НИИ высоких напряжений при ТПУ: различия между версиями

[[Файл:Niivisnapr.jpg|400px|right|thumb|]]

[[Файл:10.коллектив нии вн.jpg|300px|right|thumb|Коллектив НИИ ВН. В первом ряду в центре - [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]] и [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]]. 1970-е гг.]]

Характерной чертой деятельности института является постоянная и непрерывная связь учебного процесса, научных исследований и участия в инновационных программах [[ТПУ|Томского политехнического университета]] и Томской области. Научно-исследовательский институт высоких напряжений (НИИ ВН) создан в 1968 году на базе научной школы высоковольтников, основанной профессором [[Воробьев Александр Акимович|Воробьевым А.А.]] Директорами института были: [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т. Чепиков]] (на общественных началах, 1966-1968 гг.), [[Колесников Валерий Сергеевич|В.С. Колесников]] (1968-1979 гг.), [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]] (1979-1992 гг.), [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]] (1992-1993 гг.), [[Боев Сергей Григорьевич|С.Г. Боев]] (1993-2000 гг), [[Лопатин Владимир Васильевич|В.В. Лопатин]].

Множество разработанных и изготовленных в институте установок различного применения работают не только в нашей стране, но и за рубежом. О перспективности развиваемых в институте технологий свидетельствует, например, тот факт, что после опыта успешной эксплуатации двух наших установок в научном центре Карлсруэ был открыт институт электроразрядных и плазменных технологий.

 

С начала семидесятых годов в результате развития связей с оборонными учреждениями и академическими институтами удалось накопить значительный научный потенциал по созданию высоковольтных уникальных электрофизических установок, проводить исследования по следующим научным направлениям: разработка электроимпульсной технологии обработки материалов и сред; разработка электровзрывной технологии получения ультрадисперсных порошков металлов и их соединений; исследований свойств диэлектриков в экстремальных условиях; исследование грозовой деятельности и параметров молнии.

 

НИИ ВН ТПУ было ликвидировано путём реорганизации в форме присоединения.

В условиях ограниченного госбюджетного финансирования вузовской науки впервые по инициативе ректора [[ТПУ|Томского политехнического института]] [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьева]] в ТПИ была реализована новая форма научных объединений  - НИИ, управляемые на общественных началах. В них по тематическому признаку объединялись бюджетные и хоздоговорные научные исследования кафедр, проблемных и отраслевых лабораторий. В период с 1962 по 1968 гг. были организованы НИИ: электронной [[НИИ интроскопии при ТПУ|интроскопии]], высоких напряжений, геологии и гидрогеологии, машиностроения, автоматики и электромеханики. На их основе в 1968 г. открыты госбюджетные НИИ: [[НИИ интроскопии при ТПУ|электронной интроскопии]], высоких напряжений, автоматики и электромеханики.  

Создание НИИ ВН 1968 г. в качестве госбюджетного научного учреждения было определено предварительно созданным научным заделом Томской школы высоковольтников-политехников под руководством [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьева]].

Большой цикл работ, выполненных под руководством [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьева]] плеядой его первых учеников дал четыре основных результата:

- были подготовлены кадры высокой квалификации, умеющие общаться «на ты» с высоковольтной импульсной техникой;  

- создана хорошая материальная база, включающая специализированный высоковольтный зал с набором источников напряжения и комплексом диагностической аппаратуры;  

- получены научные результаты, важные для понимания природы электрического пробоя твердых диэлектриков;  

- рождена и проверена идея об использовании искры в твердых непроводящих материалах для бурения скважин и дробления твердых непроводящих материалов. Эта оригинальная идея, зарегистрированная позже как открытие А.А. Воробьева, [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т. Чепикова]], [[Воробьев Григорий Абрамович|Г.А. Воробьева]], а также наличие кадрового и материально-технического потенциала позволили обосновать необходимость открытия в ТПИ (в 1963 г.) проблемной лаборатории «Кедр». Впоследствии эта лаборатория и кафедра ТВН послужили основой для создания НИИ высоких напряжений.  

В связи с разработкой новых технологий получили развитие работы в области электрического пробоя жидкостей, газов, вакуума, физики искрового канала в твердых телах. Большое плодотворное влияние на успешное развитие этих работ, а также работ технологического профиля оказывали исследования в области высоковольтной наносекундной техники, физики газового и вакуумного разрядов, выполнявшиеся в те годы в [[НИИ ядерной физики при ТПУ|НИИ ядерной физики]] при ТПИ под руководством [[Месяц Геннадий Андреевич|Г.А. Месяца]].

