Институт проблем механики имени А. Ю. Ишлинского РАН

Институт проблем механики имени А. Ю. Ишлинского РАН (ИПМех РАН) — российское научно-исследовательское учреждение, входящее в состав Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Российской академии наук (РАН). Институт специализируется на фундаментальных и прикладных исследованиях в области механики твёрдого тела, механики жидкости и газа, а также механики машин и робототехнических систем. Основан в 1965 году, носит имя выдающегося советского и российского механика Александра Юльевича Ишлинского.

История

Предпосылки создания

Необходимость создания специализированного института механики в системе Академии наук СССР возникла в середине XX века в связи с бурным развитием ракетно-космической техники, авиастроения, атомной энергетики и машиностроения. Существовавшие к тому времени институты (например, Институт машиноведения) не могли в полной мере охватить весь спектр задач современной механики, особенно в области нелинейных процессов, динамики управляемых систем и механики сплошных сред.

Основание и первые годы

Институт проблем механики АН СССР был организован в 1965 году на базе ряда лабораторий Отделения механики и процессов управления АН СССР. Первым директором стал академик Александр Юльевич Ишлинский (1913–2003), занимавший этот пост до 1988 года. Под его руководством были сформированы основные научные направления института: теория упругости и пластичности, механика разрушения, гидроаэродинамика, динамика машин и механизмов.

В 1960–1970-е годы институт активно участвовал в решении задач, связанных с созданием межконтинентальных баллистических ракет, космических аппаратов, подводных лодок и газотурбинных двигателей. Сотрудниками института были разработаны методы расчёта прочности конструкций при динамических нагрузках, теории устойчивости движения и виброзащиты.

Развитие в 1980–1990-е годы

В 1988 году директором института стал академик Феликс Леонидович Черноусько (род. 1938), который возглавлял его до 2018 года. В этот период институт расширил исследования в области робототехники, биомеханики, нано- и микросистемной техники. Были созданы уникальные стенды для испытаний материалов в экстремальных условиях, а также разработаны математические модели движения роботов с колёсным, шагающим и плавающим движителями.

В 1990-е годы, несмотря на экономические трудности, институт сохранил кадровый потенциал и продолжил фундаментальные исследования. В 1993 году институту было присвоено имя А. Ю. Ишлинского.

Современный этап

С 2018 года институтом руководит академик РАН Виктор Владимирович Козлов (род. 1950). В настоящее время ИПМех РАН является одним из ведущих центров механики в России. Институт активно участвует в программах фундаментальных научных исследований РАН, а также в проектах по заказам государственных корпораций (Роскосмос, Росатом, Объединённая авиастроительная корпорация). В 2020-х годах институт получил статус участника Национального проекта «Наука и университеты».

Основные научные направления

Механика твёрдого тела

• Теория упругости и пластичности: исследование напряжённо-деформированного состояния конструкций, контактные задачи, механика композиционных материалов.
• Механика разрушения и прочность: разработка критериев разрушения, модели трещиностойкости, усталостная прочность материалов.
• Механика нелинейных процессов: изучение гистерезисных явлений, эффектов памяти формы, фазовых переходов в твёрдых телах.

Механика жидкости и газа

• Гидроаэродинамика: течения вязкой и невязкой жидкости, струйные течения, обтекание тел, гидродинамика многофазных сред.
• Динамика разреженных газов: моделирование течений в микро- и наноканалах, аэродинамика малых тел.
• Тепломассообмен: конвективный теплообмен, процессы испарения и конденсации, горение.

Механика машин и робототехника

• Динамика и управление: теория устойчивости движения, управление колебаниями, виброзащита и виброизоляция.
• Робототехнические системы: разработка алгоритмов управления мобильными роботами (колёсными, шагающими, летающими), манипуляторами и биомеханическими протезами.
• Микро- и наномеханика: проектирование микроэлектромеханических систем (МЭМС), нанороботов.

Биомеханика

• Механика опорно-двигательного аппарата: моделирование движений человека, анализ походки, разработка ортопедических имплантатов.
• Гидродинамика кровообращения: моделирование течения крови в сосудах, исследование патологий сердечно-сосудистой системы.

