"Комсомольская правда": А внутри – звездная пыль: ученые из Самары запустили самую большую в мире установку для изучения экстремального горения

Ученые Самарского университета 5 июля 2022 года запустили самую большую в мире установку для изучения процессов горения в экстремальных условиях. Новый аппарат позволит сделать существенный шаг в разработке более эффективных и экологичных двигателей для автомобилей и авиации, а также приблизит ученых к разгадке тайн зарождения вещества во Вселенной. Журналист «КП-Самара» побывала в лаборатории и выяснила, какие эксперименты задумали исследователи и как работает суперсовременная аппаратура.

От сверхвысоких температур до экстремального холода

Из лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета доносится равномерный гул, вокруг опутанного проводами металлического куба суетятся люди в белых халатах, время от времени вспыхивают зеленым светом лучи лазера. Момент действительно волнительный – исследователи приступают к проведению первых экспериментов на самой большой в мире установке экстремального горения. Установку строили с 2017 года, а последние несколько месяцев посвятили отладке аппаратуры и процессов.

- Установка предназначена для изучения процессов горения в экстремальных условиях, - объясняет главный научный сотрудник лаборатории, профессор Валерий Азязов. – Причем речь как об экстремально высоких температурах в несколько тысяч градусов, которые возникают, например, в двигателях внутреннего сгорания самолетов и ракет, так и о рекордно низких температурах в минус 250-270 градусов, которые существуют в космосе. Установка умеет, во-первых, создавать эти самые экстремальные условия в широком диапазоне, а во-вторых – обладает очень высокой чувствительностью, благодаря которой мы можем фиксировать результат.

Размер имеет значение

Похожие установки в мире можно пересчитать по пальцам, но точно такой же нет ни одной. Ученые и аспиранты Самарского университета сами разработали все чертежи, контролировали изготовление комплектующих и собирали аппаратуру общей стоимостью около 70 миллионов рублей. Лаборатория занимает целый зал, а сама вакуумная камера, в которой проводятся эксперименты, имеет два метра в длину и метр в высоту. Это самая большая подобная установка в мире. Размер имеет значение – чем он больше, тем больше видов дополнительного оборудования можно подключить и тем больше видов исследований проводить. А еще - тем более "чистым" и достоверным получится результат. Для того, чтобы поднять полуторатонную камеру на третий этаж, понадобился строительный кран.

- Для нашей работы очень важна чистота – чтобы получить достоверные результаты, в камере не должно быть никаких лишних молекул, - отметил Валерий Азязов. – Нам удалось при монтаже добиться максимально возможных параметров по вакууму. Но все равно перед каждым экспериментом мы обязательно откачиваем из камеры возможные лишние молекулы, которые могут исказить результат.

Поймать и изучить

Сердце установки - высокотемпературный химический микрореактор в виде тоненькой трубки из карбида кремния, специально разработанный самарскими учеными. На Земле карбид кремния встречается крайне редко, однако он широко распространен в космосе в виде частиц «звездной пыли». 20-сантиметровая трубка способна нагреваться до экстремально высокой температуры и позволяет проводить уникальные эксперименты.

- Во время экспериментов в эту трубку поступает газовая смесь изучаемых реагентов, разбавленная инертным газом, - объясняют ученые. – Получившие в результате эксперимента молекулы отправляются в камеру с мощным лазером. Там они ионизируются, что дает возможность поймать и изучить.

Первые эксперименты уже начались. Сейчас самарские ученые изучают процессы окисления и разрушения сажи, которая образуется при сгорании топлива.

- Главная цель – придумать, как снизить образование сажи, - пояснил первый проректор - проректор по научно-исследовательской работе Самарского университета Андрей Прокофьев. - Результаты этих экспериментов позволят сделать существенный шаг в двигателестроении, станут основой для разработки более экологичной камеры сгорания, а также позволит выработать новые виды топлива.

Источник: samara.kp.ru