Акустический институт АН СССР

Акустический институт АН СССР (с 1991 года — Акустический институт имени академика Н. Н. Андреева РАН, сокр. АКИН) — научно-исследовательское учреждение, входившее в систему Академии наук СССР, а затем Российской академии наук. Специализировался на фундаментальных и прикладных исследованиях в области акустики: физической, гидроакустики, атмосферной, архитектурной, медицинской, а также ультразвука и инфразвука. Институт был основан в 1953 году и стал одним из ведущих мировых центров акустической науки.

История

Предпосылки создания

До середины XX века акустические исследования в СССР велись в разрозненных учреждениях: в Физическом институте АН СССР (ФИАН), в Ленинградском физико-техническом институте, в Центральном научно-исследовательском институте связи и других. В 1940-х годах, в связи с развитием гидроакустики для ВМФ, авиационной акустики и ультразвуковой дефектоскопии, возникла потребность в координации работ. В 1948 году при ФИАНе была создана Акустическая лаборатория под руководством академика Николая Николаевича Андреева, которая в 1953 году была преобразована в самостоятельный Акустический институт АН СССР.

Основание и первые годы

Официальной датой основания считается 1953 год. Первым директором стал Н. Н. Андреев (1880–1970), крупнейший советский физик-акустик, основатель научной школы. Институт разместился в Москве, на улице Крымский Вал (позже — Ленинский проспект). Основной задачей на начальном этапе было создание теоретической базы и лабораторной базы для акустики океана, а также разработка гидроакустических средств для подводного флота.

Развитие в 1960–1980-е годы

В 1960–1970-е годы институт активно расширялся. Были созданы филиалы и экспериментальные базы в Крыму (посёлок Кацивели), на Чёрном море, на озере Селигер и в Подмосковье. В 1968 году институту было присвоено имя его основателя — Н. Н. Андреева. В этот период были выполнены фундаментальные работы по распространению звука в океане, теории дифракции, акустике твёрдого тела, нелинейной акустике. Институт участвовал в советских океанографических экспедициях, в том числе в программе «ПОЛИМОДЕ» (изучение изменчивости океана).

Постсоветский период

После распада СССР институт сохранил статус академического учреждения, войдя в состав Российской академии наук. В 1990–2000-е годы, в условиях сокращения финансирования, объём прикладных работ для оборонной промышленности снизился, но фундаментальные исследования продолжались. Институт пережил несколько реорганизаций, в том числе в рамках реформы РАН 2013 года. На 2024 год АКИН продолжает функционировать как научный центр, хотя его материально-техническая база частично устарела.

Структура и научные направления

Основные отделы и лаборатории

В состав института входили (и входят по состоянию на 2020-е годы) следующие научные подразделения:

• Отдел физической акустики (изучение распространения звука в газах, жидкостях и твёрдых телах).
• Отдел гидроакустики (акустика океана, подводная связь, шумы судов).
• Отдел нелинейной акустики (параметрические антенны, акустические течения).
• Отдел акустики атмосферы (распространение звука в воздухе, инфразвук).
• Отдел ультразвука и акустоэлектроники (пьезоэлектрические преобразователи, акустические фильтры).
• Отдел медицинской акустики (диагностика и терапия ультразвуком).
• Лаборатория архитектурной акустики (акустика залов, шумозащита).

Экспериментальная база

Институт располагал уникальными экспериментальными установками:

• Гидроакустический бассейн в Москве (глубина до 10 м, размеры 30×15 м) — для испытания гидроакустических антенн.
• Морская экспериментальная станция в Кацивели (Крым) — с заглублёнными гидрофонами и излучателями для исследований в реальных условиях моря.
• Акустическая камера (заглушённая камера) — для измерений характеристик микрофонов и громкоговорителей.
• Инфразвуковой стенд — для генерации и приёма низкочастотных колебаний (1–20 Гц).