В начале семидесятых годов была начата разработка принципиально нового технологического процесса - получения ультрадисперсных порошков металлов, сплавов и химических соединений методом электрического взрыва проводников.

[[Воробьев Григорий Абрамович|Воробьев Григорий Абрамович]]  (31.10.1925 - 2009 гг.)- доктор технических наук, профессор кафедры техники высоких напряжений ТПИ (ТПУ), на общественных началах исполнял обязанности заместителя директора по научной работе НИИ ВН ТПИ.

1) – явление электрического упрочнения, указывающее, что в ряде случаев электрический пробой твердых диэлектриков (ЭПТД) обусловлен ударной ионизацией электронами, что было экспериментально подтверждено. Идея электрического упрочнения при ЭПТД была предложена академиком А.Ф. Иоффе, но экспериментально не была подтверждена в экспериментах А.П. Александрова 11934г. (академик с 1953г.). По мнению А.П. Александрова это обусловлено тем, что ЭПТД происходит по слабым местам в диэлектрике (слюда и пленочные диэлектрики). Для преодоления этого препятствия в 1958г. В. предложил тонкий слой создавать в монокристалле путем досверливания и растворением дна лунки до нужной толщины. Такие образцы были получены В.А. Костригиным и Л.Т. Мурашко, а затем усовершенствованы И.С. Пикаловой (1964г.). В этих образцах с электролитовыми электродами было обнаружено электрическое упрочнение. При проведении дальнейших экспериментов с участием Н.С. Несмелова и С.Г. Еханина в сверхсильных электрических полях, которые выдерживали указанные образцы, были обнаружены новые явления: дислокации, токи ударной ионизации, свечение собственное и актитворное, выход горячих электронов через полупрозрачный металлический анод. Указанные явления составили новую область в физике диэлектриков – область сверхсильных электрических полей;  

2) – дано объяснение явлению внедрения электрического разряда из жидкости в твердый диэлектрик. Этот эффект был экспериментально подтвержден его учеником А.Т. Чепиковым (впоследствии профессором) в опытах по бурению скважин в горных городах, по дроблению горных пород, по извлечению металлической арматуры из железобетона и др. Несколько установок было внедрено в производство. Эти работы продолжаются с участием отечественных и иностранных инвесторов. Открытие закономерности пробоя твердого диэлектрика на границе раздела с жидким диэлектриком при действии импульсов напряжений было зарегистрировано как открытие с приоритетом от 14.12.1961г. и признано РАЕН и Международной Ассоциацией авторов научных открытий в 1999 г. как научное открытие, сделанное А.А. Воробьевым, Г.А., А.Т. Чепиковым;  

3) – выполнены пионерские работы по созданию высоковольтных генераторов импульсов наносекундной длительности: а) на 40 КВ (1961г.) (совместно с его учеником Г.А. Месяцем, ныне вице-президентом РАН) для лаборатории Чл.-корр. АН СССР Н.Г. Басова. С помощью этого генератора впервые в СССР получены гигантские импульсы лазерного излучения; б) на 500 КВ, с помощью этого генератора впервые в СССР испытана предложенная чл.-корр. АН СССР А.И. Алиханяном и его сотрудниками стримерная камера для регистрации ядерных частиц. Впоследствии за разработку стримерной камеры А.И. Алиханян и его сотрудники были удостоены Ленинской премии; в) на 1 млн. вольт (совместно с Н.С. Руденко, ныне профессором);  

4)- разработаны установки для получения тонких диэлектрических пленок путем распыления в пеннинговой камере (совм. с Т.И. Данилиной) и ионным пучком (совм. с З.А. Шандра, К.И. Смирновой, В.А. Бурдовициным). Несколько таких установок внедрены на предприятиях СССР. Разработаны холодные катоды на основе формирующихся систем металл-диэлектрик-металл. К сожалению, такие установки не внедрялись из-за малой долговечности формирующихся М-Д-М систем.

[[Чепиков Александр Тимофеевич|Чепиков Александр Тимофеевич]] (23.07.1924 – 30.01.1999 гг.) – доктор технических наук, профессор кафедры «Электрические станции» ТПУ. С ноября 1963 г. осуществлял руководство проблемной лабораторией «Кедр» ТПИ, на базе которой в марте 1968 г. был организован НИИ высоких напряжений, был назначен заместителем директора по научной работе этого института.  

