ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 81, № 8, с. 727-735
ИСТОРИЯ АКАДЕМИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ
ОБЪЕДИНЁННОМУ ИНСТИТУТУ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР РАН - 50 ЛЕТ
Объединённый институт высоких температур Российской академии наук формировался с 1960 г. — года создания Лаборатории высоких температур АН СССР. За прошедшее время лаборатория превратилась в крупнейшее учреждение Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, ведущий научный центр страны в области энергетики и теплофизики.
Научной и материальной базой для образования института послужила кафедра инженерной теплофизики Московского энергетического института (МЭИ). Развиваемые на кафедре исследования в области теплофизических свойств и теплообмена были настолько востребованы бурно развивавшейся энергетической, атомной и ракетной техникой и их масштаб столь заметно выходил за традиционные рамки вузовской кафедры и даже проблемной лаборатории, что создание полноценного профильного института стало насущной потребностью. Постановлением Президиума АН СССР 11 июля 1960 г. образовалась Лаборатория высоких температур АН СССР, директором которой был назначен член-корреспондент (впоследствии академик) В.А. Кириллин. Спустя короткое время, в начале 1961 г., его сменил доктор технических наук (впоследствии академик) А.Е. Шейндлин. А уже в 1962 г., выполняя распоряжение Правительства СССР, был органи-
зован Научно-исследовательский институт высоких температур при МЭИ на базе Проблемной лаборатории кафедры Инженерной теплофизики МЭИ и Лаборатории высоких температур АН СССР. К работе в ЛВТ были привлечены ведущие специалисты кафедры. Нужно сказать, что к тому моменту кафедра сама по себе была ещё очень молода: лишь в 1954 г. она выделилась из состава кафедры теоретических основ теплотехники МЭИ; основу профессорско-преподавательского коллектива новой кафедры составили как уже известные учёные, так и недавние выпускники кафедры теоретических основ теплотехники (В.А. Кириллин, А.Е. Шейндлин, Д.Л. Тимрот, Б.С. Петухов, Э.Э. Шпильрайн, В.А. Осипова, Е.А. Краснощёков, Б.П. Голубев, К.А. Якимович, Е.И. Кайрис, С.А. Улыбин).
К тому моменту в ЛВТ уже велись исследования по ряду совершенно новых направлений для нужд перспективной энергетики, расчёта процессов и конструкций энергетических установок, авиационной и ракетной техники. Для высокотемпературных ядерных реакторов требовались новые материалы, которые можно было использовать при очень высоких температурах, поэтому в институте стали проводиться экспериментальные исследования энтальпии, теплопроводности и оптических характеристик таких тугоплавких материалов, как вольфрам, молибден, ниобий, тан-
А.Е. Шейндлин, В.А. Кириллин
тал, ванадий, графит, оксиды алюминия, циркония, карбиды тантала, гафния, циркония, бориды металлов и др. За эти работы А.Е. Шейндлин и В.Я. Чеховской были удостоены премии РАН им. И.И. Ползунова.
Другой масштабный цикл работ выполнялся под руководством Э.Э. Шпильрайна в области теплофизических свойств щелочных металлов с целью их использования в ядерных энергетических установках на быстрых нейтронах, в установках прямого преобразования энергии, а также в ракетных двигателях нового типа. Эти исследования велись в тесном сотрудничестве с Физико-энергетическим институтом в Обнинске, возглавляемом академиком А.И. Лейпунским (совместная работа носит продуктивный характер и по сей день). Параллельно были созданы крупные установки для исследования теплообмена при течении жидких металлов, теплоносителей, претерпевающих химические превращения при высоких параметрах теплообмена. С 1960-х годов начались работы в области низкотемпературной плазмы и МГД-метода преобразования тепловой энергии в электрическую. Все перечисленные исследования носили фундаментальный характер, что и стало основанием для возвращения в 1967 г. НИИВТ при МЭИ в ведение АН СССР. При переходе институт был переименован в Институт высоких температур (ИВТ) АН СССР. Директором был назначен А.Е. Шейндлин, который более 20 лет руководил ИВТАНом. За это время институт стал крупным научным центром СССР с полигонами, филиалами и отделениями по разным направлениям энергетики.
Исследования по низкотемпературной плазме были тесно связаны как с проблемой МГД-преоб-разования энергии, так и с движением ракетных аппаратов в плотных слоях атмосферы. Для решения этих задач были созданы экспериментальный
отдел плазмы, возглавляемый Э.И. Асиновским, и теоретический отдел под руководством члена-корреспондента АН СССР Л.М. Бибермана. Основу теоретического отдела составила группа очень молодых учёных, до того времени работавших на кафедре общей физики МЭИ. Символично и нынешнее тесное сотрудничество с кафедрой, хотя там уже трудятся люди другого поколения, изменились её название, направленность исследований, и кафедра эта, наряду с кафедрой инженерной теплофизики, является базовой кафедрой Объединённого института высоких температур (ОИВТ) в МЭИ. Отдел плазмы очень быстро начал комплекс исследований теплофизи-ческих, электрофизических и оптических свойств низкотемпературной плазмы. Основу отдела составили недавние выпускники кафедры инженерной теплофизики МГУ, МФТИ и других лучших вузов страны. В совокупности эти отделы стали кузницей кадров высшей квалификации, откуда вышли многие ведущие специалисты и руководители института.
