|
НАУКОВА ШКОЛА З
ТУРБІНОБУДУВАННЯ
Заснована в 1930 р. на базі кафедри турбінобудування.
Засновник кафедри і наукової школи В.М. Маковський (1870—1941) у 1894 р. закінчив Харківський технологічний інститут. Працював професором теплової механіки і ректором Гірничого інституту (Дніпропетровськ, 1926—1928 рр.).
Першим в СРСР В.М. Маковський підняв питання про створення нового теплового двигуна — газової турбіни, що дозволяє здійснити ефективне енергетичне використання продуктів підземної газифікації вугілля на місці видобутку газу. Ще в 1925 р. В.М. Маковський показав переваги газових турбін постійного тиску. Одна з головних заслуг вченого полягає в обґрунтуванні доцільності і перспективності турбін з постійним тиском згорання, у той час як зарубіжні, у тому числі й німецькі, інженери працювали над турбіною з постійним об’ємом згорання. Подальший розвиток газотурбінобудування підтвердив правоту вченого.
У 1933 р. В.М. Маковський організував першу в СРСР газотурбінну лабораторію в Харкові. Під керівництвом В.М. Маковського вчені з широким залученням студентів старших курсів і дипломників створюють проект газової турбіни потужністю в 736 кВт для роботи на газі підземної газифікації вугілля. У 1940 р. турбіна була побудована Харківським турбогенераторним заводом. У турбіні була реалізована водяна система охолодження ротора і проточної частини, що дозволяло довести початкову температуру газу до 900o С. У світовій практиці ще не було жодної високотемпературної газової турбіни. Науково-технічна громадськість присвоїла цій турбіні титул «Газова турбіна Маковського», який став загальновизнаним. Турбіна експлуатувалася в Горлівці (Донбас), де в той час здійснювалася ідея підземної газифікації кам’яного вугілля. Розпочаті в 1941 р. випробування були перервані Великою Вітчизняною війною.
Відомими представниками наукової школи є доктор технічних наук Я.І. Шнєе (1902—1977), під керівництвом якого у 1935 р. виготовляється перша вітчизняна парова турбіна потужністю 50 тис. кВт, створюються проекти унікальних агрегатів, зокрема, парової турбіни потужністю 100 тис. кВт; В.М. Капінос, доктор технічних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки — перший у вітчизняній теплофізиці провів комплексні дослідження проблем теплообміну в парових і газових турбінах; М.Є. Левіна (1911—1990) — перша випускниця (1932) кафедри турбінобудування ХММІ, брала участь в роботах зі створення першої в СРСР стаціонарної газової турбіни (1933—1941), наукова діяльність присвячена питанням проектування із зменшеним градієнтом ступеню реактивності; лауреат Державної премії України в галузі науки та техніки Г.О. Соколовський (1929—1986) займався вирішенням актуальних задач теорії просторової трансзвукової течії газу у міжлопаткових каналах решіток турбін; В.М. Пономарьов (1932—1981) вирішував питання проектування останніх ступенів і експериментальних досліджень їх моделей в лабораторних умовах, а також на теплових електричних станціях; лауреат Державної премії України в галузі науки та техніки А.В. Гаркуша (1929—2001) керував та безпосередньо приймав участь у проведені масштабних експериментальних досліджень щодо створення оптимальних меридіональних обводів периферії ступенів циліндрів низького тиску, широкорежимних дифузорів вихлопних патрубків циліндрів високого та низького тиску і передостаннього двох’ярусного ступеня для тихохідної турбіни потужністю 2000 МВт; А.Ф. Слітенко розробляв розрахункові методи для визначення граничних умов теплообміну в проточній частині газових турбін, що лягли у основу комп’ютерної програми «Coolsys», ця програма широко використовується практично на всіх турбінобудівних підприємствах і підприємствах авіаційного моторобудування країн СНД; Ю.В. Гречаніченко (1937—1992) наукову роботу присвятила питанням експериментального дослідження пограничного шару на торцях решіток турбін і розробці методу його розрахунку, під її керівництвом разом з конструкторами і виробничниками НВО «Турбоатом» та Центральним котлотурбінним інститутом в 1983 р. підготували для включення в галузевий стандарт профілей нових соплових лопаток з подовжувачами.
З 2004 р. наукову школу очолює А.В. Бойко — доктор технічних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки.
Під керівництвом А.В. Бойка успішно ведуться роботи з розробки системи автоматизованого проектування турбін та їх елементів, особливостями яких є наявність єдиного універсального інформаційного простору для всіх об’єктів, частин і елементів турбоагрегату; можливість отримання оптимальних рішень на всіх рівнях проектування, зокрема з урахуванням режиму експлуатації.
