По волнам акустики

По инициативе ИПФ РАН Организаторами конференции выступили Научный со- вет по акустике РАН, Российское акустическое обще- ство, Федеральный исследовательский центр «Институт прикладной физики РАН», ННГУ им. Н. И. Лобачевского, Акустический институт им. акад. Н. Н. Андреева. Финан- совую поддержку конференции оказали Российский фонд фундаментальных исследований, АО «Концерн "Океанприбор"», АО «ЦКБ МТ "Рубин"», ООО «Акустик Групп». Всероссийская акустическая конференция, несмотря на небольшой порядковый номер, имеет значительную предысторию. По сути, она продолжила многолетнюю традицию Всесоюзных акустических конференций (пер- вая из которых была проведена в 1936 году, а послед- няя  — 11-я — в 1991-м). Затем, в 1990-е – 2000-е годы, в разных городах страны регулярно проводились по- литематические сессии Российского акустического об- щества (последняя такая сессия состоялась в 2012 году в Таганроге). С учетом этого многолетнего опыта и тра- диции, в 2014 году по инициативе Научного совета по акустике РАН в Москве, в здании Президиума РАН со- стоялась Первая Всероссийская акустическая конфе- ренция, участники которой приняли решение о регу- лярном проведении таких конференций один раз в три года. Инициативу проведения следующей конференции в 2017 году взял на себя ИПФ РАН. В работе нижегородской конференции приняли участие около 250 специалистов более 60 научных ин- ститутов, университетов и научно-производственных предприятий из различных регионов России — от Пе- тропавловска-Камчатского и Владивостока до Апатит и Севастополя. В программу были включены около 280 докладов, авторы которых представили результаты фундаментальных и прикладных работ практически по всем направлениям современной акустики: по акустике океана, аэроакустике, геоакустике, нелинейной акусти- ке, физической акустике, шумам и вибрациям, распро- странению и дифракции звуковых волн, акустическим измерениям и стандартизации, акустоэлектронике, оп- тоакустике и акустооптике, биомедицинской акустике, архитектурной и строительной акустике, акустике речи. На крыльях акустики Как пояснил на открытии конференции директор ИПФ РАН академик Александр Михайлович Сергеев, «акусти- ка океана — это одно из двух крыльев, на которых начал свой взлет ИПФ РАН в 1977 году». Большое влияние на развитие акустических исследований в нашем городе в свое время оказали работы Л. М. Бреховских и его шко- По волнам акустики Акустика входит в число приоритетных направлений научных исследований в Рос- сии. Всероссийский форум специалистов в области акустики и ее многочисленных приложений — Вторая Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с ХХХ сессией Российского акустического общества — прошел в Институте при- кладной физики РАН в июне 2017 года. Проведение конференции было приурочено 40-летию ИПФ РАН и 100-летию со дня рождения академика Леонида Максимовича Бреховских (1917–2005), внесшего выдающийся вклад в развитие акустики океана в России и в мире. НАУКА Лауреаты конкурса докладов молодых ученых 16 лы, поскольку с первых лет становления ИПФ РАН важ- нейшей частью ведущихся в нем фундаментальных и прикладных направлений стала низкочастотная гидро- акустика. Работы в этой области стали продолжением цикла прикладных исследований, выполненных еще в НИРФИ в 1960–70-е годы под руководством члена-кор- респондента РАН Виталия Анатольевича Зверева. Уже в те годы было известно, что низкочастотные акустиче- ские сигналы являются наиболее эффективным инстру- ментом мониторинга океана на больших расстояниях. Концепция активной низкочастотной гидролокации, или освещения подводной обстановки, предложенная ака- демиком Андреем Викторовичем Гапоновым-Греховым, получила надежное обоснование благодаря успешным натурным экспериментам и обширным теоретическим исследованиям, выполненным в ИПФ. Одно из важней- ших достижений института — натурная демонстрация возможности дальнего (до 500 км) картирования под- водных возвышенностей и обнаружения локальных не- однородностей в океане. Это послужило основой для разработки принципов организации и структуры си- стемы дальнего освещения подводной обстановки для дальневосточных морских рубежей России. На рубеже 1990–2000-х годов с участием ИПФ был выполнен ряд уникальных российско-американских экспериментов по акустической термометрии в Тихом океане на трассе Гавайи — Камчатка (4700 км) и в Арктике (трассы протя- женностью от 1000 до 2600 км). В середине 2000-х годов ИПФ РАН выполнил цикл экспериментальных исследо- ваний в области акустики мелкого моря, в которых были использованы разработанные в институте оригиналь- ные излучающие и приемные антенные системы. В настоящее время ИПФ РАН продолжает разработку методов и средств активной диагностики океана, осно- ванных на использовании мощных гидроакустических источников, сигналы которых делают «видимыми» не- однородности океанской толщи или движущиеся в ней объекты. Сейчас институт является ведущим в стране и мире разработчиком активных систем низкочастотной гидроакустики. — Уникальные эксперименты позволили сделать вывод о возможности акустической системы долговре- менного мониторинга глобальной температуры оке- анических вод, актуальной в связи с исследованиями по проблемам климата Земли. В 2000-е годы основные экспериментальные работы ИПФ РАН выполнялись в ак- ваториях Баренцева и Балтийского морей. Полученные результаты важны как для разработки систем гидроаку- стической защиты окраинных морей России, так и для ис- следований по освоению Арктического шельфа, — рас- сказывает Александр Сергеев. — Акустические методы используются даже в археологии. Так, ИПФ совместно с учеными ННГУ проводил исследование древних захо- ронений методом когерентной сейсмоакустики, пред- ложенным ранее нашими сотрудниками. Очень много работ института посвящено биомедицинской акустике. НИРФИ первым в СССР создал медицинские системы для ультразвуковой диагностики, в дальнейшем были созда- ны и другие приборы, использующие нелинейные свой- ства биологических жидкостей для диагностики. Так что на стыке наук получаются интересные результаты. Мультидисциплина — Акустика является междисциплинарной наукой, ис- пользующей для решения своих проблем широкий круг дисциплин: математику, физику, психологию, архитек- туру, электронику, биологию, химию, медицину, теорию музыки и другие, и с помощью акустики можно решить огромный спектр научных проблем, — отмечает про- фессор Российского государственного университета нефти и газа, председатель Научного совета РАН по аку- стике Игорь Борисович Есипов. — На конференции были представлены работы, развивающие методы не только привычной УЗИ-диагностики, но и УЗИ-хирургии. Напри- мер, с помощью мощного ультразвука стало возможно хирургическое вмешательство без проведения опера- ции как таковой в привычном смысле слова. Фокусируя интенсивность звука в ту или иную точку человеческого тела, можно локально «выжечь» пораженный очаг, а опе- рацию на мозге выполнить без трепанации черепа. Ины- ми словам, речь идет о точечной хирургии раковых опу- холей с помощью ультразвуковых методов. Такие опыты уже ведутся в МГУ и ННГУ, совместно с американскими учеными проводятся эксперименты. Акустика широко применяется и при добыче нефти. «Легкие» способы ее добычи почти исчерпаны, и с помощью акустических ме- тодов технологическую цепочку разведки, разработки, добычи и транспортировки нефти можно удешевить на 30–40 % и сделать экологически безопасной. С помощью акустических методов возможна разработка системы обнаружения беспилотных подводных средств, а так- же передачи информации под водой, в которой не рас- пространяется ни один другой вид электромагнитных волн  — ни свет, ни радиоволны. Поскольку океан яв- ляется отличным звукопроводящим каналом (это было в свое время одно из важнейших открытий в акустике, соавтором которого является Л.М. Бреховских), то киты общаются под водой на расстоянии до 1000 км: строят Александр Сергеев, директор ИПФ РАН свою навигацию, ищут сородичей. Образно выражаясь, НАУКА Игорь Есипов, профессор Российского государственного университе- та нефти и газа, председатель Научного совета РАН по акустике «Поиск-НН» № 6–7 (204–205), 2017 17 китов не надо учить акустике, они ее знают от рождения, но для человека океан — не родная его стихия, и потому ее освоение нами невозможно без глубоких знаний аку- стики и акустических устройств. Одним из наиболее активно развивающихся направ- лений современной акустики является архитектурная и  строительная акустика, одной из задач которой яв- ляется расчет общественных помещений. Это направ- ление берет свое начало в 30-х годах с неосуществлен- ного грандиозного проекта строительства в Москве Дворца Советов. Перед авторами