Газовая динамика

Дата образования газодинамической лаборатории - 1 декабря 1944 года.

В настоящее время в лаборатории имеются установки, оснащенные современным диагностическим оборудованием. Создана установка и проводятся исследования нетрадиционных методов управления (например, с помощью электрического разряда) аэродинамическими характеристиками тела.

Экспериментальное оборудование

• Сверхзвуковые аэродинамические трубы СБ-3 и ТБ-4 для исследования аэродинамики сверхзвуковых летательных аппаратов, изучения одиночных и блочных струй, их взаимодействия с преградами.
• Гиперзвуковые аэродинамические трубы Т-2 и Т-3 баллонно-эжекторного типа для исследования обтекания тел однофазным или двухфазным (газ-твердые частицы) потоком, эти установки являются единственными в России, обеспечивающими экспериментальные исследования высокоскоростных двухфазных течений и их воздействия на тела (скорость частиц до 700 м/с при температуре несущей фазы до 900 К, расходная концентрация примеси твердой фазы до 0.3).
• Вакуумная установка ВУ-1М для моделирования условий обтекания тел на высотах 30-100 км и струйных течений разреженного газа, на этой установке проводились испытания моделей практически всех отечественных космических объектов.
• Вакуумно-криогенная установка ВУ-2 с откачной системой производительности предназначена для моделирования условий полета с гиперзвуковыми скоростями на высотах 30-200 км, для исследования процессов взаимодействия газа с поверхностью и физических процессов в неравновесной низкотемпературной плазме.
• Ударная труба С-5 для исследования структуры и свойств нестационарных течений с ударными волнами, моделирования высокоэнтальпийных течений газа, изучения параметров релаксации возбужденных состояний, диссоциации и ионизации (рабочий канал сечением 80 x 130 мм, число Маха ударной волны 1-3).
• Стенд для исследования вихревых, пульсирующих и автоколебательных течений газа, для испытания излучателей звуковых колебаний.

 Прикладные задачи

• Исследование взаимодействия микроволнового разряда с газодинамическими структурами с целью разработки новых способов управления аэродинамическими характеристиками летательных аппаратов, тепловыми потоками при гиперзвуковых скоростях.
• Экспериментальное исследование эрозионного и силового воздействия твердых частиц на поверхность тела, обтекаемого газовзвесью.
• Разработка перспективных эрозионно-стойких материалов.
• Исследование процесса холодного газодинамического напыления порошковых материалов.
• Получение и диагностика кластированных и запыленных плазменных потоков.

История газодинамической лаборатории

Работа по созданию газодинамической лаборатории на математико-механическом факультете ЛГУ началась в 1940 г., но была прервана войной. Приказ №570 по Ленинградскому государственному университету о назначении И.П.Гинзбурга заведующим отделом баллистики и лаборатории газовой динамики был выпущен 1 декабря 1944 года. Эту дату можно считать датой создания лаборатории. С момента ее создания и до переезда в Петергоф (в начале 70-х годов) лабораторией руководил профессор Исаак Павлович Гинзбург.

В сентябре 1946 года на первых установках начались экспериментальные исследования. Первой работой, выполненной в лаборатории, была работа Н.М.Маркевич, связанная с исследованием пневматических систем управления. С этого времени лаборатория начала проводить экспериментальные работы по прикладной газовой динамике для ряда организаций. Из исследований этого периода, выполненных И.П.Гинзбургом и его аспирантами, отметим решение задач о движении вязкого газа в подвижной щели, об установившемся истечении газа из баллона через подвижную щель и через длинные трубопроводы. Результаты указанных исследований были отражены в вышедшей в 1958 г. монографии И.П.Гинзбурга "Прикладная гидрогазодинамика", изданной впоследствии в США на английском языке.

С начала 60-х годов начались экспериментальные исследования на созданных в эти годы новых установках - ударной и импульсной трубах, и вакуумной аэродинамических трубах. На ударной и импульсной трубах А.И.Старшиновым и М.Э.Бауэром была исследована дифракция ударной волны при ее выходе из трубы и взаимодействии с препятствиями различной формы. Теоретическое исследование этих явлений проведено Е.Ф.Жигалко.