Изучение низкотемпературной плазмы остаётся одним из важных направлений деятельности института, в "плазменном мире" ОИВТ всегда занимал достойное место. Широко известны работы в области различных типов газовых разрядов (электрическая дуга, СВЧ-разряд и импульсная корона, импульсно-периодические разряды и лазеры на парах металлов, криогенные разряды, технологические плазмотроны и др.), теоретические и экспериментальные исследования особенностей поведения неидеальной плазмы, тонкие эффекты, открытые с помощью современных суперкомпьютеров. Многие из полученных результатов сегодня признаны классическими (формулы Бибермана—Холстейна или Бибермана—Нормана).
В.Я. Чеховской, Э.И. Асиновский, М.А. Стырикович, Б.С. Петухов, В.А. Фабрикант, Б.Я. Шумяцкий, Л.М. Биберман, Э.Э. Шпильрайн
Другое традиционное направление, без которого было трудно осуществить многие важные работы института, - разработка баз данных и справочников по термодинамическим и теплофизиче-ским свойствам веществ. Созданное для решения этих задач по инициативе академика В.П. Глушко подразделение за короткий срок выпустило фундаментальные справочные издания, ставшие настольными книгами учёных и конструкторов.
На первом этапе исследований по МГД-тема-тике удалось сформулировать физические принципы работы МГД-генераторов открытого цикла и продемонстрировать их на лабораторных стендах. Параллельно были развёрнуты исследования по физике низкотемпературной плазмы, сверхпроводящим магнитным системам, высокотемпературным материалам и другим направлениям, важным для создания МГД-генераторов. Затем была создана модельная энергетическая установка У-02, содержащая прототипы основных элементов будущей МГД-электростанции. Установка У-02 была запущена в 1964 г. в одном из старых корпусов ТЭЦ-2 в самом центре Москвы, около кинотеатра "Ударник". Для проведения исследований на этой установке и по МГД-тематике в целом был образован отдел МГД-установок, который возглавил Б.Я. Шумяцкий. Создание установки У-02 дало старт государственной программе исследований в области практического освоения МГД-метода преобразования энергии для нужд большой энергетики. Важным этапом стало сооружение опытно-промышленной установки У-25. Для проектирования МГД-генератора в Минэнерго
СССР было создано специальное ОКБ нового оборудования (ОКБ НО) под руководством В.А. Прокудина, позже вошедшее в состав ИВТАНа. Для строительства установки была выбрана площадка на севере Москвы по соседству с ТЭЦ-21 Мосэнерго. Это решало проблемы снабжения У-25 энергоресурсами и передачи вырабатываемой ею электроэнергии в систему Мосэнерго.
Одновременно с началом сооружения У-25 началось перебазирование на эту площадку основных научных подразделений ИВТАНа. В этот пе-
Общий вид машинного зала установки У-25
Обсуждение проблем МГД-преобразования энергии с президентом АН СССР академиком М.В. Келдышем
риод ИВТАН ОКБ НО усилилось созданием мощного опытного производства для изготовления уникального оборудования. Руководителем производства был назначен Б.А. Штернин. Установка У-25 пущена в 1971 г. К этому моменту численность сотрудников института приближалась к 4 тыс. человек, а производственная инфраструктура института выходила за рамки традиционной академической, поскольку сочетала в себе, наряду с огромным исследовательским потенциалом, необыкновенные производственные возможности, усиленные близким соседством с ТЭЦ, что предопределяло практически неограниченные ресурсы электроэнергии, тепла, воды и газа. Фактически институт превратился в уникальный научный центр с обширными внутрисоюзными и международными связями. Этот путь был пройден всего за 10 лет, что явилось уникальным достижением молодого коллектива энтузиастов и единомышленников, возглавляемого академиком А.Е. Шейндлиным.
На установках У-02 и У-25 были разработаны системы ввода и вывода ионизирующейся присадки (руководитель академик М.А. Стырико-вич), регенеративные теплообменники с шаровой насадкой нового типа для подогрева окислителя до температур 2300 К, камеры сгорания, обеспечивающие на выходе температуру рабочего тела 2300 К, инверторные системы для подключения к системе или нагрузке, конструкции и материалы для электродных и изоляционных стенок. В общей сложности были созданы и испытаны около 30 каналов различной конструкции.
На площадке установки У-25 разрабатывалась серия отдельных МГД-установок для решения новых задач. В рамках советско-американского сотрудничества (масштаб которого по тем временам также считался необычным) в конце 1977 г. была пущена установка У-25Б. Её изюминкой стал сверхпроводящий магнит с индукцией 5Т изготовленный в Аргоннской национальной лаборатории США, для которого в институте разработали специальный канал диагональн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.