Инициативные проекты РФФИ по радиофизике и акустике 1995-97 гг

На главную | Контакты | Карта сайта

| Система Грант-Экспресс

| Новости РФФИ
| Объявления
| Подписка на новости

| Общие сведения о РФФИ
| Кто есть кто в РФФИ
| Состав совета Фонда
| Адрес и телефон для справок

| Устав РФФИ
| Указы Президента
| Постановления и распоряжения Правительства

| Нормативные документы

| Решения совета Фонда

| Конкурсы РФФИ
| Региональные конкурсы
| Международные конкурсы
| Программы РФФИ
| Финансовое обеспечение проектов

| Вестник РФФИ
| Газета Поиск
| Публикации в СМИ
| Книги, изданные при поддержке РФФИ
| Информационный бюллетень РФФИ
| Издания РФФИ

| Использование результатов
| Контроль использования финансовых средств

| Международная деятельность
| Научные фонды
| Ведомства и академии
| Библиотеки и информационные центры
| Полезные ссылки

| Издательство Wiley
| Издательство «The American Mathematical Society»
| Издательство Elsevier
| Американское физическое общество (APS)
| Издательство IOP Publishing Limited
| Издательство The Royal Society of Chemistry
| Издательство Springer

| Введение
| 2009 год
| 2010 год
| 2011 год

| WIN-1251
| KOI8-R
| English

ИНИЦИАТИВНЫЕ ПРОЕКТЫ РФФИ ПО РАДИОФИЗИКЕ И АКУСТИКЕ 1995-97 ГГ

Доктор физ.-мат. наук С.А. Рыбак
Акустический институт
им. академика Н.Н. Андреева

С самого начала отметим, что тематика и глубина разработки избранных научными коллективами проблем для инициативных проектов, как правило, отвечает мировому уровню развития фундаментальной науки.

Несомненно, возможно и целесообразно прикладное продолжение исследований, однако, вопрос о форме и порядке представления соответствующих предложений требует, по нашему мнению, тщательной проработки.

Руководители проектов стараются активно привлекать научную молодежь к участию в проектах. В то же время, доля молодых руководителей, к сожалению, мала.

Рассмотрим некоторые проекты, выполненные в НИРФИ, Нижний Новгород.

Проект 96-02-18659, реализуемый группой, которой руководил профессор Л.М.Ерухимов до безвременной кончины в 1997 году,- "Интерференционное возбуждение ионосферы двумя нагревными стендами".

Проект направлен на разработку оптимальных способов возбуждения ионосферы мощными радиоволнами и развитие исследований по проблеме использования ионосферы в качестве космической лаборатории.

Уникальное расположение нагревных стендов Сура и Зименки позволяет использовать их в качестве двух элементов интерференционного нагрева ионосферы встречными волнами. Оригинальное решение системы фазирования отдельных элементов антенны стенда Сура дает возможность управлять формой мощного пучка радиоволн. Это позволяет существенно расширить возможности активных экспериментов в ионосфере.

В результате исследований, выполненных при поддержке РФФИ:

- Проведены измерения спектральных и временных характеристик искусственного радиоизлучения ионосферы (ИРИ),возникающего в результате нелинейной трансформации поперечных волн в плазменные и обратно. Совместно с группой Института Макса Планка обнаружена новая компонента ИРИ.
- Разработана методика измерения частоты столкновений электронов и их температуры на основе данных о релаксации ИРИ.
- Проведена реконструкция антенных систем стендов Сура и Зименки, позволяющая управлять формой мощного пучка радиоволн и создавать атмосферные неоднородности различной конфигурации.

Впервые с помощью стенда Сура сформирована двухполюсная диаграмма направленности и на основе рекомбинационной нелинейности в Е-области ионосферы создана линза, фокусирующая радиоволны. Параметры линзы контролировались путем регистрации излучения стенда Сура на космическом аппарате NASA "WIND".

