На кафедре ЭГА и МТ ведутся научные исследования в различных направлениях по основным профилям кафедры – “Акустика” и “Медицинские и биотехнические системы”.
Эти исследования отражены в работах кафедры по:
- ультразвуковой бактерицидной обработке пивной тары (1964 г.),
- увеличению стойкости пива с помощью ультразвука (1965 г.),
- ультразвуковой гомогенизации молока и мороженого (1966 г.),
- разработке гидродинамических свистков Телеснина,
- акустическому эмульгированию масел и строительных растворов, ультразвуковому экстрагированию хмеля и ультразвуковому экстрагированию облепихового масла из жома облепихи,
- ультразвуковой голографии,
- гидродинамическому взаимодействию частиц в звуковом поле,
- кинетике акустической коагуляции,
- разработке и созданию низкочастотных электросирен,
- акустическому осаждению различных промышленных дымов и химических продуктов,
- акустическому исследованию чугунов и твердости металлов,
- акустоэлектронному эффекту в пьезополупроводниковых кристаллах,
- ультразвуковым исследованиям жидких кристаллов,
- рассеянию звука на звуке,
- аэротермической генерации и усилению звука,
- возбуждению звука в низкотемпературной плазме,
- старению и стабильности параметров пьезокерамики и пьезокерамических преобразователей в сильных электрических и механических (статических и динамических) полях,
- акустическим течениям в пограничном слое,
- разработке и созданию ультразвуковых расходомеров для тонких трубопроводов, расходомеров для не наполненных трубопроводов, контактных и бесконтактных акустических уровнемеров, акустических измерителей морского волнения,
- разработке подводных переговорных устройств,
- исследованию гибких электретных акустических преобразователей и антенн,
- исследованию и моделированию сигналов дельфинов,
- решению дифракционных задач,
- исследованию шумов моря и созданию аппаратуры для измерения шумов моря,
- влиянию ультразвука на контактное трение,
- нелинейной гидроакустике,
- применению методов нелинейной динамики в медико-биологических исследованиях,
- разработке медицинской аппаратуры с использованием акустических и ультразвуковых методов.
В настоящее время кафедра работает в рамках научного направления “Создание средств гидроакустики и ультразвуковой техники с применением методов нелинейной акустики” (научный руководитель – профессор Тимошенко В.И.) и образовалась научно-педагогическая школа “Физика нелинейных акустических явлений в неоднородных средах и средства гидроакустики на основе параметрических антенн.” (Научный руководитель: Тимошенко В.И., д.т.н., профессор, засл. деятель науки и техники РФ, лауреат государственной премии СССР в области науки.) Применение параметрических антенн в гидролокационной аппаратуре позволяет за счет их необычайной широкополосности, высокой направленности, низкого уровня бокового поля и малогабаритности существенно увеличить отношение сигнал/шум в сложной помеховой обстановке, повысить информативность и точность при обнаружении и определении координат подводных объектов, получать дополнительные классификационные признаки при распознавании, снизить массогабаритные показатели, обеспечивая тем самым возможность оснащения гидроакустической техникой маломерных судов и подводных аппаратов. За 45 лет существования кафедры более 100 аспирантов, 11 докторантов и соискателей подготовили и защитили свои докторские диссертационные работы. За последние 10 лет (1998-2008 гг.) на кафедре защищено 8 докторских диссертаций (В.А. Воронин, С.П. Тарасов, Н.П. Заграй, С.А. Борисов, А.И. Марколия, В.П. Кузнецов, Н.Н. Чернов, И.Б. Старченко) по специальности 01.04.06. – Акустика (научный руководитель В.И. Тимошенко). Научное направление нелинейной гидроакустики прошло всестороннюю академическую и государственную экспертизу и его достижения оценены высшей в стране Государственной премией в области науки (1985 г.).
