Практическая теплофизика

Без знаний, которые дает теплофизика, нельзя построить электростанцию или отправить на орбиту космический аппарат. Направления, которыми занимается Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе, ориентированы главным образом на практические результаты — от диагностики и моделирования процессов теплообмена до создания новейших приборов и оборудования. А профессор Дмитрий Маркович, заместитель директора по науке, готов доказывать государству и бизнесу, что без науки — фундаментальной и прикладной — не удастся реализовать ни одну из поставленных современностью задач.

— Сразу после получения диплома вы стали работать на кафедре теплофизики. Чем она привлекла вас? Или это вышло случайно?

— Случайности здесь никакой не было. Когда я был студентом старших курсов, выполнял дипломную работу по аэродинамике в топочном пространстве перспективных угольных котлов, которые разрабатывались для Красноярского топливно-энергетического комплекса. Основные научные интересы сформировались уже тогда — струйные, закрученные потоки, когерентные структуры в турбулентных течениях. В тот момент у меня и у моих одногруппников возникло понимание необходимости одновременного и взаимодополняющего математического и физического моделирования процессов на основе передовых методов. Мы и тогда, в 1980-е гг., старались использовать новейшие методы, продолжаем делать это и сейчас, конечно, с учетом прогресса, который дали последние 30 лет.

Вскоре после окончания Красноярского госуниверситета я стал работать на кафедре теплофизики, на которой защищал диплом. Для меня это было естественным выбором, ведь классическое университетское образование в существенной степени это и предполагает. Приглашали и в отраслевой институт теплоэнергетического профиля. Но внутренних сомнений в выборе у меня не было. Большое влияние на формирование моих научных интересов, безусловно, оказал С.В. Алексеенко, директор Института теплофизики, который был моим научным руководителем в университете, и в настоящее время мы с ним продолжаем продуктивно работать — я его заместитель по научной работе.

— Теплофизика — широкое понятие. Какими ее направлениями занимается ваш институт?

— Действительно, теплофизика включает большое количество дисциплин. И по охвату тематики наш институт, пожалуй, один из наиболее многопрофильных.

Это теория теплообмена, процессы переноса в целом, гидрогазодинамика, термодинамика, теплофизические свойства веществ, динамика разреженного газа, физика низкотемпературной плазмы и т.д. Это наша особенность, которая, с одной стороны, представляет собой безусловный плюс — коллектив института в состоянии взяться за широкий спектр задач, а с другой — становится причиной того, что не всегда удается сконцентрировать на конкретной масштабной задаче необходимое количество ресурсов — интеллектуальных и материальных (в смысле лабораторной базы). Тем не менее практика нашей работы в последние годы показывает, что такая широта охвата себя оправдывает: Институт теплофизики СО РАН стал одним из лидеров среди российских академических институтов по числу грантов (даже не удельно, а в абсолютном исчислении) на фундаментальные исследования и вообще по объему грантового финансирования.

Исторически институт теплофизики создавался как академическая база для изучения теплогидравлических процессов в интенсивно развивавшейся в 1950–1960 гг. индустрии атомной энергетики. Со временем добавлялись и другие направления — оборонка, космос, традиционная энергетика. Фундаментальные исследования Института теплофизики в основном имеют ориентированный характер. Это действительно так: новые знания, получаемые в нашем институте, могут быть использованы в обозримой перспективе при развитии реальных технологий. Хотя есть и направления, имеющие исключительно фундаментальный характер, как, например, квантовая турбулентность.

Если говорить о научных направлениях, которыми занимаюсь я, это гидрогазодинамика и проблемы тепломассообмена в многофазных течениях, в том числе с химическими превращениями, горением. Получаемые результаты весьма востребованы в ряде энергетических технологий, тепловой, атомной, гидроэнергетике, при разработке новых альтернативных энергетических технологий, например топливных элементов. Особые надежды в последнее время мы возлагаем на востребованность наших результатов в авиационном и энергетическом машиностроении, прежде всего при проектировании газотурбинных установок и авиационных двигателей, где процессы в камерах сгорания, оптимальные режимы обтекания лопаток, их охлаждения играют ключевую роль.

Еще одна сторона нашей деятельности — научное приборостроение, в частности оптико-информационные методы исследования потоков и систем. Нам удалось за последние 15 лет создать в России индустрию производства (и практику применения) широкого класса панорамных оптических методов и приборов, которые работают в нескольких десятках организаций науки, образования и промышленности, составляя примерно половину всех аналогичных приборов. В частности, за эту деятельность (хотя и не только) и была нашему коллективу авторов присуждена премия Правительства РФ в области науки и техники за 2014 г.

— Каким вы видите будущее вашего направления?

