских рецензируемых научных журналов.
 

ИПМ УрО РАН серьезно относится к подготовке научных кадров: при нем действуют два объединенных совета, в которых уже защищено 45 кандидатских и 15 докторских диссертаций. За два десятилетия институт не только вырос почти вдвое (научных сотрудников в нем сегодня больше, чем общая численность в момент создания), но сложился как крепкий, талантливый научный коллектив, способный вести исследования на самом острие прорывных технологий.
 

По материалам зам. директора ИПМ,
кандидата химических наук А.В. ТРУБАЧЕВА
 

На фото:

академик А.М. Липанов.
 

Доктор физ.-мат. наук И.Г. Ассовский, ИХФ РАН (Москва).

Доктор физ.-мат. наук А.В. Трубачев.

Здание института.