С момента организации кафедры все НИР выполнялись с активным участием студентов. Студенческое научно-техническое общество начало свою работу на кафедре в 1963 г. (руководитель Телеснин А.Б.). В 1966 г. на кафедре было организовано самостоятельное подразделение – студенческое конструкторское бюро, которое в 1968 г. из кафедрального СКБ превратилось в знаменитое общеинститутское СКБ-1 (руководитель наш студент Сорокодум Е.Д., ставший потом кандидатом технических наук). Число рабочих мест в этом студенческом самоуправляющемся коллективе было более 80, а работали там с постоянной оплатой по хоздоговорным работам почти 200 студентов. Эта традиция на кафедре продолжается. Сейчас на кафедре функционирует “Дизайн-центр” (руководитель доцент Куценко А.Н.), выполняющий с помощью студентов уникальные заказы для предприятий (например, звукопрозрачные обтекатели для гидроакустических традиционных и параметрических антенн). Студенты нашей кафедры всегда активно участвовали в ежегодных студенческих научных конференциях и выставках.
Сотрудники кафедры активно работают в общественных организациях. На кафедре организовано Южное отделение Российского акустического общества (президент Тимошенко В.И.) и Северо-Кавказское региональное отделение Международной академии наук экологии, безопасности человека и природы (президент Тарасов С.П.). многие сотрудники кафедры члены других академий и Европейского акустического общества.
При кафедре создано научно производственное предприятие “Нелинейные акустические системы” (НЕЛАКС), которое ведет инновационную научно производственную деятельность, За инновационные разработки в области гидроакустических приборов предприятие НЕЛАКС получило золотую медаль ВВЦ на выставке инноваций в 2007 г. Работает предприятие “Акустика” по разработке и изготовлению разнообразных преобразователей для ультразвуковых, акусто-эмиссионных, электромагнитоакустических и других дефектоскопов.
На кафедре ведется большой объем хозяйственных договоров по различным направлениям, перечисленным выше.
В 2008 году сотрудниками кафедры выполняется грант Международного научно-технического центра “Разработка экспериментальной параметрической акустической антенны – как нового инструмента для мониторинга океана на протяженных трассах”. Грант выполняется совместно с Акустическим институтом.
Кафедра организует научные конференции. Один раз в два года проходит конференция “Медицинские информационные системы” и раз в три года “Экология – море и человек”, сотрудники и студенты кафедры принимают активное участие в других российских и международных конференциях. Результатом научной работы являются публикации в различных изданиях.
Уникальный объект научной инфраструктуры
“Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”
(Сайт УНУ ИНГАК: http://inep.sfedu.ru/unu_ingak/)
!_new Приказ №1718 от 25 ноября 2016 г. О Порядке конкурсного отбора заявок для проведения исследований с использованием Уникального объекта научной инфраструктуры “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс” (УНУ “ИНГАК”)
Информация об УНУ “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”
1. Полное и сокращенное наименование УНУ.
“Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”, ИНГАК
2. Полный почтовый адрес места расположения установки.
347922, Россия, Ростовская область, ул. Чехова, 22 – ул. Шевченко, 2. Входит в технопарк регионального научного центра Южного федерального округа.
3. Наименование организации, на балансе которой состоит УНУ.
Южный федеральный университет
4. Руководитель работ.
Тарасов Сергей Павлович, +7(8634)371795, tarasov@fep.tti.sfedu.ru
5. Организационный статус подразделения организации, осуществляющего непосредственную эксплуатацию уникальной установки.
Кафедра электрогидроакустической и медицинской техники ИНЭП ЮФУ.
6. Характеристика кадрового потенциала подразделения, осуществляющего научно-исследовательскую и экспериментальную деятельность на УНУ (штатных сотрудников без совместителей):
а) Общая численность сотрудников:32
в том числе:
– численность научных сотрудников: 6
– численность инженерно-технического персонала: 8
Количество докторов наук в общей численности сотрудников: 8
в том числе молодых, до 39 лет включительно: 0
Количество кандидатов наук в общей численности сотрудников: 12
в том числе молодых, до 35 лет включительно:6
7. Год создания УНУ.
1981-82
8. Год проведения последней реконструкции или модернизации УНУ, в результате которых значительно улучшены технические параметры/свойства УНУ.
