Как "запрячь" взрывную волну?

В моей домашней библиотеке появилась только что вышедшая из печати солидная монография «Непрерывная спиновая детонация», из которой лично мне понятны разве что несколько абзацев в предисловии да автограф одного из авторов. Остальное — сложные формулы и описание бесконечной череды экспериментов. Все равно буду хранить эту книгу как библиографическую редкость, своеобразный памятник отечественной науке и Сибирскому отделению РАН.

Академия наук низложена, вместе с ней уходит в прошлое традиция академической основательности в работе. Фундаментальную науку в РФ переводят на преимущественно грантовый принцип финансирования. В частности, это означает конец эпохи многостраничных монографий, обобщающих результаты продолжительной работы научных коллективов. Гранты краткосрочны, государство больше не собирается финансировать исследовательские проекты длиной в 35 лет…

- На самом деле, идея использования явления детонации не в разрушительных целях, а для производства энергии имеет еще более давнюю историю — рассказывает Сергей Андреевич Ждан, заведующий лабораторией динамики гетерогенных систем Института гидродинамики СО РАН — Впервые она была сформулирована академиком Я. Б. Зельдовичем в 1940 году в статье «К вопросу об энергетическом использовании детонационного горения». Сейчас модно говорить о научном приоритете, так вот зафиксируйте, что в данном случае приоритет принадлежит СССР.

Детонация — это один из двух существующих в природе типов горения, протекающий стремительно с большим выделением энергии. Одно и то же топливо в разных условиях может спокойно гореть, а может взрываться, детонировать. Самый наглядный пример внезапной смены режимов горения — оглушительный хлопок из двигателя проезжающего мимо автомобиля. Это очень неприятное, вредное для машины явление, и с ним надо обязательно бороться с помощью антидетонационных присадок для топлива. Свежий взгляд на проблему позволил поставить вопрос об использовании явления детонации в работе нового типа двигателей и энергетических установок. Детонационное горение энергетически более эффективно, что позволяет, в теории, обходиться меньшим количеством топлива и сократить объемы камеры сгорания. Это особенно важно для авиации и космонавтики. Но я сейчас сильно забегаю вперед. А сначала нужно было понять, как в принципе управлять таким стремительным и опасным явлением, как взрывная волна. Предполагаемый детонационный двигатель может работать в импульсном режиме — «от хлопка к хлопку». Но гораздо более перспективным представляется процесс непрерывной детонации.

Как этого добиться, в 1959 году догадался будущий академик Богдан Вячеславович Войцеховский, в то время молодой научный сотрудник только что образованного в Новосибирске Института гидродинамики. Он предложил конструкцию типа бублика, в которой детонационная волна бежит по замкнутому кругу, подпитываясь периодическими впрысками топлива через специальный клапан. С помощью этого устройства Войцеховским были получены фундаментальные результаты по исследованию структуры фронта детонации в газах, экспериментально обнаружено существование поперечных детонационных волн, объясняющих явление спиновой детонации. Тогда же впервые было осуществлено непрерывное сжигание газовой горючей смеси в детонационной волне. Эти работы были позже отмечены Ленинской премией и двумя дипломами на открытия. В дальнейшем развивать это направление стал ученик Войцеховского профессор Митрофанов. В свою очередь, мы с моим соавтором по монографии Федором Афанасьевичем Быковским — ученики Владислава Владимировича Митрофанова.

— Сергей Андреевич, а чем вы в лаборатории занимались так много лет, если теоретические основы были заложены Войцеховским и Митрофановым еще в 60-х годах прошлого века? Сейчас ведь наступило эпоха инноваций, когда все должно делаться стремительно: быстро придумали, быстро сделали, раньше всех выбросили новый товар на рынок и за счет отсутствия конкуренции получили максимальную прибыль.

- Бывает нелегко объяснить, что инновации и фундаментальная наука — это разные виды деятельности. Мы не разрабатываем принципиально новый двигатель, мы накапливаем знания, которые помогут его создать. 35 лет были потрачены на теоретические расчеты и эксперименты с разными видами топлив, разными режимами горения, разными конструкциями камер сжигания. В частности, способ поддержания режима непрерывной детонации — наше ноу-хау. Надо отметить, что экспериментальные достижения лаборатории обеспечиваются трудом и талантом бессменного ведущего инженера Евгения Федоровича Ведерникова. Вот он настоящий изобретатель, которому постоянно приходится совершать невозможные вещи в условиях дефицита всего самого необходимого.

— Дефицит — это какое-то советское понятие. Разве сейчас есть что-то такое, чего нельзя купить?

- Почти все можно купить, если есть деньги. Но откуда они в бюджетной академической лаборатории? До последнего времени подразделения институтов РАН получали финансирование только на зарплату. Допустим, теоретикам больше ничего и не надо, но если работа требует экспериментов, завлабам приходится изворачиваться. Деньги на плановую научную деятельность мы выкраиваем из сторонних грантов и хоздоговоров, что вообще-то является финансовым нарушением. По идее, мы наемные работники, работодатель должен обеспечивать эффективность нашего труда. Но не обеспечивает. Представьте, наняли токаря в цех, а заготовки он должен доставать, где хочет. Станка, как выясняется, тоже нет, его надо покупать на свои деньги. Токарь плюнет да уйдет, а научный сотрудник вынужден проявлять смекалку.

— Вы упомянули хоздоговорные работы. Вашей темой интересуется кто-то со стороны?

- Иностранцы очень даже интересуются. Был большой заказ от французов, а потом мы проводили исследования для одной крупной европейской компании по гранту фонда Сколково. Буквально только что закончили последний отчет

—  Разве Сколково финансирует иностранные проекты?!

- Думаю, данный проект можно назвать совместным, международным. Наши заказчики сначала открыли российское отделение своей компании, а уже потом получили финансирование от фонда Сколково.

— А как иностранцы узнали про вашу небольшую лабораторию, затерянную в Сибири?

- Через публикации, как это обычно в науке и происходит. Особенно большое внимание к своей работе мы почувствовали, когда в 2006 году опубликовали подробный обзор в международном издании «Journal of Propulsion and Power». После этого произошел всплеск интереса к теме детонационных двигателей. В 2010 году американское Агентство оборонных исследований (DARPA) начало финансировать программу «Вулкан», нацеленную на разработку новых эффективных сверхзвуковых авиадвигателей. Признано, что непрерывная детонация — одно из самых перспективных направлений.

— А вам не обидно, что результатами вашего многолетнего труда не смогли воспользоваться российские инженеры?

- Обидно, конечно, но мы, наверное, лучше всех понимаем, насколько технологически сложна эта задача. Нашей стране она сейчас, как видно, не по зубам. Для России я бы другое направление предложил — попытаться использовать эффект непрерывной детонации в энергетике. Можно существенно повысить КПД энергетических установок, сжигая такой бросовый материал, как угольная пыль.

Тридцать пять лет жизни, километры формул, тонны взрывчатки, тысячи рискованных экспериментов и, как венец усилий — монография в зеленом переплете, которую теперь еще нужно переводить на английский язык за свой счет. Эта та самая академическая наука, которую в России велено считать неэффективной. Иностранцы, правда, думают иначе — но ведь они нам не указ…

• Изображения
• Медиа файлы