Професором В.П. Суботовичем, лауреатом Державної премії України в галузі науки і техніки та його учнями розроблені якісно нові методи розв’язування прямої, гібридної (змішаної) та оберненої задач теорії решіток у квазітрьохвимірній (Q3D) постановці з метою їх використання для оптимального проектування лопаток. Результати експериментальних досліджень підтвердили, що розроблені математичні методи, які включають і розрахунок вторинних течій, достатньо повно відображають фізичну картину течії у вінцях. Обернена задача забезпечує виконання великого переліку обмежень на конструкцію решітки, в тому числі виконання умови мінімуму сумарних аеродинамічних втрат і вимог з міцності та процесу виготовлення. У практиці вітчизняного турбобудування обернена задача теорії решіток у Q3D-постановці використовується вперше.
Під керівництвом професора О.І. Тарасова розробляються нові підходи до створення систем охолоджування високотемпературних газових турбін на основі застосування нетрадиційних холодоагентів. Створена спільно з ВАТ «Турбоатом» система охолоджування ГТЕ-115М дозволила підвищити початкову температуру газу більш ніж на 10 %, що істотно поліпшило ефективність газотурбінного устаткування.
Враховуючи величезний вклад кафедри турбінобудування у розвиток енергетичного машинобудування України, унікальні можливості обладнання науково-дослідної лабораторії для подальшого удосконалення турбомашин, постановою Кабінету Міністрів України від 27 грудня 2006 року № 665 науково-дослідний комплекс експерименталього устаткування з вивчення газодинамічних і теплофізичних процесів у турбомашинах НТУ «ХПІ» МОН України внесено до Державного реєстру наукових об’єктів, що становлять національне надбання.
Наукове значення об’єкту визначається передовими в Україні та в світі напрямками експериментальних і теоретичних досліджень турбомашин, що проводяться на його базі. Ведуться газодинамічні дослідження, що визначають основні принципи проектування парових турбін великої одиничної потужності і дослідження в області теплофізичних проблем турбінобудування, що дають можливість вирішувати питання термічного маневрування та експлуатаційної надійності парових і газових турбін.
НАУКОВА ШКОЛА ФІЗИКИ ПЛІВОК
ТА ФІЗИЧНОГО МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА
Наукову школу засновано у 1953—1955 рр. видатним вченим, заслуженим діячем науки України, лауреатом Державної премії України, завідувачем кафедри «Фізика металів та напівпровідників» Харківського політехнічного інституту, професором, доктором фіз.-мат. наук Л.С. Палатником (1909—1994).
З 1930 по 1935 рр. навчався на хімічному факультеті Харківського державного університету (ХДУ). У 1934 р., за рік до закінчення ХДУ, очолив рентгенівську лабораторію Харківського електромеханічного заводу. Під час війни і евакуації заводу став керівником ЦЗЛ ХЕМЗ, яку очолював до переводу у 1947 р. до ХДУ. У 1953—1961 рр. він очолює кафедру металофізики ХПІ (нині кафедра фізики металів і напівпровідників (ФМП). З 1961 р. життя Л.С. Палатника повністю пов’язане з ХПІ та кафедрою ФМП, якою він керував до 1988 р. Саме на базі кафедри ФМП він засновує і формує наукову школу з фізики плівок і фізичного матеріалознавства, невід’ємною часткою якої стала створена ним у 1963 р. проблемна науково-дослідна лабораторія мікроплівкової електроніки.
Наукові праці Л.С. Палатника є великим внеском у розвиток теорії фазових перетворень, термодинаміки багатокомпонентних систем, фізики кристалів і аморфних речовин, надпровідності й магнетизму, фізики напівпровідникових сполук, фізики й техніки тонких плівок, плівкового матеріалознавства, а також у розвиток новітніх методів дослідження структури й властивостей твердих тіл. Він був одним з перших, хто в конденсованих плівках побачив принципово новий фізичний об’єкт і зрозумів їх величезне прикладне значення й перспективи. В результаті Л.С. Палатника визнано у світі як одного із засновників нового напрямку фізики конденсованого стану — фізики плівок. Вони склали матеріалознавчу основу вітчизняної мікроелектроніки ще в період її становлення й стрімкого зростання. Його праці заклали також фундамент сучасної нанотехнології. Він був автором та ініціатором також багатьох пріоритетних робіт у таких перспективних галузях науки, як напівпровідникове матеріалознавство, фізика аморфних сплавів, високотемпературна надпровідність, фізика різання, зносу і тертя та ін. Він став одним з основоположників космічного матеріалознавства.