На вакуумной аэродинамической трубе (ВУ-1) выполнялись исследования, связанные с проблемой входа летательных аппаратов в плотные слои атмосферы. С помощью уникальных аэродинамических весов были исследованы аэродинамическая интерференция тел в разреженном газе, моментные характеристики, распределения давления и напряжения трения на поверхности тел (А.А.Крылов, Б.Б.Стариков). Были проведены исследования моментных характеристик лунного модуля при его посадке на неровную и запыленную поверхности (Б.Ф.Панов). Измерялись распределения давления на поверхности преград при их обтекании струями низкой плотности (Б.Ф.Панов). Результаты всех этих исследований использовались при создании новых образцов космической техники.

Были выполнены исследования распространения сверхзвуковых струй и их воздействия на преграды (Б.А.Баланин, О.С.Зеленков), коэффициентов восстановления и тепловых потоков при обтекании тел (Г.Е.Лондон, Н.М.Маркевич и другие).

В лаборатории проводились также теоретические исследования. Были решены задачи о расчете лучисто-конвективного теплообмена в ламинарном пограничном слое и в струе (З.С.Галанова), о влиянии неравновесных явлений на течение диссоциировонного газа в ламинарном слое и в вязком ударном слое (Л.А.Ладнова-Архангельская), о нестационарном оплавлении тел при аэродинамическом нагреве (С.К.Матвеев), о расчете течения вязкого газа в каналах переменного сечения (А.Ф.Полянский). Исследованы уравнения струйного пограничного слоя диссоциированного газа (Л.И.Верещагина), предложены методы расчета турбулентного пограничного слоя при наличии продольного градиента давления, вдува или поперечного магнитного поля (Г.В.Кочерыженков, Н.С.Крестьянинова, Л.И.Скурин).

В 1969 году началось строительство в Петергофе нового газодинамического комплекса, включающего лабораторный корпус, компрессорную, баллонную и насосную станции. В лабораторном корпусе кроме модернизированных старых установок, были смонтированы новые, расширившие возможности экспериментальных исследований. Проектирование, изготовление, монтаж и наладка нового оборудования потребовали значительных усилий сотрудников лаборатории. Возглавил эти работы Е.А.Угрюмов, который руководил петергофской частью лаборатории, а после окончательного переезда в Петергоф в 1975 г. сменил И.П.Гинзбурга на посту руководителя лаборатории. Для обеспечения работы установок в лаборатории был организован отдел эксплуатации оборудования, первым заведующим которого стал Б.Н.Нефедов, внесший большой вклад в строительство газодинамического комплекса. Следует отметить также работу в этом отделе Г.В.Цветкова, Л.И.Костина, Г.П.Студенкова, А.А.Шмитта.

1970-80-е годы для лаборатории были наиболее плодотворными в научном плане, интенсивно развивались как экспериментальные, так и теоретические исследования. Построена математическая модель течения двухфазного потока около тела с учетом отраженных частиц (С.К.Матвеев). Проводились исследования влияния формы кормовой части тела на давление в донной области (Б.А.Баланин, В.Ф.Максимов). Построена новая уникальная установка для проведения исследований физических явлений (эрозия, силовые нагрузки, тепловые потоки) при обтекании тел газовзвесью (Е.П.Трахов). Получены новые данные по эрозионному разрушению материалов в таких средах (Е.П.Трахов). Выработаны рекомендации по снижению эрозионных потерь поверхности летательных аппаратов (Б.А.Баланин). Проведены исследования аэродинамического сопротивления простых тел в двухфазных потоках и получены данные по коэффициентам восстановления скорости частиц при их ударе о поверхность тела (В.А.Лашков).

Контактная информация:

Фактический адрес: 198504, Россия, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, ул. Ульяновская, д. 7.

Почтовый адрес: 198504, Россия, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., д. 28.

Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.Профессор, доктор физико-математических наук 
Лашков Валерий Александрович