Ключевые научные достижения

Гидроакустика

Сотрудниками института была разработана теория распространения звука в мелком море и в глубоком океане с учётом рефракции, рельефа дна и неоднородностей среды. Были созданы первые советские гидроакустические станции (ГАС) для подводных лодок, в том числе шумопеленгаторные и гидролокационные системы. В 1970-х годах институт участвовал в создании системы «Шлюз» — акустического мониторинга акваторий.

Нелинейная акустика

В 1960-е годы в институте были открыты и исследованы параметрические излучатели звука, основанные на нелинейном взаимодействии двух высокочастотных волн. Это позволило создавать узконаправленные акустические антенны с низкой рабочей частотой, что нашло применение в гидролокации и геофизике.

Ультразвук и акустоэлектроника

Институт внёс вклад в разработку пьезокерамических материалов (например, ЦТС — цирконат-титанат свинца) и акустических фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Эти фильтры использовались в радиолокации, телевидении и системах связи.

Медицинская акустика

В 1970–1980-е годы были разработаны методы ультразвуковой диагностики (эхолокация) и терапии (гипертермия, дробление камней в почках — литотрипсия). Институт сотрудничал с медицинскими учреждениями СССР.

Атмосферная акустика

Были проведены исследования распространения инфразвука от ядерных взрывов, извержений вулканов и метеоритов. Разработаны методы акустического зондирования атмосферы (содары) для измерения ветра и температуры на высотах до 1 км.

Известные сотрудники

• Николай Николаевич Андреев (1880–1970) — основатель и первый директор, академик АН СССР.
• Леонид Михайлович Бреховских (1917–2005) — академик, один из создателей теории распространения звука в океане, директор института в 1970–1980-х годах.
• Владимир Александрович Красильников (1919–2003) — специалист по нелинейной акустике, член-корреспондент РАН.
• Сергей Николаевич Ржевкин (1891–1972) — физик-акустик, работавший в институте.
• Юрий Викторович Гуляев (род. 1935) — академик, специалист по акустоэлектронике, работал в институте в 1960–1970-х годах.

Применение результатов

Разработки института нашли применение в:

• Военно-морском флоте (гидроакустические станции, шумопеленгаторы).
• Гражданском судостроении (эхолоты, рыбопоисковые приборы).
• Медицине (ультразвуковые сканеры, аппараты для литотрипсии).
• Геофизике (сейсморазведка, акустический каротаж).
• Метрологии (эталонные микрофоны, калибраторы).
• Архитектуре (расчёт акустики концертных залов — например, Большого зала Московской консерватории).

Современное состояние

По состоянию на 2024 год Акустический институт имени Н. Н. Андреева РАН продолжает работу. В его составе — около 300 научных сотрудников. Институт проводит исследования по грантам РФФИ, РНФ, а также выполняет хоздоговорные работы для промышленности. Основные проблемы — износ оборудования (часть уникальных стендов 1970-х годов) и отток молодых кадров. Тем не менее, институт остаётся единственным в России специализированным академическим учреждением, охватывающим все основные разделы акустики.

Интересные факты

• В 1960-е годы институт участвовал в проекте «Акустическая томография океана» — попытке «просвечивать» океан звуком для обнаружения подводных лодок.
• В 1980-е годы сотрудники института проводили исследования акустики Стоунхенджа и других древних сооружений, изучая их акустические свойства.
• В 2000-е годы институт участвовал в международном проекте по созданию акустического детектора нейтрино (проект ANTARES), используя гидрофоны для регистрации акустических сигналов от частиц высоких энергий.

Источники

• Андреев Н. Н. «Избранные труды». — М.: Наука, 1970.
• Бреховских Л. М. «Волны в слоистых средах». — М.: Наука, 1973.
• «Акустический институт имени Н. Н. Андреева». — М.: АКИН, 2003 (юбилейный сборник).
• Материалы сайта Российской академии наук (раздел «Научные организации»).
• Устав Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Акустический институт имени Н. Н. Андреева РАН» (актуальная редакция).