2012-13
Перечень оборудования входящего в УНУ “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”
В состав УНУ “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс” входят:
1. Гидроакустический заглушенный бассейн 4 х 3 х 2,5 м оснащенный поворотно-координатными устройствами и автоматизированным комплексом для проведения гидроакустических лабораторных измерений с аттестованным контрольно-измерительным оборудованием, совместимым с ПК.
2. Автоматизированная установка для измерения параметров пьезоэлектрических преобразователей.
3. Гидроакустический заглушенный бассейн 1,5 х 1 х 1 м, оснащенный поворотно-координатными устройствами и автоматизированным комплексом для проведения гидроакустических лабораторных измерений с аттестованным контрольно-измерительным оборудованием, совместимым с ПК.
4. Комплекс оборудования для мониторинга сейсмоакустической обстановки в приповерхностных и глубоких слоях в море.
5. Компьютерный класс имитаторов гидроакустического оборудования.
Регламент использования УНУ “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”
Услуги оказываемые на УНУ “Имитационно-натурный гидроакустический комплекс”
Междисциплинарные исследования в следующих областях:
1) акустические измерения;
2) гидроакустическая аппаратура;
3) оптоакустика;
4) применение нанокомпозитных материалов в акустических антеннах;
5) экологический мониторинг;
6) поиск и разведка полезных ископаемых;
7) биоакустика.
Основные направления оказания услуг в научной сфере
1. Проведение исследований процессов нелинейного взаимодействия акустических волн и сверхширокополосных сигналов в неоднородных слоистых средах и водонасыщенных донных осадках; разработка многолучевых, гидроакустических параметрических профилографов для разведки сырьевых ресурсов морского шельфа и экологического мониторинга.
2. Разработка фундаментальных физических основ нелинейного взаимодействия и распространения многокомпонентных акустических волн с целью создания нового класса гидроакустической техники для экологического мониторинга не имеющей мировых аналогов.
3. Проведение теоретических и экспериментальных исследований процессов нелинейного взаимодействия акустических волн при распространении в неоднородных слоистых средах и водонасыщенных донных осадках, с целью определения возможности классификации типов и состава донных структур и других сред;
4. Проведение исследований распространения сверхширокополосных сигналов с учетом нелинейного взаимодействия в слоистых средах и разработка многолучевых параметрических профилографов для разведки сырьевых ресурсов морского шельфа, обследования судоходных фарватеров и экологического мониторинга водных акваторий.
Наиболее значимые научные результаты исследований
Концептуально возможности такого измерительного гидроакустического комплекса были определены совместно с ведущими разработчиками гидроакустических параметрических систем [Воронин В.А., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. – Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2004.; Тарасов, С.П. Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана [Текст] / В.А. Воронин, В.П. Кузнецов, Б.Г. Мордвинов, С.П. Тарасов, В.И. Тимошенко. – Ростов–на–Дону: Ростиздат, 2007.; Кириченко, И.А. Информационная модель гидролокации и адаптивные принципы управления [Текст] / И.Е. Бублей, И.А. Кириченко, И.Б. Старченко // Труды Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям «AIS-IT’10». Научное издание в 4-х томах. – М.: Физматлит. – 2010. – Т.2. – С.35-40.; Кириченко, И.А. Антенна накачки параметрического излучателя низкочастотного профилографа [Текст] /И.А.Кириченко, П.П. Пивнев, Т.А. Чаус / В кн. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / Под ред. Ю.И. Белого. – М: Радиотехника. – 2011. – С. 814-816.] в реализации следующих направлений: • научно-исследовательское; • проектирование гидроакустических антенн; • проектирование гидроакустических комплексов и систем; • исследования гидроакустических систем на основе компьютерных технологий; • использование в сфере прикладных поисковых задач исследования шельфа океана. Были разработаны методики для измерения направленных свойств акустических антенн для дистанционного зондирования шельфа океана [Кириченко, И.А. Управление направленными свойствами акустических антенн для дистанционного зондирования шельфа океана [Текст] /И.А.Кириченко, П.П. Пивнев/ Известия ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – №9 – С.67-72.; Есипов, И.