В 1958 г. [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьевым]], [[Воробьев Григорий Абрамович|Г.А. Воробьевым]] и [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т.Чепиковым]] было открыто явление повышения импульсной электрической прочности жидкости над импульсной электрической прочностью твердых диэлектриков в области малых времен разряда. Открытие было зарегистрировано в 1999 г. (с приоритетом от 1961 г.). Это открытие легло в основу разработки высоковольтных электроимпульсных технологических установок для разрушения горных пород, руд и твердых диэлектрических и полупроводящих материалов (бетон, кварц, керамика, корунд и др.). Основным «рабочим инструментом» в них является искра в твердом теле, расширяющийся канал которой создает разрушающие механические возмущения. Были разработаны и изготовлены лабораторные и опытно-промышленные электроимпульсные установки для дробления и измельчения руд, резания горных пород и бетонов, бурения и проходки скважин и стволов.  

 

Их разработке предшествовали исследования импульсных разрядных характеристик широкого набора разрушаемых и изоляционных материалов, жидкостей и их смесей при временах 10 -6 с и менее, были изучены условия передачи импульсов к исполнительному органу. Для этих технологических процессов были созданы соответствующие высоковольтные установки, изучены и отработаны их технологические режимы, определены оптимальные параметры и технико-экономические показатели.  

С целью углубления результатов исследований в указанных направлениях и быстрейшего внедрения их результатов в практику постановлением Правительства СССР при ТПИ был создан НИИ ВН с госбюджетным финансированием. Результаты исследований были изложены в двух монографиях: А.А. Воробьев, [[Воробьев Григорий Абрамович|Г.А. Воробьев]], [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т. Чепиков]] и др. Высоковольтное испытательное оборудование и измерения / под ред. [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьева]]. – М.ТЭИ, 1960. – 584стр; А.А. Воробьев, А.Т. Чепиков. Разрушение горных пород импульсными электрическими разрядами. – Томск: Изд. ТГУ, 1961 – 86стр. Начатые исследования позже развивались в СО ВАН СССР и Карагандинском политехническом институте.

 

 

 

 

Однако впоследствии финансирование резко сократилось вдвое. Вместе с тем то обстоятельство, что большинство своих разработок институт доводил «до железа», а также то, что от оборонной тематики часть средств в предыдущие годы тем или иным способом удавалось направлять на поддержку исследования и разработок в области технологии, позволили институту выжить и достаточно успешно осуществить конверсию основных лабораторий. Достаточно убедительно это подтверждается тем фактом, что в 1995 году около 40 процентов объема научно-исследовательских работ институт заработал за рубежом, причем в развитых странах – Германии и Японии.

• разработка научно-технических основ неравновесных плазмохимических процессов, инициируемых импульсным электронным пучком для конверсии тетрахлорида кремния в трихлорсилан и для неравновесного плазмохимического синтеза нанооксидов;

Институт производил и продавал источники питания, импульсные генераторы, плазмо-химические электроразрядные реакторы ускорителей наносекундных электронных и ионных пучков; оказывает услуги по измерению электрофизических свойств.  

Внебюджетная деятельность успешно осуществлялась за счет реализации оригинальных разработок по электроразрядной и пучково-плазменной технологиям, из которых особо следует отметить следующие:

Директорами института были: Чепиков А.Т. (1966 - 1968 гг.), В.С. Колесников (1968 - 1979 гг.), В.Я. Ушаков (1979 - 1992 гг.), А.А. Дульзон (1992 - 1993 гг.), С.Г. Боев (1993 - 2000 гг), В.В. Лопатин.

 

[[Файл:Uchakov2.jpg|150px|right|thumb|[[Ушаков Василий Яковлевич|Ушаков Василий Яковлевич]]]]

 

 

 

 

'''[[Ушаков Василий Яковлевич|Ушаков Василий Яковлевич]]''' (р. 27.03.1939 г.) – профессор кафедры техники и электрофизики высоких напряжений ТПУ, директор НИИ ВН при ТПИ в 1979-1992гг.

Прочный фундамент, заложенный в эти годы, позволил институту выжить без больших потерь в трудные 90-е годы.

