МЕХАНИКА И ФИЗИКА БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ
Основатель
( гг.), д. техн. н., профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, почетный акад. Российской академии ракетно-арт. наук.
Руководители научно-педагогического коллектива
, д. физ.-мат. н., профессор, почетный работник высшего профессионального образования России, заслуженный деятель науки РФ, член-корр. МАН ВШ.
, д. физ.-мат. н., почетный работник высшего профессионального образования России, член-корр. Российской академии ракетных и артиллерийских наук.
Факультет, кафедра (лаборатория)
Центр исследований и образования в области ракетных и артиллерийских наук, кафедра механики и физики быстропротекающих процессов.
Направления научных исследований научно-педагогического коллектива
– Поиск и разработка новых методов и схем метания твердых тел в широком диапазоне скоростей.
– Физическое и математическое моделирование внутрибаллистических процессов в пороховых, легкогазовых, электродинамических и комбинированных баллистических установках.
– Теоретические и экспериментальные исследования процессов горения конденсированных топлив и гетерогенных систем, в том числе процессов конвективного горения и перехода конвективного горения в низкоскоростную детонацию.
По рубрикатору ГРНТИ
30.17 – Механика жидкости и газа.
30.19 – Механика деформируемого твердого тела.
По рубрикатору ВАК
01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела.
01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы.
Направления подготовки инженеров, бакалавров и магистров
553100 – Техническая физика.
553300 – Прикладная механика.
553303 – Механика деформируемого твердого тела.
553309 – Вычислительная механика.
070300 – Баллистика.
071100 – Динамика и прочность машин.
Состав коллектива
Всего – 42, в том числе:
академиков и членов-корреспондентов других государственных академий – 1,
заслуженных деятелей науки и лауреатов государственных премий – 2,
докторов наук – 8,
кандидатов наук – 18.
Ведущие представители коллектива
, д. физ.-мат. н., профессор.
, д. физ.-мат. н.
, д. физ.-мат. н.
, д. техн. н., профессор.
, д. физ.-мат. н., профессор.
История становления научно-педагогического коллектива
Исследования по баллистике в Томском университете начались по инициативе профессора в конце 1929 г. В 1930 г. в университете было организовано вычислительное бюро, в котором начались работы по расчету траекторий полета снарядов, являвшиеся частью работ АртНИИ по составлению баллистических таблиц.
Вишневский направляет студентов 3-го курса и на практику в Гипрошахт, а студента 2-го курса – в КБ Мотовилихинского артзавода. Летом 1930 г. они поехали на практику в Артакадемию им. Дзержинского, а несколько студентов 2-го курса – в НИАП (научно-исследовательский артполигон) в Ленинграде. Так появилась и закрепилась в подготовке студентов специализация по баллистике.
В 1931 г. был поставлен вопрос о создании баллистической лаборатории, проект которой по заказу был подготовлен сотрудником баллистической лаборатории Артакадемии при участии начальника этой лаборатории . При поддержке ректора университета Народный комиссариат просвещения выделил необходимые средства, и уже в конце 1931 г. стало поступать оборудование.
По тому времени баллистическая лаборатория была оборудована новейшими приборами, в основном иностранного производства. Было и оборудование, изготовленное в Артакадемии, а также в своих механических мастерских. В предвоенные годы здесь было освоено производство таких сложных приборов, как хронограф Ле-Буланже, пресс Барановского, бомба Вьеля и другие, которые нигде в нашей стране не изготавливались.
Направление внутренней баллистики с самого начала возглавил Михаил Семенович Горохов, впоследствии доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии Артиллерийских наук СССР, заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Его учителями были профессора Дроздов, и другие, у которых он прослушал лекции еще студентом. В 1931 г. после окончания Томского университета назначается сначала помощником заведующего лабораторией, а с марта 1932 г. – заведующим лаборатории. Он принимает деятельное участие в создании лаборатории, ставшей базой для открытого в 1932 г. НИИ математики и механики (НИИ ММ).
С осени 1941 г. НИИ ММ стал существовать в виде специального отдела СФТИ. Заведующим спецотделом был назначен . Научная тематика была целиком подчинена интересам войны и выполнялась по заданиям Главного артиллерийского управления Красной Армии. Несмотря на сокращение штатного состава и трудности военного времени, сотрудники отдела вели интенсивную научную и педагогическую работу, при этом большое внимание уделялось развитию и теоретических, и экспериментальных исследований.
