О тех, кто льет воду на мельницу знаний, укрощает смерчи и расстреливает пожары.

Продолжаем цикл публикаций о научно-образовательных центрах СарФТИ НИЯУ МИФИ. В прошлый раз мы рассказывали о лаборатории сильных магнитных полей и физики твердого тела, сегодня знакомим читателя с лабораторией «Экспериментальные исследования нестационарных гидродинамических течений».

Е.Мешков

Организовал ее и возглавляет известный ученый Евгений Евграфович Мешков, кандидат физ.-мат. наук, бывший сотрудник Института экспериментальной газодинамики и физики взрыва РФЯЦ-ВНИИЭФ, ныне работающий в СарФТИ.
Если набрать в Яндексе его имя, то найдем статью о нем в Википедии на английском языке, упоминания об участии в международных научных семинарах, запись на сайте новых российских патентов, среди авторов различных научных статей. И обязательно встретим название – «гидродинамическая неустойчивость Рихтмайера-Мешкова». Не часто случается, когда именем ученого назван физический эффект.

Евгений Мешков начал разработку методики исследования нестационарных газодинамических течений на лабораторных моделях в середине 60-х годов XX века. Международное признание получили исследования гидродинамических неустойчивостей, выполненные при помощи этой методики. Неустойчивость границы раздела двух сред разной плотности, ускоряемая ударной волной, получила название «Неустойчивость Рихтмайера-Мешкова». Американский математик Рихтмайер теоретически рассмотрел этот феномен, а Мешков исследовал экспериментально.

В 1999 году под его руководством была организована гидродинамическая лаборатория в СарФТИ, которая занимается исследованиями в области гидродинамики, в частности проблемой гидродинамических неустойчивостей. Какое значение имеет сейчас эта отрасль науки, характеризует тот факт, что по этой проблеме каждые два года проводятся международные семинары.

Входим в комнату нового лабораторного корпуса СарФТИ, в которой на первый взгляд, нет ничего выдающегося: простая мебель, пара компьютеров, непонятные непосвященному приборы, видавшая виды кинокамера и странная прозрачная емкость, из которой почему-то постоянно выливается вода. Увлеченные мальчишки при этом что-то измеряют и записывают… Показывая на них, Евгений Евграфович с улыбкой говорит: «Льют воду на мельницу науки…». А они в прямом смысле льют – ведрами носят!

Е.Мешков о лаборатории:
– Вначале это было место для совместных работ ВНИИЭФ с учеными из Лос-Аламоса(США). Мы продолжали ее развивать, и затем было решено преобразовать в учебно-исследовательскую. Сегодня у нас четыре направления работы. Фундаментальные исследования и прикладные, совершенствование учебного процесса в СарФТИ и работа со школьниками.

– Евгений Евграфович, расскажите подробнее о каждом направлении.
– Одно из фундаментальных исследований, начатое два года назад, – изучение воронки, образующейся при вытекании жидкости через отверстие. На основе изучения этого феномена можно моделировать процесс урагана, научиться останавливать смерчи. Воронка в ванной и смерч в воздухе – для физика одно и тоже. Работа выполняется с участием школьников, в прошлом году ребята выступили на международной конференции в Москве. Продолжаем также заниматься исследованиями неустойчивости Рихтмайера-Мешкова. Над этим работает группа сотрудников ИФВ, ИЛФИ РФЯЦ-ВНИИЭФ и нашей лаборатории.
Второе направление – прикладные исследования. В последнее время мы активно занимаемся актуальной проблемой тушения верховых лесных пожаров. Работаем над созданием простого устройства (что-то вроде миномета или пушки), которое будет стрелять водяными ядрами, используя газовую смесь из метана и воздуха. Такая пушка позволит расстреливать верховые пожары с земли (пока их тушат только с самолетов, что очень дорого).

– Насколько цель реальна?
– Предварительные эксперименты на небольших моделях показали, что принцип работает. Для достижения конечного результата предстоит решить ряд задач научного и прикладного характера, подключив сотрудников РФЯЦ-ВНИИЭФ разных специальностей: математиков, теоретиков, экспериментаторов, конструкторов. Мы надеемся также привлечь внимание МЧС.
Еще одно направление – совершенствование учебного процесса. Недавно нами был предложен способ моделирования газодинамических течений при помощи простого устройства – атмосферной ударной трубы, которая решает проблему создания комплекса лабораторных работ по газодинамике для вузов. На эту методику мы получили патент и теперь внедряем ее в жизнь.

