О чем рассказывает лед

Фото: www.gazetaeao.ru

sgu.ru

Как самолету безопасно приземлиться на замерзшую реку, а подводной лодке всплыть во льду, выясняют биробиджанские ученые

Лаборатория ледотехники Приамурского государственного университета имени Шолом-Алейхема набирает обороты. Здесь проводятся уникальные исследования, оборудование постоянно модернизируется, совершаются новые открытия.

Опытовый ледовый бассейн лаборатории ледотехники ПГУ

Опытовый ледовый бассейн лаборатории ледотехники ПГУ – один из трех существующих в России. Вот уже пять лет биробиджанские исследователи проводят важные эксперименты на актуальные темы, в том числе и по заказу ученых из других городов и стран.

Исследованиями в этой лаборатории занимаются студенты инженерных специальностей и аспиранты под руководством проректора по научной работе и инновациям ПГУ им. Шолом-Алейхема, кандидата физико-математических наук Виталия Земляка. Биробиджанский опытовый бассейн уникален, подчеркивают исследователи: экспериментальная установка сочетает в себе различные технические возможности и постоянно модернизируется   за счет грантовых средств, так что наши ученые могут решать широкий круг задач.

Сегодня финансирование науки осуществляется в основном за счет грантов, рассказывает Виталий Земляк. И тут у Приамурского госуниверситета много конкурентов. ПГУ в среднем подает по 25–30 заявок в год  на различные гранты. Гранты же Российского Научного Фонда (РНФ) выигрывают в основном исследовательские центры и крупные университеты Центральной России и Сибири. И тем примечательнее, что в 2016 году ПГУ им. Шолом-Алейхема стал первым вузом на Дальнем Востоке, который выиграл грант РНФ по инженерным исследованиям именно практического характера. Биробиджанские ученые рассчитывают продлить этот грант.

– В наших планах приобретение из средств грантов суперкомпьютера – он значительно превосходит по своим техническим характеристикам и скорости вычислений большинство других. К сожалению, на сегодняшний день расчеты по математическим моделям, используемым в наших исследованиях, занимают десятки часов, что ограничивает нас по времени получения и обработки теоретических данных. Приобретение подобного оборудования существенно увеличит эффективность нашей работы и позволит лаборатории ледотехники выйти на новый уровень, – отмечает Виталий Леонидович.

Виталий Земляк вместе со студентом анализирует полученные в ходе эксперимента данные

Несмотря на большую конкуренцию, биробиджанская лаборатория ледотехники за пять лет получила, кроме гранта РНФ, еще четыре гранта, так что у нее есть регулярное финансирование.

Если раньше лаборатория работала только в холодный период, то теперь она вышла на круглогодичный режим. Зимой здесь намораживают модельный лед в опытовом бассейне, а в теплое время года используют для экспериментов упругие пленки, чтобы анализировать деформированное состояние льда. Принцип тот же самый, объясняет Виталий Земляк, только модель не разрушаемая. Летом, например, исследователи проводили эксперименты по посадке самолета на лед.

– В течение 2017 года в лаборатории была проведена крупная серия экспериментов по нестационарному движению объектов по ледяному покрову, когда нагрузка, перемещаясь с постоянной скоростью, начинает постепенно тормозить и останавливается. Эти исследования проводились совместно с коллегами из Комсомольска-на-Амуре. В практике подобное встречается при эксплуатации ледовых переправ, а также в случаях посадки самолета на ледовый аэродром, расположенный в арктической зоне, или реку, покрытую льдом. Движение нагрузки приводит к возникновению колебаний льда и к возможному его разрушению. Мы открыли интересные эффекты: так, ожидалось разрушение льда в момент полной остановки нагрузки, однако оказалось, что лед начинает интенсивно разрушаться после начала торможения, так как волны успевают обогнать объект. Еще сильнее эффект увеличивается в случае наличия наклонного участка дна, то есть при выходе нагрузки на берег. Данная задача требует детального анализа для выявления наиболее опасных скоростей движения в зависимости от толщины льда.

Еще один этап модернизации бассейна, о котором мечтают биробиджанские ученые, – визуализация путем добавления флуоресцентных добавок (светящихся пигментов).