Трудами сотрудников НИИ ММ до войны, а затем работников спецотдела и спецотделения в годы войны и после нее в Томском университете была создана известная в стране школа баллистиков. Признанием ее заслуг в кругах научной общественности страны явилось избрание в 1948 г. научного руководителя коллектива членом-корреспондентом Академии артиллерийских наук СССР.
В 1961 г. под общим руководством профессора были начаты теоретические и экспериментальные работы по физике больших скоростей, предусмотренные в постановлении Совета Министров СССР как часть крупной комплексной темы, соисполнителем которой по договору с АНИИХТ спецотдел СФТИ стал во второй половине 1961 г. По этому договору на спецотдел было возложено выполнение двух больших разделов.
Первый раздел включал баллистическое проектирование и отработку легкогазовых установок (ЛГУ) для высокоскоростного метания тел (скорости порядка 3-7 км/с). Научное руководство этими работами осуществлял проф. .
Второй раздел этой темы предусматривал исследования в области физики высокоскоростного взаимодействия компактных твердых тел с преградой. Научным руководителем этого раздела был ст. н.с. .
Открытие в 1968 г. научно-исследовательского института прикладной математики и механики (НИИ ПММ) было не просто возникновением нового научного учреждения при Томском университете, а возрождением на новой основе довоенного НИИ ММ. Между ними была тесная связь, базирующаяся на прочных общественных, научных и учебных традициях, заложенных в довоенные времена НИИ ММ и приумноженных в специальном отделе СФТИ. С первых дней своего существования НИИ ПММ опирался на эти традиции.
Основу коллектива, занимающегося проблемами высокоскоростного метания, составили штатные сотрудники спецотдела СФТИ: , , и другие. до 1989 г. руководил коллективом, проводящим экспериментальные исследования. Теоретики сгруппировались вокруг двух лидеров – и .
Созданная к настоящему времени материально-техническая база по целому ряду показателей превосходит аналогичные, имеющиеся в нашей стране. Коллектив имеет достаточное количество заказов на научно-исследовательские работы, а в некоторых направлениях выступает головным исполнителем. Основной вклад в развитие научного направления вносят сотрудники отдела механики быстропротекающих процессов НИИ ПММ при ТГУ профессор, д. физ.-мат. н. , д. физ.-мат. н. , д. физ.-мат. н. , д. тех. н. , к. физ.-мат. н. , , к. физ.-мат. н. , к. физ.-мат. н. , к. физ.-мат. н. , к. физ.-мат. н. , , к. физ.-мат. н .
В последние годы ведущие сотрудники проводят большую работу по подготовке молодой смены в рамках Центра исследований и образования в области ракетно-артиллерийских наук (ЦИОРАН) Томского государственного университета.
Основные научные результаты, полученные в течение последних пяти лет
Разработаны математические модели физико-химических процессов в импульсных энергетических установках, в том числе метательных. При этом основные допущения обоснованы экспериментами. Разработанные математические модели реализованы в виде пакета прикладных программ для ПЭВМ.
Разработан ряд экспериментальных методик определения основных закономерностей горения твердых и жидких топлив, в том числе при воздействии сильных электромагнитных полей и плазмы электрического разряда.
Разработана математическая модель, описывающая поведение конструкционных материалов при взрывном и ударном нагружениях с учетом больших деформаций, неупругих эффектов, фазовых превращений, в том числе полиморфных, связанных с перестройкой кристаллической решетки и кинетики разрушения.
Создан ряд оригинальных газодинамических и электродинамических метательных устройств, с помощью которых получены рекордные скорости метания твердых тел.
Создан комплекс программ расчета в трехмерной постановке процесса высокоскоростного взаимодействия деформируемых твердых тел.
Патенты
Патенты РФ №№ 2 2 219443.
Важнейшие публикации членов коллектива
Монографии – 2, учебники – 4, статьи – 300, в т. ч. в центральных журналах – 76.