 

'''[[Дульзон Альфред Андреевич|Дульзон Альфред Андреевич]]''' (р. 31.07.1937 г.) – профессор кафедры международного менеджмента и кафедры организации и технологии высшего профессионального образования ТПУ, в 1974 - 1992 гг. – заместитель директора, в 1992 - 1993 гг. - директор НИИ ВН при ТПУ.

Научная деятельность А.А. Дульзона была связана с исследованиями и разработками в области созданной в ТПУ технологии электроимпульсного разрушения твердых тел, с разработкой высоковольтных импульсных устройств оборонного назначения, а также с исследованиями в области грозовой деятельности, физики разряда молнии и молниезащиты энергетических объектов. На посту заместителя директора НИИ ВН он руководил проектами по созданию буровых установок для бурения скважин большого диаметра (до 1 метра и более) с помощью импульсных электрических разрядов, установок по разрушению композитных материалов, проектами, связанными с созданием имитаторов электромагнитного излучения ядерного взрыва, а также с созданием электромагнитного оружия. Коллектив организованной А.А. Дульзоном лаборатории молниезащиты, которой он руководил в течение 20 лет, провел многолетние полевые измерения интенсивности грозовой деятельности с помощью сети счетчиков молний, разработанных в лаборатории, создал нормативные карты грозовой деятельности для большинства энергосистем Западной Сибири и Казахстана. Детальный анализ надежности молниезащиты линий электропередачи 6-500 кВ ряда энергосистем Сибири и Казахстана позволил не только уточнить действие ряда факторов, влияющих на надежность линий, но и предложить конкретные мероприятия по ее повышению.

[[Файл:Lopatin2.jpg|150px|right|thumb|[[Лопатин Владимир Васильевич|Лопатин Владимир Васильевич]]]]

Смазочные составы с использованием ультрадисперсных порошков железа, меди и латуни, полученных по разработанной в институте электровзрывной технологии. Данные составы обеспечивают эффект «безызносности», основанный на способности ультрадисперсных порошков образовывать пленки на поверхности трения.  

Кроме того, в научных лабораториях института осуществляют подготовку диссертационных работ 14 аспирантов и 1 докторант. К различным формам участия в НИР и ОКР были привлечены 70 студентов, из них 40 работали с оплатой. По тематике института в 2003 году защищено 16 дипломных работ, 4 кандидатские и 2 докторские диссертации. Необходимо отметить возросшую результативность НИР студентов. В соавторстве со студентами опубликовано 11 работ и 4 - студентами без соавторов. Организация научных исследований через систему внутриинститутских грантов для аспирантов, молодых ученых и докторантов, проводившаяся в институте третий год, позволила активизировать работу молодежи института. В 2003 г. финансовая поддержка оказана 13 претендентам. Действуют положения о стимулировании студентов и их научных руководителей за высокие достижения в научной работе.

[[Файл:Zdniivn.jpg|200px|right|thumb| [[11 корпус|11 корпус]] ТПУ, в котором были сосредоточены лаборатории НИИ ВН и [[НИИ ядерной физики при ТПУ|НИИ ЯФ]], включая [[Синхротрон "СИРИУС"|синхротрон "Сириус"]], [[Циклотроны в ТПУ|циклотрон]] и другие установки]]

• информационная система «Химик аналитик» для химических лабораторий предприятий различного профиля;

==Литература==

1. [[Гагарин Александр Вячеславович|Гагарин А.В.]] «Профессора Томского политехнического университета». Т. 2. Томск: Изд-во научно-технической литературы, 2001.

2. Гагарин А.В. «Профессора Томского политехнического университета»: Т. 3, ч. 1. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005.

3. Гагарин А.В. «Профессора Томского политехнического университета»: Т. 3, ч. 2. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006.

4. Гагарин А.В., [[Ушаков Василий Яковлевич|Ушаков В.Я.]] Профессора [[ТПУ|Томского политехнического университета]] 1991 - 1997 гг.: Биографический сборник – Томск: Изд-во НТЛ, 1998.

5. Материалы фондов Комплекса музеев ТПУ.

6. Томский политехник. Выпуск № 2, 1996 г. – 56 с.

http://earchive.tpu.ru/handle/11683/73167

https://za-kadry.tpu.ru/newspaper/article/view?id=4241

https://portal.tpu.ru/portal/page/portal/TPU/institute/niivn/about

[[Категория:Научно-исследовательские институты]]