– Есть специальная технология – когда с помощью лазерного ножа во льду делается срез, и благодаря светящимся добавкам видно, как перемещаются присоединенные массы жидкости при движении нагрузки в моделируемых условиях, например, при сложном рельефе дна, – объясняет Виталий Земляк. – Для получения изображения используется высокоскоростная цифровая видеокамера, а данные обрабатываются в специальной программе на компьютере. Это очень дорогостоящая технология и для ее использования нужна установка, аналогичная нашему бассейну, поэтому используется она достаточно редко – не каждая гидродинамическая лаборатория имеет подобное оборудование. Надеемся, что сможем внедрить у себя эту технологию. Думаю, с помощью гранта у нас это получится.

В планах на ближайшее будущее у наших исследователей приобрести  волнопродуктор – устройство для образования волн в опытовом бассейне при испытаниях моделей судов. Сейчас в бассейне используется от одного до трех датчиков, которые фиксируют взволнованную поверхность ледяного покрова, его деформированное состояние. Летом этого года будет тестироваться система, позволяющая установить 21 датчик по всей площади намораживаемого поля модельного льда. Они одновременно будут вести запись взволнованной поверхности и позволят получить трехмерную картину колебаний ледяного покрова. Для работы датчиков сотрудник лаборатории, студент ПГУ им. Шолом-Алейхема Сергей Радионов написал специальную программу для сбора и обработки данных. Сейчас готовится документация для получения на нее охранных документов.

Специальная техника и компьютерные программы помогают ученым фиксировать все изменения в ледовом поле

В прошлом году в боковую стенку опытового ледового бассейна врезали окно, теперь у ученых есть возможность еще и своими глазами наблюдать за движением модели субмарины подо льдом.

Кстати, с недавних пор исследователи используют в экспериментах пластиковые модели подводных судов, напечатанные на 3D-принтере. Приобрели его также на грантовые средства. 3D-печать позволяет создавать модели высокой точности. А еще ученые задействуют в своих опытах модель судна, которую им изготовили на заказ в Германии. У данной модели есть балластные цистерны и радиоуправление, что позволяет дистанционно задавать ей скорость всплытия и ускорение.

Модель подводного судна в ходе эксперимента проламывает ледовый покров

Поскольку в ходе экспериментов открываются все новые эффекты, одно из направлений работы лаборатории – патенты.

– В нашей команде есть заслуженный изобретатель России, фактически наш руководитель и вдохновитель – это доктор технических наук, профессор Виктор Михайлович Козин, – рассказывает Виталий Леонидович. – Он наш главный генератор идей в плане патентов на изобретения, причем многие из них – на устройства для подводных транспортных судов, которые позволили бы увеличить эффект разрушения льда бесконтактным методом, путем генерирования резонансных изгибно-гравитационных волн. Также у нас много патентов по увеличению несущей способности ледяного покрова – только в 2017 году мы получили десять патентов. Кроме того, наша лаборатория ледотехники в год выпускает пять-шесть публикаций в международных изданиях, которые входят в авторитетные информационно-аналитические базы Web of Science и Scopus. Недавно через сибирское отделение РАН была издана очередная монография. В ней подытожены результаты пяти лет экспериментальных исследований в нашей лаборатории. Предыдущая монография была больше теоретического плана – там приводились математические, численные модели. Новое издание научное сообщество очень ждет, что, конечно, приятно – в таком объеме результаты наших экспериментов мы еще не публиковали. Кроме того, в монографии размещено много фотографий, отражающих характер разрушения льда.

Биробиджанские исследователи собираются сравнить традиционный метод всплытия подводных судов с бесконтактным методом путем генерации резонансных изгибно-гравитационных волн во льду. Эксперименты лаборатории ледотехники ПГУ доказали, что резонансный метод более эффективен, но может быть применим не для всех судов. В этом году биробиджанские ученые собираются завершить весь цикл практических исследований этого вопроса.