1. Afanas’eva S. A., Belov N. N., Yugov N. T., Khabibullin M. B., Trushkov V. G., Starenchenko S. V., Konyaev A. A., Khomenko Yu. P. Prediction of Consequences of High-Velocity Collisions of Meteoritic Particles with Elements of Spacecraft Protection Constructions // J. Cosmic Research, 1997. Vol. 35. № 5, P. 447-452.
2. Ischenko A. N., Khomenko J. P. Numerical modelling of convective combustion transition to detonation. 29-th Annual Conference of ICT. Germany, 1998. P. 167-1 – 167-10.
3. Ishenko A. N., Khomenko Yu. P., Biryukov Yu. A., Roslyak A. T., Samorokova N. M., Parfenov N. N. An investigation of submicron metal particles influence on burning rate of porous composite fuels. 32-nd International Annual Conference of ICT, 2001. Karlsruhe, Federal Republic of Germany, 2001, P. 35-1–35-12
4. Radchenko A. V., Kobenko S. V., Marcenuk I. N., Khorev I. E., Kanel G. I., Fortov V. E. Research of features of behavior isotropic and anisotropic of materials under impact // Int. J. Impact Eng. 1999. Vol. 23(1-10). P. 745–756.
5. , , Югов высокоскоростного проникания сильнопористого ударника в мишень конечной толщины // Докл. РАН. 1997. Т. 355, № 2. С. 192-195.
6. , , Югов ударно-волнового деформирования пористой керамики Al2O3 // Докл. РАН. 1999. Т. 368, № 4. С. 477-479.
7. , Трушков моделирование метеоритного удара по горной породе и воде // Изв. Академии наук. Механика твердого тела. 1997. № 4. С. 77-85.
8. , , Югов полиморфных фазовых превращений на процесс взрывного обжатия стальных шаров // Физика горения и взрыва. 1997. Т. 33, № 5. С. 128-136.
9. , , Хабибуллин -волновое инициирование детонации гетерогенного взрывчатого вещества за разнесенными многослойными преградами // Докл. РАН. 1999. Т. 368, №5. С. 618-620.
10. , , Харламов модели течения и теплообмена во внутренних задачах динамики вязкого газа. Томск: Изд-во Том. ун-та, 19с.
11. , Буркина заряда гелеобразного реакционно-способного вещества электровзрывом. I. Тепловые процессы. // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 38, № 2. С. 75-82.
12. , Буркина заряда гелеобразного реакционно-способного вещества электровзрывом. II. Гидродинамические процессы // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 38, № 2. С. 83-87.
13. , , Люкшин физико-механических процессов в неоднородных конструкциях. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 20с.
14. Гриднева по механике сплошной среды. Томск: Изд-во Том. ун-та., 19с.
15. , , Погорелов моделирование и оптимальное проектирование баллистических установок. Томск: Изд-во Том. ун-та, 19с.
16. , П Влияние силового межфазного взаимодействия на характеристики конвективного горения пористых сред // Физика горения и взрыва. 1997. № 4. С. 65-77.
17. , , Зимин горения пористых моноблочных диспергирующихся топлив в полузамкнутом объеме // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36, № 4. С. 15-22.
18. , Шабловский исследование некоторых внутренних задач нестационарной газовой динамики и переноса тепла. Томск: Изд-во Том. ун-та, 19с.
19. , Кобенко разрушения анизотропного материала от ориентации упругих и прочностных свойств при ударе // Докл. РАН. 2000. Т. 373, № 4. С. 479-482.
20. , , Касимов моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 19с.
21. , , Саморокова метод определения законов горения конденсированных систем в условиях постоянного объема // Физика горения и взрыва. 1999. № 1. С. 67-71.
Участие в течение последних трех лет в
научно-технических программах:
федеральных – 1;
международных – 1;
межвузовских – 2.
Международных проектах – 1.
Победы в конкурсе грантов – 11.
Подготовка кадров высшей квалификации за последние девять лет
Всего аспирантов – 12, из других вузов – 2.
Всего докторантов – 13, из других вузов – 1.
Защит докторских – 7. Защит кандидатских – 8.
Общественное признание научно-педагогического коллектива
Международные и государственные премии, научные медали:
, , - премия Совета Министров СССР, 1990 г.
, - медаль Российской академии ракетных и артиллерийских наук «За заслуги в создании вооружений и военной техники».
