2018-09-23 13:46:00
НОВОСТИ СИБИРСКОЙ НАУКИ / В рамках проекта «Академгородок 2.0» сибирские ученые предлагают построить центр коллективного пользования «Междисциплинарный исследовательский комплекс по аэрогидродинамике, машиностроению и энергетике». Там будут осуществляться исследования океана, неба и космоса, изучаться процессы взрыва и горения, разрабатываться технологии гидроразрыва пласта.
В проекте по созданию нового комплекса участвуют Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Институт теплофизики им. С. С.Кутателадзе СО РАН и Институт химической кинетики и горения им В. В. Воеводского СО РАН.
ЦКП предполагает организацию пяти исследовательских центров, объединенных территориально и совместно использующих дорогостоящее научное оборудование. «Перед нашей страной ставятся новые глобальные задачи: освоение Арктики, водного пространства, развитие аэрокосмического комплекса, обороны. Ряд из них могут выполнять институты Академгородка. Но эти задачи уже невозможно решать в рамках простых лабораторий. Всем институтам требуются большие энергетические мощности, огромные потоки воды, воздуха, высокие давления. Необходимо строить общие коммуникации, которые будут расположены на одной площадке», — говорит директор ИХКГ СО РАН доктор химических наук Андрей Александрович Онищук.
Так, в рамках Центра геофизической гидродинамики планируется построить экспериментальную установку для моделирования течений вращающихся и стратифицированных жидкостей.
«Гидродинамика этих процессов определяет основные свойства всех водных объектов», — рассказывает заместитель директора ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Валерьевич Ерманюк. Знания, накопленные на этом комплексе, помогут моделировать течения в различных водоемах, лавины и даже тестировать модели глобального потепления. Это необходимо, в том числе и для решения практических задач: например, по эксплуатации техники в тех или иных условиях.
Другая установка Центра геофизической гидродинамики предназначена для исследования свойств жидкостей, использующихся при гидроразрыве пласта — технологии для добычи нефти и газа. Она будет представлять собой внушительный комплекс приборов, имитирующий скважину (правда, в горизонтальном положении). Предполагается создать трубопроводы длиной порядка километра, чтобы в них можно было изучить эффекты, наблюдающиеся в натурных условиях. «Эта технология позволяет заглянуть внутрь пласта не только для того, чтобы собрать нефть, но и чтобы понять его свойства. Если скважина локализована в одном месте и дает знания только о нем, то за счет трещины можно узнать о том, что творится во всем пласте в целом», — отмечает директор ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Валерьевич Головин.
Центр высокоэнергетических технологий и новых материалов предполагает разработку новых материалов и покрытий с параллельным определением их структуры и свойств. В частности, здесь планируется развивать накопленный в Институте гидродинамики опыт в сфере детонационного напыления.
В рамках Аэродинамического центра предполагается строительство трех больших установок для исследования наиболее актуальных проблем создания современных авиационных и аэрокосмических систем. «Основные существующие сейчас приоритеты: повышение скорости, сверхзвук, а также удешевление коммерческих авиационных перевозок», — рассказывает заместитель директора ИТПМ СО РАН кандидат физико-математических наук Андрей Анатольевич Сидоренко.
Климатическая аэродинамическая труба предназначена для решения проблемы обледенения летательных аппаратов, а также объектов энергетики, транспорта и гражданских сооружений. Она будет иметь очень высокую энергию и быстрое время работы — это необходимо для того, чтобы испытывать теплозащитные системы в водяном паре при температуре -30 °C. Именно так выглядят условия, которые встречает самолет, набирая высоту во влажных слоях воздуха.
Другая установка Аэродинамического центра — импульсная гиперзвуковая аэродинамическая труба — приблизит нас к созданию гиперзвуковых летательных аппаратов. С помощью же высокоэнтальпийной аэродинамической трубы будут решаться задачи, связанные со сверх- и гиперзвуковыми потоками газа в трактах сверхзвуковых камер сгорания. В целом в рамках комплекса планируется сооружение порядка двадцати разных труб.
Центр перспективных энергетических технологий будет представлять собой комплекс стендов для моделирования теплофизических процессов в элементах ядерных реакторных установок. Также там займутся изучением теплофизических свойств новых теплоносителей и конструкционных материалов и верификацией кодов компьютерного моделирования.
Кроме того, в рамках Центра планируется создать ряд стендов, на которых будут исследоваться процессы воспламенения, горения и газификации разнообразных топлив (органического твердого, жидкого и некондиционного). Кавитационный комплекс позволит исследовать процесс образования пузырьков, который приводит к эрозии лопаток гидрокрыльев. Этот эффект является серьезной проблемой для гидроэнергетики, он определяет периодичность ремонта и стоимость объектов, работающих на гидроэлектростанциях.
В ИТ СО РАН сейчас функционирует кавитационный стенд, но его мощностей уже недостаточно. «В новом центре мы планируем создать стенд в несколько раз больше имеющегося. Там можно будет хорошо контролировать параметры, использовать самые современные методы экспериментальной диагностики и поставлять эту информацию уже инженерам, которые проектируют гидроэлектростанции.
Фактически мы переходим к масштабам, близким к реальным установкам. Аналогов таких стендов в России нет, а в мире их существует всего несколько», — говорит заместитель директора ИТ СО РАН кандидат физико-математических наук Артур Валерьевич Бильский.
В Центре физико-химических проблем горения и аэрозолей будут исследоваться процессы горения топлив для перспективных гиперзвуковых ракетных двигателей, а также химия горения моторных топлив и взрывобезопасность аэрозольных смесей. Последнее необходимо для изучения сложных физических процессов, лежащих в основе подземных пожаров и взрывов в шахтах. Там же будут тестироваться огнетушащие составы.
- страна: Россия
- отрасль: Наука и образование