Институт проблем механики АН СССР

Институт проблем механики АН СССР (ИПМ АН СССР) — научно-исследовательское учреждение в системе Академии наук СССР, занимавшееся фундаментальными и прикладными исследованиями в области механики сплошных сред, теории управления, динамики машин и прочности конструкций. Основан в 1965 году на базе ряда лабораторий и отделов, выделенных из других институтов АН СССР. В 1991 году, после распада СССР, преобразован в Институт проблем механики РАН (ИПМех РАН), который продолжает работу в Российской Федерации.

История

Предпосылки создания

В середине XX века в СССР наблюдался бурный рост ракетно-космической, авиационной и атомной промышленности. Для решения сложных задач, связанных с аэродинамикой, прочностью конструкций, гидродинамикой и динамикой полёта, требовались специализированные научные центры. В 1950-е — начале 1960-х годов исследования в области механики велись в нескольких институтах АН СССР, в том числе в Математическом институте им. В. А. Стеклова, Институте машиноведения и Институте физики Земли. Однако отсутствие единой координации и специализированной базы тормозило развитие.

Основание и первые годы

ИПМ АН СССР был учреждён постановлением Президиума АН СССР в 1965 году. Первым директором стал академик Александр Юльевич Ишлинский (1965–1985), известный специалист в области механики твёрдого тела и теории гироскопов. Основной костяк института составили сотрудники Отдела механики Института физики Земли и ряда других подразделений. Первоначально институт размещался в здании на Ленинском проспекте в Москве.

Развитие в 1970–1980-е годы

В 1970-е годы институт активно участвовал в космической программе СССР, в том числе в проектах «Союз», «Салют», «Мир». Были разработаны методы расчёта теплозащиты космических аппаратов, проведены исследования по гидродинамике невесомости, созданы модели деформирования конструкций при ударных нагрузках. В 1980-е годы институт расширил тематику, включив в неё проблемы биомеханики, трибологии и механики композиционных материалов.

После распада СССР

В 1991 году институт был переименован в Институт проблем механики РАН. В 1990-е — 2000-е годы, несмотря на сокращение бюджетного финансирования, институт сохранил основные научные школы и продолжил исследования по приоритетным направлениям, включая наномеханику, механику микро- и наносистем.

Структура и организация

Основные отделы и лаборатории

К моменту расцвета (середина 1980-х годов) в состав ИПМ АН СССР входили следующие подразделения:

• Отдел аэродинамики и газовой динамики (занимался сверхзвуковыми течениями, отрывными течениями, ударными волнами);
• Отдел гидродинамики (течения в пористых средах, волны на поверхности жидкости, кавитация);
• Отдел механики деформируемого твёрдого тела (теория упругости, пластичности, ползучести, механика разрушения);
• Отдел динамики машин и управления (вибрации, гироскопические системы, робототехника);
• Лаборатория трибологии (трение и износ);
• Лаборатория биомеханики (движение человека, прочность биологических тканей);
• Экспериментальная база (аэродинамические трубы, гидроканалы, испытательные стенды).

Руководство

Директора института в советский период:

• 1965–1985 — академик А. Ю. Ишлинский;
• 1985–1991 — академик Феликс Леонидович Черноусько (с 1991 по 2006 год — директор ИПМех РАН).

Научная деятельность

Основные направления

ИПМ АН СССР вёл исследования по широкому спектру проблем механики, которые можно сгруппировать в несколько блоков:

1. Механика жидкости и газа: аэродинамика летательных аппаратов, гидродинамика судов, течения в каналах и пористых средах, волновые процессы, кавитация.
2. Механика деформируемого твёрдого тела: теория упругости и пластичности, механика разрушения, ползучесть, термоупругость, механика композитов.
3. Динамика и управление: теория колебаний, гироскопические системы, управление движением роботов, виброзащита.
4. Трибология: физика трения, износ, смазочные материалы, контактное взаимодействие.
5. Биомеханика: механика опорно-двигательного аппарата, кровообращения, дыхания.