Группой В.А.Алимова, проект 95-02-03716 "Исследование флуктуационных явлений при распространении декаметровых-дециметровых радиоволн в сильно неоднородной среднеширотной ионосфере", построена стохастическая модель явления F-spread в ионосфере. Эта модель позволяет прогнозировать основные статистические характеристики распространения волн во время F-spread естественного и искусственного происхождения.

Группой О.В.Руденко, МГУ, проект 96-02-16281 "Нелинейные пилообразные волны и физические явления в мощных акустических полях", в 1997 году получен ряд новых теоретических результатов - новые уравнения, описывающие интенсивный ультразвук в средах со сложными, частотно зависимыми диссипативными свойствами, а также ряд экспериментальных результатов по распространению нелинейных волн в движущихся неоднородных средах. Впечатляющие результаты получены, на наш взгляд, в акустике биотканей. Предложен способ значительного увеличения пульсирующего радиационного давления на выделенный объем биоткани в диагностическом методе SWEL, реализованном авторами в 1997 году. Способ позволяет увеличить сдвиговые смещения в фокальной области до 0,1 мм. Создана установка для бесконтактного дистанционного измерения сдвиговых колебаний, возбуждаемых в среде с большой разницей в скоростях продольных и сдвиговых волн (так называемых фантомах биологических тканей).

Группой С.Н.Гурбатова, Нижегородский госуниверситет, проект 96-02-19303 "Акустическая турбулентность и взаимодействие интенсивных звуковых волн", развиты новые подходы к проблеме турбулентности, получены точные решения уравнений типа многомерного уравнения Бюргерса. Работы этой группы получили международное признание и активно используются, в частности, при анализе проблем астрофизики.

Проект 95-02-03623 (руководитель Ю.А.Кравцов, Институт космических исследований РАН) "Исследование рассеянного и собственного излучения водной поверхности при нестабильности приводного слоя атмосферы" направлен на анализ радиолокационного излучения, рассеянного океаном в условиях присутствия внутренних волн в океане и при неустойчивой стратификации пограничного слоя океан-атмосфера, а также на создание радиофизических моделей рассеяния и теплового излучения. Исследования по радиофизическим моделям рассеяния радиоволн создают фундамент надежной интерпретации изображений океана, полученных дистанционными методами.

В основу проекта положены обширные экспериментальные данные, накопленные в ходе аэрокосмических и морских экспериментов, проводившихся в ИКИ РАН под руководством профессора В.С. Эткина в 1978-1992 гг.

В ходе работ по проекту получен ряд новых интересных результатов. Показана возможность определения типа стратификации приводного слоя атмосферы по радиолокационным изображениям поверхности океана, а также возможность классификации и разделения источников модуляции радиолокационного сигнала по их принадлежности к атмосферным или океаническим процессам. Выявлены две ветви регрессионной зависимости сечения обратно рассеянного сигнала на вертикальной поляризации от величин сечения на горизонтальной поляризации. Показано, что с помощью радиолокаторов короткого сантиметрового диапазона можно наблюдать как влажную, так и сухую конвекцию, что позволяет значительно расширить круг информации, получаемой при помощи комплексов дистанционного аэрокосмического зондирования. Особое значение имеют накопленные свидетельства в пользу существенной роли нерезонансного механизма рассеяния радиоволн взволнованной морской поверхностью, поскольку до сих пор интерпретация радиолокационных данных во всем мире проводится только на основе резонансного (брэгговского) механизма рассеяния. Кроме того, разработан новый метод восстановления параметров ветра с помощью радиометров-поляриметров, конкурентоспособный по отношению к применяемому сейчас спутниковому скаттерометрическому методу по массогабаритным характеристикам и энергопотреблению. Впервые обнаружена зависимость поляризационных характеристик излучения от устойчивости пограничного слоя атмосферы, учет которой позволяет вдвое повысить точность восстановления вектора приводного ветра.