Структура и лаборатории

Институт состоит из нескольких отделов и лабораторий. Наиболее крупные подразделения:

• Отдел механики деформируемого твёрдого тела (включает лаборатории прочности, пластичности, композитов).
• Отдел механики жидкости и газа (лаборатории гидроаэродинамики, газовой динамики, теплообмена).
• Отдел механики машин и робототехники (лаборатории робототехники, динамики машин, виброзащиты).
• Отдел биомеханики (лаборатории биомеханики движений, гидродинамики кровообращения).

Также при институте действуют:

• Центр коллективного пользования «Механика» — предоставляет оборудование для испытаний материалов и стендовые установки.
• Аспирантура и докторантура — подготовка кадров высшей квалификации по специальностям «Механика деформируемого твёрдого тела», «Механика жидкости, газа и плазмы», «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры».
• Научно-образовательный центр — совместные программы с МФТИ, МГУ имени М. В. Ломоносова, МГТУ имени Н. Э. Баумана.

Известные сотрудники

За время существования института в нём работали многие выдающиеся учёные-механики:

• Александр Юльевич Ишлинский (1913–2003) — основатель и первый директор, специалист по теории гироскопов, теории упругости и динамике машин.
• Феликс Леонидович Черноусько (род. 1938) — директор в 1988–2018 годах, автор работ по управлению движением роботов, оптимизации и вариационным методам.
• Виктор Владимирович Козлов (род. 1950) — действующий директор, специалист по механике твёрдого тела и теории колебаний.
• Александр Григорьевич Куликовский (1933–2020) — академик РАН, работы по газовой динамике, теории ударных волн.
• Владимир Иванович Феодосьев (1916–1991) — член-корреспондент АН СССР, труды по сопротивлению материалов и строительной механике.

Научные достижения

Институт известен рядом фундаментальных и прикладных результатов:

• Теория гироскопических систем — разработка методов расчёта и коррекции гироскопических приборов, используемых в навигации.
• Методы виброзащиты — создание виброизоляторов с регулируемой жёсткостью для защиты оборудования от динамических нагрузок.
• Модели движения шагающих роботов — разработаны алгоритмы устойчивого передвижения роботов по пересечённой местности, в том числе с использованием нейросетевых методов.
• Гидродинамика многофазных сред — построены модели течения пузырьковых жидкостей, эмульсий и суспензий, применяемые в нефтегазовой промышленности.
• Механика разрушения — предложены критерии прочности для материалов с дефектами, используемые при проектировании авиационных и космических конструкций.

Международное сотрудничество

ИПМех РАН поддерживает научные связи с институтами и университетами многих стран, включая Германию, Францию, Китай, США, Японию и Италию. Совместные проекты реализуются в рамках программ РАН, Российского научного фонда (РНФ) и международных грантов. Институт регулярно проводит международные конференции, в том числе «Проблемы механики» и «Современные проблемы механики сплошных сред».

Издания

Институт является соучредителем нескольких научных журналов:

• «Известия РАН. Механика твёрдого тела» (основан в 1966 году, выходит 6 раз в год).
• «Известия РАН. Механика жидкости и газа» (основан в 1966 году).
• «Проблемы машиностроения и надёжности машин» (основан в 1972 году).

Критика и проблемы

В постсоветский период институт, как и многие академические учреждения, сталкивался с проблемами финансирования и оттока молодых кадров. В 2010-е годы была проведена реорганизация, направленная на оптимизацию штата и привлечение внебюджетных средств через хоздоговорные работы. Некоторые критики отмечали, что прикладные исследования института стали доминировать над фундаментальными, однако руководство института подчёркивает сохранение баланса между этими направлениями.

Источники

• Ишлинский А. Ю. Механика: идеи, задачи, приложения. — М.: Наука, 1985.
• Черноусько Ф. Л. Управление движением роботов. — М.: Физматлит, 2009.
• Устав Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН» (утверждён Минобрнауки России, 2018).
• Официальный сайт ИПМех РАН (ipmnet.ru).
• Козлов В. В. Механика в Российской академии наук: история и современность // Вестник РАН. — 2020. — Т. 90, № 5.