Ключевые научные достижения

• Разработка теории гироскопических систем (А. Ю. Ишлинский, В. Ф. Журавлёв), позволившей создать высокоточные навигационные приборы для подводных лодок и космических аппаратов.
• Создание методов расчёта теплозащиты спускаемых аппаратов (В. В. Лунёв, В. П. Стулов), применённых в программах «Венера», «Марс», «Луна».
• Исследование кавитационных течений (В. К. Андреев, В. И. Буланов) — предложены модели, описывающие образование и схлопывание пузырьков в жидкости.
• Разработка теории управления движением роботов (Ф. Л. Черноусько, Н. Н. Болотник) — созданы алгоритмы для манипуляторов и шагающих аппаратов.
• Открытие эффекта «памяти формы» в полимерах (совместно с другими институтами) — материалы, способные восстанавливать исходную форму после деформации.
• Создание метода конечных элементов для расчёта прочности конструкций (одна из первых реализаций в СССР — В. А. Постнов, И. Ф. Образцов).

Экспериментальная база

Институт располагал уникальной экспериментальной базой:

• аэродинамические трубы дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей (в том числе ударные трубы);
• гидродинамические лотки и каналы для изучения волн и течений;
• испытательные стенды для исследования прочности, вибраций и трения;
• центрифуги для моделирования перегрузок.

Применение результатов

Космическая и авиационная техника

Результаты исследований ИПМ АН СССР широко использовались в проектах:

• Космические корабли «Союз» и «Прогресс» — расчёты теплозащиты, аэродинамики спуска, динамики стыковки.
• Орбитальные станции «Салют» и «Мир» — гидродинамика в условиях невесомости, системы жизнеобеспечения.
• Самолёты ОКБ Сухого, Микояна, Туполева — оптимизация аэродинамических форм, снижение вибраций.

Оборонная промышленность

Институт выполнял заказы Министерства обороны СССР:

• расчёты прочности корпусов подводных лодок и надводных кораблей;
• создание систем навигации на основе гироскопов для ракет и торпед;
• моделирование взрывных и ударных воздействий на военную технику.

Машиностроение и транспорт

• Разработка методов снижения вибраций в турбинах и двигателях.
• Создание новых подшипников скольжения с пониженным коэффициентом трения.
• Оптимизация гидравлических систем экскаваторов, кранов, буровых установок.

Известные сотрудники

В институте работали многие выдающиеся учёные, в том числе:

• Александр Юльевич Ишлинский (1913–2003) — основатель и первый директор, специалист по механике твёрдого тела и гироскопам.
• Феликс Леонидович Черноусько (род. 1938) — директор в 1985–2006, автор работ по управлению роботами и теории колебаний.
• Владимир Васильевич Лунёв (1926–2007) — специалист по аэродинамике и тепломассообмену.
• Владимир Павлович Стулов (1933–2020) — исследователь теплозащиты космических аппаратов.
• Николай Николаевич Болотник (род. 1946) — один из создателей теории шагающих роботов.

Критика и проблемы

В советский период деятельность института подвергалась критике за:

• излишнюю теоретическую направленность некоторых исследований, оторванных от практических нужд промышленности;
• бюрократизацию управления и сложность согласования с заказчиками (министерствами);
• недостаточное финансирование экспериментальной базы в 1980-е годы по сравнению с западными аналогами.

Тем не менее, в целом ИПМ АН СССР считался одним из ведущих мировых центров в области механики.

Наследие

ИПМ АН СССР стал основой для современного Института проблем механики РАН. Многие разработки советского периода продолжают использоваться в российской космической и оборонной промышленности. Научные школы, созданные в институте, существуют и развиваются в XXI веке.

Источники

• Ишлинский А. Ю. «Механика: идеи, задачи, приложения». — М.: Наука, 1985.
• Черноусько Ф. Л. «Институт проблем механики РАН: история и современность» // Вестник РАН, 2005, № 5.
• «Институт проблем механики АН СССР: 25 лет» / под ред. А. Ю. Ишлинского. — М.: Наука, 1990.
• Материалы архива РАН (фонд ИПМ АН СССР).