Полученные результаты опубликованы в 8 статьях и представлены в 7 докладах на научных конференциях.

Отметим следующие проекты, выполненные в Акустическом институте им. акад. Н.Н.Андреева (Москва).

"Распространение волн конечной амплитуды в вязкоупругой среде", проект 97-02-17789, руководитель И.Б.Есипов. Проект предусматривает исследование нелинейных свойств вязкоупругих сред при распространении в них упругих волн конечной амплитуды вдоль жесткой границы. Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование нового физического явления - вынужденной акустической прозрачности вязкой среды. Известно, что сдвиговое напряжение в широком классе вязкоупругих сред оказывается зависящим от их деформации, в частности, оно может уменьшаться с увеличением градиента сдвиговой деформации. В свою очередь сдвиговая вязкость определяет затухание звуковых волн, распространяющихся вдоль жесткой границы. Экспериментально показано, что в этом случае с ростом амплитуды акустического импульса снижается его затухание. Эффект наблюдался при распространении акустического импульса длительностью около 1 мкс и амплитуды 1-10 кПа в капилляре, заполненном раствором полиакриламида в глицерине или сырой нефтью. Интересно, что здесь нелинейные процессы развиваются в средах, обладающих высокой вязкостью, когда число Рейнольдса невелико. Теоретическое обоснование наблюдаемого эффекта и результаты эксперимента представлены в виде докладов на VI Международном акустическом конгрессе (Сиэтл, 1998) и статьи в Акустический журнал.

Следует заметить, что эта работа тематически продолжает исследование процессов распространения и взаимодействия нелинейных акустических возмущений в неоднородных средах, выполненных этим научным коллективом в рамках проекта РФФИ 95-02-06353 в 1995-96 гг.

Группа А.А.Чабана (97-02-17671) провела теоретические и экспериментальные исследования современных материалов и слоистых структур, созданных на их основе. Изучено отражение акустических волн от голографических решеток, записанных импульсом света в фоторефрактивном кристалле. В кристалле германосилленита висмута исследовано новое явление фотоакустической памяти на объемных акустических волнах. Показана эффективность акустических методов для исследования долгоживущих сверхпроводящих структур. Исследована аномальная зависимость критической температуры перехода от давления для высокотемпературных сверхпроводников.

Несколько групп выполнили интересные исследования по дифракции электромагнитных волн на сложных объектах. В ИРЭ РАН (А.Н.Сивов, проект 95-02-06075 "Изучение нового эффекта - высокодобротного низкочастотного резонанса в цилиндрах малого электрического радиуса с анизотропной проводимостью вдоль винтовых линий и исследование электродинамических свойств структур из таких элементов") построена теория рассеяния волн на решетке из магнитодиэлектрических цилиндров с анизотропной проводимостью их поверхности (вдоль винтовых линий).Эти работы относятся к проблеме электродинамики искусственных сред с пространственной дисперсией (киральные среды); это новое направление в электродинамике уже несколько лет интенсивно разрабатывается во многих странах. Упомянутые исследования открывают новые возможности создания волновых устройств с уникальными свойствами (например, преобразователей линейно поляризованной моды в круговую с различными направлениями вращения).

В Саратовском филиале ИРЭ исследования группы Н.И.Синицына (проект 95-02-06445 "Рассмотрение физических основ эмиссии электронов в вакуум из тонких углеродных пленок в виде трубообразных кластеров под действием электрических и электромагнитных полей") могут иметь важные практические применения: авторы изучают свойства новых материалов - углеродных "нанотрубок", с целью применения их в различных устройствах микроэлектроники (эмиттеры для наноэлектронных устройств, электронно-ионно-плазменные приборы и др.).

В ИПФ РАН выполнен ряд важных исследований.