этой идеи стояли две огромные акустические проблемы: спроектировать зал на 5000 зрителей, до каждой точки которого хоро- шо доносились речи с трибуны, и установить на крыше Дворца динамики с тем расчетом, чтобы сильные звуки не оглушали соседние кварталы, но были бы слышны по всей Москве. Вторая задача осталась нерешенной (как известно, Дворец Советов не был построен), но на нее были выделены средства, привлечены специалисты и сформирована лаборатория физического института АН СССР, которая в дальнейшем и выросла в Акустиче- ский институт. Сейчас задачи оповещения неактуальны, можно оповестить даже с помощью СМС-ки, а в те годы это было сопряжено с большими трудностями. Что касается применения акустических методов в  прогнозировании природных катаклизмов, особо актуальном нынешним летом, то в представленном на конференции докладе сотрудника Института физики ат- мосферы им. А.М. Обухова РАН Олега Евгеньевича Попо- ва говорилось о численных методах прогнозирования распространения звука в атмосфере с учетом атмосфер- ных особенностей, и эти акустические методы позволя- ют решать так называемые обратные задачи, когда по изменениям скорости распространения звука можно восстановить структуру среды, в которой происходит это распространение, то есть следить за изменением состояния атмосферы. С другой стороны, природные ка- таклизмы и их прогнозы связаны напрямую не только с атмосферными проявлениями, но и с погодой в океане. Для исследования ее также необходимы акустические методы, они обсуждались на конференции. Вклад нижегородцев По мнению участников встречи, нижегородская акусти- ческая конференция имеет всероссийское значение не только потому, что продолжила традицию подобных встреч и способствовала росту интереса к акустиче- ским проблемам. Когда специалисты приезжают в но- вые места, то там неизбежно возникает новый уровень научного общения, налаживаются контакты и знаком- ства. А главное — появляются новые идеи. — Когда мозг настроен на решение какой-то зада- чи, то любая подсказка или даже случайно услышанная фраза становятся полезными. Так что конференция дает возможность изменить стандарт своего мышления, — заверяет Игорь Есипов. — Яркой особенностью данной конференции стало значительное количество молодых ученых. Организаторами конференции была разработана специальная «молодежная программа», включавшая ча- стичную финансовую поддержку участия молодых специ- алистов в конференции, конкурс докладов молодых уче- ных, экспресс-практикум в акустических лабораториях ИПФ РАН и ННГУ. Кстати, нижегородские вузы дали специалистов по акустике не только для ИПФ РАН. Специалисты, получив- шие образование в Нижнем Новгороде, работали и ра- ботают во многих научных центрах, где развивается эта наука. Например, Виктор Иванович Ильичев, известный российский океанолог и организатор науки, академик Академии наук СССР, в 1955 году окончил радиофизиче- ский факультет ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Он 19 лет ра- ботал в Акустическом институте и затем 20 лет возглав- лял Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН во Владивостоке. Основная тематика его работ  — аку- стическая и гидродинамическая кавитация, гидрология моря и кавитационная прочность жидкости. В Нижнем Новгороде в память об академике Ильичеве открыта ме- мориальная доска на здании областного Министерства образования (когда-то в этом доме жила семья Ильиче- вых). «Конференция продемонстрировала, что Нижний Новгород — один из центров российской акустики. По многим направлениям современной акустики россий- ские специалисты занимают передовые позиции, в от- расли работают перспективные молодые исследователи. Мы готовы проводить исследования совместно с  ИПФ РАН», — заверил Игорь Есипов. ЛЕОНИД МАКСИМОВИЧ БРЕХОВСКИХ родился 23 апреля (6 мая) 1917 года в Вологод- ской губернии. Ученый в области физики, аку- стики океана, автор важнейших открытий в области акустических исследований океана, академик Акаде- мии наук СССР и РАН, академик-секретарь Отделе- ния океанологии, физики атмосферы и географии АН СССР, член Президиума АН СССР, советник Президиума РАН, основатель и директор Акустического институ- та АН СССР, завлабораторией Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Герой Социалистического Тру- да, лауреат Ленинской премии. Cтендовая сессия Елена Борматова
Читайте также
Комментарии