— Будущее своего научного направления вижу весьма востребованным. Нашей стране определенно надо переходить на новый технологический уклад, а развитие новых технологий, энергетических и транспортных, безусловно, требует формирования нового научного задела. Есть сферы, в которых Россия может эффективно удерживать лидерские позиции: это ядерная энергетика, гидроэнергетика, и нам надо продолжать поддерживать и развивать научную базу для этих отраслей, делая главные акценты на безопасности (чтобы не повторялись трагедии Чернобыля и Саяно-Шушенской ГЭС, например). Возможен прорыв и в авиационной промышленности. Там комплекс нерешенных проблем, включая новые материалы, электронную базу и т.д.

По нашим направлениям, если говорить о гражданских авиационных двигателях (о задачах, стоящих перед военными двигателестроителями, говорить не буду — их тоже много), то низкоэмиссионная камера сгорания авиационного двигателя (как, впрочем, и для наземных газотурбинных установок) и управление генерацией шума — вопросы, остро стоящие на повестке дня в плане позиционирования наших гражданских самолетов на мировом рынке. Научное сопровождение традиционных технологий типа теплоэнергетических тоже необходимо.

И, конечно, вечные, чисто фундаментальные задачи. Вихревая динамика, физика горения, турбулентность, синергетика. Вне зависимости от конкретных приложений они всегда будут востребованы в научном плане, и активная работа российских ученых всегда позволит занять свою нишу в научном мировом пространстве.

— Вы уже 14 лет занимаете должность заместителя директора. За это время наверняка вами сделано много. Можете ли вы назвать достижения института, которые могли бы поставить себе в заслугу?

— Сходу это сложно, слишком много всего было. Первое, что приходит в голову, может быть, не самое главное, но существенное, — оснащение института приборной базой на современном уровне. Это началось в 2000-х гг., когда финансирование стали постепенно увеличивать, но все равно это была довольно сложная эпопея. Оснащение проводилось на конкурсной основе, с использованием различных механизмов, часть программ проходила не через РАН, а через Минобрнауки, Новосибирский университет, что приводило к необходимости использовать различные механизмы интеграции. Я могу поставить себе это в заслугу, поскольку приборное оснащение было лично моей задачей. В существенной степени есть моя заслуга также в установлении новых взаимовыгодных отношений с рядом предприятий реального сектора экономики, такими как «Силовые машины» — энергетическое турбостроение, компаниями Объединенной двигателестроительной корпорации, с некоторыми организациями «Роскосмоса».

— Остается ли у вас время на собственные занятия наукой?

— Я нахожусь в должности заместителя директора института уже 14 лет. Стал им в возрасте 40 лет, что было не очень типично для тогдашних традиций Российской академии наук. При этом я оставался и остаюсь действующим заведующим лабораторией. Еще с конца 1980-х гг. тогдашний директор нашего института академик В.Е. Накоряков начал практиковать создание молодежных лабораторий и поручать целые направления тридцатилетним молодым ребятам — в их число попал и я, став завлабом в 33 года. Это ровно то же, что сейчас начинает внедряться в академических институтах в рамках программы кадрового резерва. Если не допускать перегибов, то, на мой взгляд, политика правильная. Я сейчас и в институте стараюсь инициировать такие процессы. Так, полгода назад разделил свою большую лабораторию (около 100 человек с учетом аспирантов и студентов) на две части. С одной группой перешел в другой отдел, оставив руководство новой лабораторией за собой, а другую, более крупную часть оставил под ответственность своего ученика Владимира Дулина. Он сейчас исполняет обязанности заведующего, ему 33 года и осенью он защищает докторскую диссертацию.

Конечно, должность заместителя директора предполагает, что существенную часть времени приходится тратить на администрирование как в институте, так и вне его. Есть другие обязанности — я член президиума СО РАН, много лет был (и остаюсь) членом приборной комиссии СО РАН. Много времени в последние год-полтора приходится уделять и работе в научно-координационном совете при ФАНО. Кстати, членство в совете я считаю весьма важной частью моей работы. НКС по сути выступает неким буфером и консультативным органом, который помогает оптимизировать реформы и сглаживать некоторые спорные и неочевидные решения и подходы.

Если говорить о собственных занятиях наукой, я, конечно, давно собственноручно не проводил экспериментов и не писал расчетных программ, однако во всем остальном участвую плотно — с формулировок концепций проектов, редактирования их на всех стадиях, составления планов конкретных работ и до обсуждения результатов, написания статей. А еще ведь и преподавание, руководство аспирантами. Времени в сутках, конечно, не хватает. Но это специфика нашей деятельности, и я сам это выбрал много лет назад.

Если говорить об управлении работой научных коллективов, то на сегодня это, на мой взгляд, наиболее важная и незанятая ниша в нашей фундаментальной науке. Хороших ученых у нас очень много, а вот вписать их деятельность в существующие реалии, показать государству и бизнесу необходимость использования их услуг, обеспечить исследования достойным финансированием — профессия пока дефицитная. Поэтому хочется или нет, но этим надо заниматься. Хотя ностальгия по тому, чтобы пощелкать тумблерами на эксперименте или порисовать «крючки», конечно, остается.