Л.С. Палатник був найталановитішим педагогом та оpганізатоpом науки. Протягом 35 років очолював кафедpу фізики металів і напівпpовідників і понад 40 років керував заснованою ним науковою школою. Він був ініціатором створення й оpганізатоpом фізико-технічного факультету в ХПІ, на якому були зосереджені кафедри з підготовки фахівців з перспективних напрямків науки і техніки (плівкові технології, перетворення сонячної енергії, низькотемпературне, космічне і радіаційне матеріалознавство, кріогенна техніка, інженерна електрофізика та ін.). Ще в 1950-і рр. він організував перший в країні студентський науковий семінар, на якому студенти опановували ази наукової роботи та з перших років навчання залучались до наукової діяльності. Він виховував у молоді творче ставлення до вирішення науково-технічних завдань, а також вів активну громадську роботу, був членом багатьох науково-технічних рад і товариств.
Роботи Л.С. Палатника широко відомі не лише в Україні, Росії та країнах колишнього СРСР, але й у далекому зарубіжжі. Його фундаментальну працю з теорії фазових перетворень у багатокомпонентних системах перевидано у США.
За цикл робіт з розмірних ефектів йому було присуджено Державну премію УРСР (1986). У 1992 р. присвоєно почесне звання заслуженого діяча науки України. До останнього дня свого життя Лев Самійлович займався активною науково-педагогічною діяльністю.
Наукова школа «Фізика плівок та фізичне матеріалознавство» одна з найстаріших та найвідоміших шкіл України. Роботи школи широко відомі світовій науковій громадськості, вони сприяли становленню й розвиткові нових прикладних напрямків — мікро- та оптоелектроніки, космічного матеріалознавства та космічних технологій, радіаційної фізики, електронної техніки. Унікальність школи – в широкому спектрі напрямків, що розвиваються її представниками як у ХПІ, так і в інших закладах країни. Ці напрямки у свою чергу гілкувалися, оскільки виникали нові аспекти розвитку. Відповідно до цього на кафедрі було створено ряд лабораторій: вакуумну (лабораторія фізичної кінетики), рентгенівську, електрономікроскопічну, електронографічну, механічну, магнітну, фізико-технічну, мас-спектрометричну, оптичну та лабораторію фізичних методів дослідження. Величезний обсяг експериментальних даних, отриманих школою, розвиток уявлень про тонкоплівковий стан речовини, обумовлений фізичними й структурними розмірними ефектами й провідною роллю внутрішніх та зовнішніх поверхонь розділу, виявлення його впливу на електричні, магнітні, надпровідні, напівпровідникові, теплові й механічні властивості, що призводить до прояву класичних і квантових розмірних ефектів, підготували ґрунт для переходу до повномасштабного вивчення наностану речовини й розвитку нових галузей фізики, хімії й технології нанорозмірних об’єктів.
Починаючи з 1970-х рр. науковцями виконується великий масив робіт з космічного матеріалознавства. У 1981 р. зареєстровано відкриття № 245 «Властивість хімічної інертності домішок металів у напівпровідниках зі стехіометричними вакансіями». Розроблено нові методи рентгенографічного, електронографічного, електрономікроскопічного, мас-спектрометричного аналізу структури наноматеріалів і нанокомпозицій.
Завдяки реалізації принципу інтеграції структурних досліджень та виміру фізичних властивостей плівок в одному комплексі з їхнім синтезом встановлено фундаментальний взаємозв’язок структури, властивостей, технології нанесення й застосування тонких плівок та інших наноматеріалів, створено наукові основи одержання плівок та плівкових мікро- і нанокомпозицій, нових напівпровідникових сполук і надграток, багатошарових покриттів, високотемпературних надпровідників та інших матеріалів для мікроелектроніки, рентгенівської оптики, геліоенергетики, приладо- та машинобудування; розроблені методи прогнозування поводження функціональних та конструкційних матеріалів в екстремальних умовах багатофакторного впливу, зокрема в ядерних і термоядерних реакторах та космічних умовах, підвищення їх стійкості й робочого ресурсу, створення засобів їх захисту.
Суспільне значення діяльності школи розкривається насамперед в тих нових ефектах, розробках нових матеріалів, методиках дослідження структури та властивостей, які мають значення для загального розуміння природи конденсованого стану матерії, а також для створення нових приладів, апаратів та технологій, яких потребує сучасна промисловість. Великий об’єм та рівень наукової продукції школи сприяли встановленню високого рейтингу вітчизняної науки в світі.
Наукова школа фізики плівок та фізичного матеріалознавства активно розвивається і сьогодні учнями Л.С. Палатника.
Основні наукові результати і досягнення наукової школи відповідають світовому рівню, більшість з них не має аналогів в Україні та в світі. Школа посідає почесне місце у світовій науці, бере активну участь в реалізації міжнародних проектів та в міжнародному співробітництві.
|
