Лаборатории - Отдел быстропротекающих процессов

Лаборатория физики и механики быстропротекающих процессов

  1. Заведующий лабораторией: Ищенко Александр Николаевич
  2. Телефон: (3822) 529-648
О ЛАБОРАТОРИИ

История отдела началась в 1931 г., когда в Томском государственном университете была создана баллистическая лаборатория. С 1932 г. эта лаборатория продолжила существование в виде сектора прикладной математики и механики НИИ математики и механики при ТГУ. В настоящее время коллектив, продолжающий работы в данном направлении, называется отделом механики и физики быстропротекающих процессов НИИ прикладной математики и механики ТГУ.
Исследования в областях прикладной газовой динамики, внутренней и внешней баллистики и связанных с ними процессов проводятся в следующих направлениях:

  • поиск и разработка новых методов и схем метания твердых тел в широком диапазоне скоростей с использованием современных научно-технических достижений;
  • физическое и математическое моделирование внутрибаллистических процессов в пороховых, ствольно-реактивных, электротермохимических, легкогазовых, электродинамических и комбинированных баллистических установках;
  • теоретическое и экспериментальное изучение закономерностей воспламенения и горения конденсированных систем при высоких давлениях, в том числе закономерностей горения пористых, композитных топлив и перехода конвективного горения в детонацию;
  • исследование особенностей взаимодействия плазмы электрического разряда с традиционными и новыми классами высокоэнергетических материалов;
  • изучение возможностей применения нанодисперсных наполнителей для управления процессами воспламенения и горения в условиях артиллерийского выстрела;
  • исследование теплового и напряженно-деформированного состояния ствольных систем в классических и нетрадиционных схемах метания твердых тел; 
  • экспериментально-теоретическое исследование аэрогидродинамических характеристик высокоскоростного движения твердых тел в газообразной и водной средах. 

Для проведения исследований созданы комплексные испытательные стенды, включающие манометрические и сопловые бомбы, оригинальные пороховые, электротермохимические, легкогазовые и электродинамические баллистические установки, на которых получены рекордные для нашей страны скорости метания. Разработанные нетрадиционные схемы ускорения и установки для их реализации позволяют метать тяжелые элементы со скоростями свыше 3 км/с. С использованием созданных легкогазовых баллистических установок на легких элементах достигнуты скорости выше 8 км/с.

Уникальный электродинамический испытательный стенд, ориентированный на решение широкого круга фундаментальных и прикладных проблем, оснащен емкостным накопителем энергии с энергозапасом до 1,8 МДж и необходимым зарядным и коммутирующим оборудованием.

Аэрогидродинамические испытательные стенды оснащены современными сертифицированными средствами измерений траекторных параметров, в том числе высокоскоростной фото и видеорегистрирующей аппаратурой. 

Все испытательные стенды оснащены современной цифровой измерительной, регистрирующей аппаратурой и ПЭВМ, работающими в реальном масштабе времени в нано- и микросекундных диапазонах.

Созданная материально-техническая база для проведения прикладных исследований быстропротекающих процессов уникальна и по ряду показателей не имеет аналогов в нашей стране. Более тридцати лет отдел выполняет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по заказам организаций Минобороны России, ведущих научно-исследовательских, конструкторских и производственных центров Российской Федерации. В рамках этих исследований разработаны новые экспериментальные методы изучения воздействия плазмы на высокоэнергетические материалы, новые методики идентификации законов горения и газообразования метательных зарядов в газодинамических баллистических устройствах, а также электротехнических характеристик импульсных электродинамических устройств различного назначения. Совместно с группой отечественных организаций разработаны и исследованы новые топливные составы с включением нанодисперсных наполнителей для применения в нетрадиционных схемах метания. 

В области электромеханических преобразователей с высокой плотностью концентрации энергии разработаны:

  •  комплекс плазмообразующих устройств для реализации режимов управления баллистическими параметрами в электротермохимических установках;
  •  электродинамические баллистические устройства, обеспечивающие безэрозионный токосъем в скользящих металлических контактах с плотностью токовой нагрузки до 500 кА/см2 при скоростях скольжения свыше 1 км/с;
  •  эффективные системы управления электродинамическими и электротермохимическими баллистическими устройствами;
  •  комплекс математических моделей и соответствующее программное обеспечение, адекватно описывающее функционирование электродинамических и электротермохимических баллистических устройств.

В области аэрогидродинамики разработаны экспериментальные методики определения аэродинамических характеристик головных обтекателей высокоскоростных тел и параметров движения удлиненных тел в водной среде с трансзвуковой скоростью. 

За время существования отделом разработаны десятки конструкций новых ствольных установок, пакетов прикладных программ и численных методик расчетов внутрибаллистических процессов, многие из которых внедрены в различных организациях нашей страны. На базе исследований, выполненных сотрудниками отдела, спроектирована легкогазовая пушка, выпускавшаяся серийно и имеющаяся на всех профильных полигонах страны.

Большой вклад в становление и развитие отдела внесли Л.В. Комаровский, Ю.П. Косточко, Ю.П. Хоменко, М.С. Барышев. Активное участие в работе отдела на отдельных этапах принимали А.Ф. Зорин, Б.Я. Найденов, А.П. Былин, и другие.

В настоящее время основной вклад в развитие научного направления вносят ведущие сотрудники отдела быстропротекающих процессов: А.Н. Ищенко, В.З. Касимов, В.В. Буркин, С.А. Афанасьева, О.В. Ушакова, Т.М. Ракова, В.А. Бураков, Н.М. Саморокова, С.В. Агафонов, Л.В. Корольков, С.В. Синяев, Ю.Ф. Христенко, А.Л. Егоров, перспективные молодые сотрудники: А.А. Дьячковский, Е.Ю. Степанов, К.С. Рогаев, А.В. Чупашев, А.Ю. Саммель, И.В. Майстренко, а также технологическая группа: Н.В. Дульзон, А.Ф. Самсонов, А.П. Садохин, С.Г. Оловянишников, В.М. Фуфачев, Л.А. Унжаков.