Работа со школьниками заслуживает особого рассказа. По словам заместителя руководителя СарФТИ по научной работе, доктора физ-мат. наук Валерия Борисенка, Евгений Евграфович умеет найти к ним поход. Когда человек сам постоянно занимается наукой, умеет интересно и красиво рассказать о научном эксперименте, продемонстрировать его и, самое главное, дает работать своими руками – это не может не увлечь. Ребята, пришедшие к нему однажды, остаются надолго. Сам Евгений Мешков называет это «Союзом пионеров и пенсионеров»:

– С одной стороны, колоссальный опыт солидных по возрасту ученых, а с другой – энергия, напор и амбициозность юных. Это не просто школьники, это элита. Получился необычный, но чрезвычайно продуктивный симбиоз. С 2003 года у нас постоянно работают несколько групп старшеклассников. Ребята проходят путь от зарождения идеи до разработки методики, ее исследования, воплощения в жизнь и публикации на международных конференциях. Не все сразу клеится. Результат приходит постепенно, шаг за шагом. Время покажет, что это даст. Но уже сейчас, получив такой опыт, они благодарны. Им намного легче учиться в институте, чем остальным. Через лабораторию прошли 20-30 человек. Все без исключения поступили в ведущие вузы. Они – авторы статей, участники международных конференций. Один даже стал соавтором изобретения.

– Вы считаете, что ваши ученики придут на работу в РФЯЦ-ВНИИЭФ?
– Пусть не все вернутся, но кто-то обязательно. Ребята не только получили опыт исследовательской работы, но и завязали общение с сотрудниками ИТМФ, ИФВ. ВНИИЭФ для них – не нечто абстрактное, а конкретные люди, увлекательная исследовательская работа. Они уже включились в нее и коготок увяз! (Cмеется.) Кое-кто из тех, кто начинал, уже пришел на работу в Ядерный центр.

Евгений Евграфович показывает оснащение лаборатории. Раритетная кинокамера для скоростной съемки подарена Юлием Борисовичем Харитоном более 30-ти лет назад и хранится теперь как именное оружие, а для съемки экспериментов есть цифровые фотоаппараты и камера. Большую часть необходимого оборудования лаборатория получает во временное пользование из ВНИИЭФ. Некоторые инструменты закуплены по гранту для ресурсного центра. Есть и то, что разработано и создано самой лабораторией. Например, модель ядерного реактора. Вернее, его тепловыделяющих элементов. Изучение параметров возникающих в модели течений играет важную роль для понимания процессов теплопередачи и совершенствования расчетных методов этих явлений. Установка была создана в союзе с Лос-Аламосской лабораторией. Но главное то, что даже с самыми простыми средствами можно ставить интересные опыты и добиваться результатов. «То, что создается нашими головами и руками, – это совершенно новое. Мы на переднем крае науки», – говорит Евгений Евграфович.

На вопрос корреспондента «почему вы здесь?» ответили «льющие воду» одиннадцатиклассники.

Андрей Сироткин, лицей № 3:
– Работа в лаборатории интересна, увлекательна и дает возможность карь-ерного роста. Например, призовое место в Харитоновских чтениях поможет при поступлении в вуз. Важно уметь самому проводить лабораторные работы, чтобы потом проще было в институте. Но в первую очередь это интересно для личного познания. Я уже давно решил связать свою жизнь с физикой.

Борис Базаров, гимназия № 2:
– Изучение водоворотов, ураганов – интересная тема, которой практически никто не занимался. И мы пытаемся нашими небольшими силами пролить свет на этот весьма темный объект. Постепенно приходит понимание. И в этом важную роль играют наши научные руководители, в том числе и мой отец. Они объясняют нам эти процессы, но и свою долю в исследование мы вносим. Для меня на данный момент наука – как хобби, с которым я, возможно, свяжу свое будущее. Думаю, что ученым могу стать. Хочу и могу.

А.Виноградова,
фото автора