Версия для печати

Новосибирский ученый удостоен международной награды

На Международном симпозиуме по электромагнитным технологиям во Франции сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН доктор технических наук Геннадий Анатольевич Швецов получил медаль Гарри Фэира за вклад в исследования электромагнитных ускорителей.

Медаль Гарри Фэира (Harry Fair Medal) была учреждена в мае 2010 года на Международном симпозиуме по электромагнитным технологиям в Брюсселе (Бельгия). Она носит имя американского ученого, пионера в изучении методов электромагнитного ускорения. Награда присуждается исследователям, которые достигли высоких результатов в этой области и проявили многолетнюю преданность своему делу.

«Ускорение твердых тел до высоких скоростей и исследование высокоскоростного удара по различным преградам — классическая задача механики, — говорит заведующий лабораторией физики высоких плотностей энергии ИГиЛ СО РАН доктор технических наук, профессор Геннадий Швецов. — Интерес для науки и приложений обычно представляют два диапазона скоростей: «космический» (порядка 10 км/с при массе частиц до 1 г) и «артиллерийский» (больше 2 км/с при массе тел от 1 кг). Первый связан с безопасностью космических полетов, второй — с оборонной промышленностью».

По словам ученого, к настоящему времени накоплен большой научный потенциал, разработаны различные методы ускорения твердых тел: пороховые и легкогазовые пушки, плазменные и другие типы ускорителей. Однако исследователи столкнулись с серьезными физическими ограничениями, поэтому за последние 20—30 лет практически не было продвижения в увеличении скорости твердых тел.

«В 1978 году австралийские ученые Рашлейгх и Маршалл представили экспериментальную работу по электромагнитному ускорению: в рельсовых установках при относительно небольших величинах электрического импульса (290 кА) тела массой около 3 г ускорялись до 5,9 км/с, — рассказывает Геннадий Анатольевич. — Исследование вызвало большой резонанс. В разных странах появились проекты по ускорению граммовых частиц до 12 км/с, 15 км/с, 25 км/с и даже 50 км/с».

Сегодня возможностям электромагнитных методов ускорения посвящено свыше пяти тысяч научных статей и докладов. Такой интерес, по мнению Геннадия Швецова, вызван теоретической и прикладной значимостью вопросов, связанных с высокоскоростным ударом: исследованием свойств различных материалов при высоких давлениях, защитой космических аппаратов от метеоритных частиц и космического мусора и др.

В Сибирское отделение РАН задачи, связанные с безопасностью космических полетов, пришли в начале 1960-х годов по инициативе академика Сергея Павловича Королёва. Необходимо было смоделировать высокоскоростной метеоритный удар (до нескольких десятков километров в секунду) в лабораторных условиях. Академик Михаил Алексеевич Лаврентьев поручил эту работу молодому научному сотруднику Института гидродинамики, будущему академику Владимиру Михайловичу Титову.

«К этим исследованиям я приобщился еще студентом НГУ, — вспоминает Геннадий Швецов. — В 1966 году я поступил на практику в лабораторию Владимира Михайловича, а по окончании университета пришел туда работать. В то время у нас было тесное сотрудничество с учеными-конструкторами. Они предоставляли нам материалы (детали космического корабля, костюмы космонавтов), а мы их «обстреливали» из ускорителей, пытаясь смоделировать последствия столкновений с орбитальными метеоритными частицами. Это позволило сформулировать рекомендации по защите от них».

В Институте гидродинамики в ходе решения этих задач были получены экспериментальные данные для нижнеметеоритного диапазона скоростей (до 14 км/с). Средний и верхний диапазоны (до 70 км/с) до настоящего времени не освоены. Для получения рекордных результатов, считает ученый, необходимо не только глубокое понимание происходящих в канале ускорителей физических процессов, но и мощные источники электромагнитной энергии с использованием новых материалов. Этими вопросами и занимается лаборатория, которую он возглавляет.

«Нами были разработаны взрывные генераторы электромагнитной энергии, работающие на продуктах детонации взрывчатых веществ, — говорит Геннадий Анатольевич. — Благодаря использованию энергии взрыва получены новые композитные (в том числе нанокомпозитные) материалы, помогающие бороться с главной проблемой ускорителей, ограничивающей достижение высоких скоростей, — эрозией материалов. Эрозионная стойкость новых материалов в 10—20 раз превышает износоустойчивость меди и более чем в 3 раза — вольфрама, используемых в ускорителях.

В числе важных результатов, отмеченных ученым, — выполненная совместно с Томским государственным университетом и Троицким институтом инновационных и термоядерных исследований работа по изучению возможностей электромагнитных ускорителей с питанием от импульсного магнитогидродинамического генератора. Использование МГД-генераторов, отличающихся большой мощностью (от 2 ГВт) и высокой скоростью потока (свыше 19 км/с) в перспективе позволит значительно улучшить свойства электромагнитных ускорителей твердых тел.

«Наука в Сибири»