Б. Исследование дисперсионных свойств сигналов параметрической антенны в мелком море [Текст] / И.Б. Есипов, О.Е. Попов, В.А. Воронин, С.П. Тарасов // В кн. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / Под ред. Ю.И. Белого. – М: Радиотехника. – 2011. – С. 816-824.] и нелинейных методов анализа акустических сигналов [Старченко, И.Б. Мониторинг и прогнозирование состояния гидросферы при помощи нелинейных методов анализа эволюции искажений акустических сигналов в натурных условиях [Текст] /И.Б. Старченко/ Известия ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – №9 – С.93-102.]. Это позволяет расширить фундаментальные исследования в области влияния натурных условий на процессы нелинейного взаимодействия акустических волн. Не менее значимы исследования акустических антенн для гидролокаторов бокового обзора, что позволяет повысить эффективность применения гидроакустической аппаратуры [Кириченко И.А., Пивнев П.П. Экспериментальные исследования акустических антенн бокового обзора с широкой характеристикой направленности в вертикальной тплоскости // Известия ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. – №6. – С. 81-83.]. Разработаны принципы построения акустических антенн с управляемыми направленными свойствами. Принципы управления конструктивными параметрами позволяют осуществлять управление положением ХН в пространстве путем механического сканирования. Управлять шириной ХН за счет изменения геометрических размеров апертуры антенны при постоянном волновом размере. [Кириченко, И.А. Антенна накачки параметрического излучателя низкочастотного профилографа [Текст] /И.А.Кириченко, П.П. Пивнев, Т.А. Чаус / В кн. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / Под ред. Ю.И. Белого. – М: Радиотехника. – 2011. – С. 814-816.; Кириченко И.А., Пивнев П.П. Управление направленными свойствами акустических антенн для дистанционного зондирования шельфа океана // Известия ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – №9 – С.67-72. ] Для формирования прямоугольной формы ХН антенны и повышения энергетической эффективности применим принцип разработки акустических антенн на основе формирования ХН с использованием сравнительно большой по сравнению с плоской линейной апертурой излучающей поверхности [Воронин В.А., Пивнев П.П., Котляров В.В., Чаус Т.А. Гидроакустические антенны локаторов, предназначенных для исследования морского дна В кн. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / Под ред. Ю.И. Белого. – М: Радиотехника. – 2011. – С. 806-811.; Кириченко, И.А. Увеличение эффективности антенн гидролокаторов бокового обзора путем использования криволинейной излучающей поверхности [Текст] /И.А.Кириченко, П.П. Пивнев, В.А. Воронин / В кн. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / Под ред. Ю.И. Белого. – М: Радиотехника. – 2011. – С. 812-813.].
Перечень применяемых в центре методик измерений
| Наименование методики | Наименование организации, аттестовавшей методику | Дата аттестации |
|---|---|---|
| ГОСТ 8.038-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений звукового давления в воздушной среде в диапозоне частот 2 Гц-100 кГц | Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) | 01.01.1997 |
| ГОСТ 8.555-91 Государственная система обеспечения единства измерений. Характеристики и градуировка гидрофонов для работы в частотном диапозоне от 0,5 до 15 МГц | Государственный комитет СССР по стандартам (Госстандарт СССР) | 01.07.1992 |
| Р 50.2.037.-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения гидроакустические. Термины и определения | Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) | 01.07.2004 |
| ГОСТ Р 8.616-2006 Государственная поверочная схема для средств измерений мощности ультразвука в воде в диапозоне частот от 0,5 до 12 МГц | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 01.11.2006 |
| ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 15.04.2010 |
| ОСТ5.8361-86 Аппаратура гидроакустическая. Антенны и преобразователи. Методы измерения электроакустических параметров в измерительных бассейнах. | Министерство судостроительной промышленности СССР | 01.01.1988 |
| Методика измерения направленных свойств акустических антенн | ||
| Методика измерения энергетических параметров пьезоэлектрических преобразователей и частотных характеристик антенных систем и преобразователей накачки | ||
| Методика моделирования характеристик гидроакустических антенн |