Самарский университет и ученый из США создают основы для разработки эффективных и экологически чистых двигателей

В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королёва создается новая международная научная лаборатория "Физика и химия горения". Ее возглавит  ученый с мировым именем, специалист в области квантовой химии, профессор Международного университета Флориды (Майами, США) Александр Мебель.

Исследования будут проводиться в 2017-2019 гг. на средства мегагранта, выделенного правительством РФ для государственной поддержки научных исследований по теме "Разработка физически обоснованных моделей горения", проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных организациях высшего образования. Результаты этих  исследований будут способствовать созданию наиболее экологичных и эффективных камер сгорания  газотурбинных двигателей силами ученых Самарского университета.
 

Александр Мебель известен в научном мире, прежде всего, своими исследованиями  в области квантовой химии. Несколько лет назад вместе с американским ученым Майклом Хэвеном и профессором Самарского университета Валерием Азязовым он уже начал проводить совместные исследования в Самарском университета по тематике лаборатории "Структура и динамика квантовых систем", входящей в состав НОЦ физики неравновесных  открытых систем (НОЦ ФНОС). Новая научная лаборатория "Физика и химия горения", создаваемая под руководством Александра Мебеля на средства мегагранта правительства РФ в Самарском университете, будет иметь статус отдельного подразделения, но сохранять тесные связи с научно-образовательными центрами газодинамических исследований (НОЦ ГДИ) и НОЦ ФНОС, и будет специализироваться на изучении физико-химической "составляющей" процессов  горения в различных двигателях. 
 

"Вместе с профессором Самарского университета Валерием Азязовым мы продолжим изучение процессов горения в различных видах двигателей – автомобильных, авиационных, газотурбинных. В ходе проведения исследований будут решаться две задачи: во-первых, нужно, чтобы в процессе сгорания топлива выделялось как можно больше энергии, что повышает КПД, а, во-вторых, требуется минимизировать выделение вредных веществ, обеспечив тем самым приемлемую экологическую нагрузку на внешнюю среду. Речь, прежде всего, идет о наиболее вредных выбросах, в первую очередь канцерогенных молекул", - обозначил  задачи новой лаборатории в ходе своего недавнего визита в Самарский университет ее научный руководитель. 
 

Знание поверхностей потенциальной энергии химических реакций, протекающих в камере сгорания двигателей, позволит исследователям строить довольно точные кинетические компьютерные модели, рассчитывать механизм той или иной химической реакции, а также ее скорость и выход различных продуктов. Сами расчеты при этом будут производиться как в США, так и в вычислительном кластере Самарского университета, который базируется на университетском суперкомпьютере "Сергей Королёв". Для экспериментальной проверки создаваемых компьютерных моделей горения будут использованы лазерные установки, которыми располагают НОЦ ФНОС и НОЦ ГДИ Самарского университета. После того, как в новой лаборатории будут проведены модельные расчеты и получено экспериментальное подтверждение их корректности и точности, полученные модели будут переданы инженерам-двигателистам для конструирования оптимальной конструкции камер сгорания двигателей. 

 

"Самое замечательное в этом проекте - выстраивается классическая линейка, когда результаты фундаментальных исследований процессов горения находят себе применение в решении прикладных научных задач. То есть результаты этих исследований будут использованы в научно-образовательном центре газодинамических исследований, где решаются вопросы полноты сгорания топлив, экологического и энергетического эффектов, возникающих при сгорании топлив. Такой симбиоз приведет к созданию экологичной и эффективной камеры сгорания газотурбинных двигателей", - убежден проректор Самарского университета Андрей Прокофьев.
 

Кроме того, новая лаборатория под руководством ученого с мировым именем, создаваемая в Самарском университете, будет способствовать практической реализации  принципа "обучение через исследования", который сейчас активно внедряется в ведущих университета России. "Мы будем активно привлекать к работе в лаборатории аспирантов и студентов Самарского университета. У нас уже есть четыре-пять действующих сотрудников, еще троих ждем на собеседование. Мы будем рады притоку в наш новый коллектив способных и энергичных студентов, аспирантов, НПР и научных работников, желающих на квантовом уровне и на современном оборудовании изучать элементарные атомно-молекулярные процессы. На первом этапе главная наша забота - создание мотивированной команды", - рассказал Александр Мебель.