 
По теме
В начальной школе с.Ленинское завершается  масштабная  реконструкция. Она позволила задействовать в учебном процессе еще одно крыло здания, которое теперь  соединено с основным теплым проходом.
17.08.2018
 
Классные деньги - Газета Биробиджанская звезда Фото: сайт комитета образования ЕАО П рофессиональные учебные учреждения области готовят помещения под новое оборудование Аукционы на приобретение современного оборудования,
17.08.2018
JPG Файл - УМВД Еврейской автономной области Сотрудник МО МВД России «Биробиджанский», заслуженный мастер спорта России  по пауэрлифтингу Юрий Катанов провел мастер-класс для ребят, отдыхающих в лагере «Спартанец».
17.08.2018
Шаг от монитора в жизнь - Курсы обучения бухгалтерскому учёту на компьютере - Газета Биробиджанская звезда Фото: 12.akbota.com Курсы обучения бухгалтерскому учёту на компьютере Как компьютер человека на работу устраивает Жители Еврейской автономии, стоящие на учёте в службе занятости населения,
17.08.2018
 
Фото: сайт комитета образования ЕАО П рофессиональные учебные учреждения области готовят помещения под новое оборудование Аукционы на приобретение современного оборудования,
17.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
C 16 августа по 4 сентября 2018 г. будет вести работу традиционная Всероссийская горячая линия Роспотребнадзора по вопросам качества детских товаров и школьных принадлежностей.
16.08.2018 РИА Биробиджан
Вера Ничук, учитель русского языка и литературы Средней общеобразовательной школы № 4 с. Даниловка Смидовичского района, победитель регионального конкурса «Учитель года Еврейской автономной области – 2018»,
14.08.2018 РИА Биробиджан
Наркотики в яйце перевозил житель ЕАО - РИА Биробиджан На автотрассе Бабстово-Ленинское сотрудниками полиции задержали мужчину, который пытался избавиться от подозрительного киндер-сюрприза.
17.08.2018 РИА Биробиджан
В Еврейской автономной области бывший сотрудник полиции признан виновным в небрежном хранении оружия, в результате которого ребенок получил ранение, сообщили корр.
17.08.2018 РИА Биробиджан
Фотовыставка в Китае - Городской Дворец Культуры Совместная фотовыставка российских и китайских фотохудожников Проходит в китайском городе - побратиме Биробиджана Хэгане.
17.08.2018 Городской Дворец Культуры
Наградили  не по-детски - Газета Биробиджанская звезда Театр из Облучья стал лауреатом международного фестиваля «Сибирская рампа» Диплом лауреата третьей степени получил облученский театр «Недетское время» на международном фестивале любительских театров «Сибирская рампа».
17.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
18 юных артистов образцового циркового коллектива  «Счастливое детство» приняли участие в 4 интернациональном детско-юношеском культурном форуме Арт фестиваль, прошедшем в городе Владивосток.
16.08.2018 РИА Биробиджан
Фото автора В Биробиджане объявлены «Танцы в парке» Ностальгический проект запущен Комплексным центром социального обслуживания населения.
13.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
Пять флагов  в гости к нам - Газета Биробиджанская звезда Фото: сайт администрации Облученского района ЕАО Город Облучье первым в ЕАО встретил эстафету «Бег мира» Международная факельная эстафета в минувшую субботу вечером прибыла на территорию Еврейской автономии.
17.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
Фото: сайт администрации Облученского района ЕАО Город Облучье первым в ЕАО встретил эстафету «Бег мира» Международная факельная эстафета в минувшую субботу вечером прибыла на территорию Еврейской автономии.
17.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
В соревнованиях приняло участие шесть команд, из них четыре - из пожарной части №1, одна сборная восьмой пожарной части и команда Центра управления в кризисных ситуациях.
17.08.2018 РИА Биробиджан
Н а международных  соревнованиях по тхэквондо в Китае спортсмены из Еврейской автономии завоевали десять золотых медалей Спортсмены из ЕАО приняли участие в Третьем открытом международном турнире по тхэквондо в городе
17.08.2018 Газета Биробиджанская звезда
В зале совещания областного Центра гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и пожарной безопасности прошли публичные обсуждения итогов правоприменительной практики контрольно-надзорной деятельности,
18.08.2018 МЧС ЕАО
С 20 августа на пять дней приостановит подачу горячей воды. В этот период специалисты ХТСК включат в работу реконструированный в районе чулочной фабрики по ул.
18.08.2018 РИА Биробиджан
Глава региона вместе с руководителем  АО «ДГК» Михаилом Шукайловым,  директором  филиала «Хабаровская теплосетевая компания «АО» ДГК»  Сергеем Нехороших побывали на теплоэлектроцентрали.
17.08.2018 Правительство Еврейской автономной области