, , Белов Н. Н., , Трушков В. Г., , - 8 медалей Федерации космонавтики РФ.
Членство в различных российских и зарубежных научных организациях
Академия проблем качества (5),
МАН ЭБ (2),
МАН ВШ (1).
Связь с другими организациями
Российская академия наук
Участие в выполнении важнейших НИР:
Институт высоких температур (г. Москва);
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН (г. Новосибирск);
Институт химической физики (г. Москва);
Институт химической физики в Черноголовке (Московской обл.);
Институт физической химии (г. Москва);
Институт гидродинамики им. СО РАН (г. Новосибирск).
Другие государственные академии
Российская академия ракетных и артиллерийских наук (участие в организации конференций, издание сборников и т. п. с 1996 г.).
Отраслевые научные организации
Выполняются НИР по государственному оборонному заказу по контрактам:
Российский федеральный ядерный центр – ВНИИЭФ (г. Саров Нижегородской обл.),
Федеральный центр двойных технологий «Союз» (г. Дзержинск Московской обл.),
Федеральный научно-производственный центр «Алтай» (г. Бийск Алтайского края),
Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов (г. Казань),
РНЦ «Прикладная химия» (г. С.-Петербург),
Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения (г. С.-Петербург).
Высшие учебные заведения
Совместные НИР по государственному оборонному заказу в течение 15 лет:
Новосибирский государственный университет,
Балтийский государственный технический университет.
Деятельность научно-педагогического коллектива в области
Организации специальных школ
В 1994 году приказом Госкомвуза РФ на базе физико-технического, механико-математического факультетов ТомГУ и НИИ ПММ создан Центр исследований и образования в области ракетных и артиллерийских наук (ЦИОРАН) как новая структура университета, интегрирующая учебный процесс и научные исследования. Педагогический процесс в ЦИОРАН в условиях ограниченного финансирования проводится со 2-го семестра 1994/95 учебного года.
Создания новых учебных дисциплин
Для студентов ЦИО РАН и университета разработаны и читаются следующие курсы:
Вычислительная механика,
Компьютерное конструирование материалов,
Дискретные методы в механике,
Физика прочности и пластичности,
Динамика высокоскоростного удара,
Механика гетерогенных сред,
Внутренняя баллистика ствольных систем.
Прикладная электродинамика быстропротекающих процессов,
Прикладная магнитная газодинамика,
Экспериментальные методы исследования быстропротекающих процессов.
Разработки учебных программ
Разработаны учебные программы по десяти вышеперечисленным курсам.
Организации симпозиумов, конференций
Участие и работа в оргкомитетах конференций:
«Компьютерное конструирование материалов и новых технологий». Международная конференция, Томск, 1995, 1996, 1997 гг.
«Разрушение материалов на мезоскопическом уровне». Международная конференция, Томск, 1996 г.
«Всесибирские чтения по математике и механике». Международная конференция, Томск, 1996 г.
Первая Всероссийская конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», Томск, 1998 г.
Вторая Всероссийская конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», Томск, 2000 г.
Третья Всероссийская конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», Томск, 2002 г.
Международная научно-практическая конференция «Третьи Окуневские чтения», С.-Петербург, 2002 г.
Международная конференция «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии», 2002 г.
Международный семинар «Гидродинамика высоких плотностей энергии», Институт гидродинамики им. Сибирского отделения РАН, 2003 г.
Материально-техническая база, имеющаяся в распоряжении коллектива
Уникальный баллистический стенд для исследования внутрибаллистических процессов в высокоскоростных метательных устройствах, а также поведения и уравнений состояния конструкционных материалов в условиях динамического нагружения. Аналогичный работающий стенд имеется лишь у ВНИИ экспериментальной физики (г. Саров, Нижегородская обл.)
Экспериментальный стенд для исследования электрофизических процессов в мощных импульсных электромеханических преобразователях энергии и магнитогидродинамических генераторах.
Все стенды оснащены современной цифровой регистрирующей техникой с выходом на ЭВМ, что позволяет вести автоматическую обработку поступающей экспериментальной информации практически в реальном масштабе времени.
Контактные адреса и телефоны
Томск, пр. Ленина, 36, НИИ ПММ.
Телефон (382-2)- , E-mail *****@