Группой М.И.Петелина, проект 95-02-05017 "Активное зондирование облаков, аэрозолей и турбулентности ясной атмосферы при помощи мощных микроволновых генераторов", проведен комплекс экспериментальных и теоретических работ, направленный на создание уникального класса приборов для исследования атмосферных объектов с помощью мощных радаров, работающих в коротковолновой части миллиметрового диапазона волн. В частности, авторы создали двухчастотный микроволновый метеорадар с мощностью 3-5 кВт в импульсе (длины волн 2 и 3 мм) и приемную аппаратуру для зондирования атмосферы.

Группа С.Н.Власова, проект 96-02-19620 "Электродинамика квазиоптических компрессоров импульсов электромагнитного излучения", исследовала рассеяние электромагнитных волн на дифракционных решетках, обладающих сильной дисперсией. Необходимое для повышения мощности излучения сжатие частотно-модулированных импульсов поля может быть осуществлено, как показано в работах группы, с помощью сильно диспергирующей системы в виде набора дифракционных решеток.

Группой И.Ф.Ковалева, проект 95-02-04281 "Пространственно когерентное черенковское излучение интенсивных релятивистских электронных пучков в сверхразмерных электродинамических системах", исследованы способы селекции мод в генераторах черенковского типа. Решение указанной задачи важно для обеспечения пространственной когерентности индуцированного СВЧ излучения.

Группой Е.М.Громова, проект 96-02-19609 "Исследование динамики коротких волновых цугов и солитонов в нелинейных диспергирующих средах", построено аналитическое описание взаимодействия вихрей в стратифицированной жидкости. Получены новые точные стационарные решения уравнений К-де-В-Бюргерса.

Следует отметить также проекты, выполненные в Физическом институте РАН, группой И.В.Синельщикова, проект 96-02-18182 "Экспериментальное и теоретическое исследование новых методов генерации мощного когерентного излучения на основе диссипативной неустойчивости в системе электронный пучок - поглощающая среда", и группой К.П.Зыбина, проект 96-02-16465 "Сильно нелинейные турбулентные процессы при взаимодействии радиоволн с ионосферной плазмой".

Отметим оригинальные результаты, полученные благодаря сотрудничеству В.С.Зуева (Физический институт РАН) и А.В.Францессона (ИРЭ РАН ФЧ), проект 96-02-18123 "Субволновое сужение электромагнитного поля".

Разумеется, в данном обзоре упомянуты далеко не все яркие работы по радиофизике и акустике, поддержанные РФФИ. Мы хотели на выбранных примерах проиллюстрировать ту мысль, что в ведущих коллективах продолжаются глубокие исследования фундаментальных проблем и что уровень этих исследований соответствует мировому.

Большинство отмеченных работ (как и оставшихся за рамками данного короткого обзора), несомненно, могут найти продолжение в прикладной области. Это потребует, однако, новых условий организации и кооперации работ, а также иных условий финансирования в каждом конкретном случае.

Тематическая пестрота, "мозаичность" перечисленных исследований отражает, по нашему мнению, существующую сейчас реальную картину, Следует отметить, что, как правило, это продолжающиеся ряд лет работы, выигравшие конкурс РФФИ не в первый раз. Произошел естественный отбор наиболее творческих небольших коллективов. Их международный авторитет, как правило, велик, хотя не только этим критерием руководствуются эксперты РФФИ в своих оценках. Финансирующие науку государственные структуры должны принять во внимание эти оценки, бесспорно, объективные: корпус экспертов РФФИ состоит из известных профессионалов и пользуется заслуженным авторитетом.

Разумеется, РФФИ не в состоянии оказывать определяющее финансирование научных разработок.

В то же время возникает вопрос, целесообразно ли РФФИ принимать в какой-то мере участие в формировании научной тематики, путем, например, объявления конкурса по конкретным приоритетным направлениям науки, как это делается рядом фондов за рубежом, например в США. Автор настоящего обзора является сторонником этой идеи и приглашает коллег к ее обсуждению.

Copyright © 1997-2007 РФФИ | Дизайн и программирование: Intra-Center