Напрямки діяльності
Інститут здійснює науково-технічний супровід проектів Національних космічних програм України і виконує завдання Державного космічного агентства України по координації науково-дослідних і проектно-конструкторських робіт в галузі ракетно-космічної техніки.
На теперішній час в інституті проводяться фундаментальні і прикладні дослідження за наступнми напрямами:
В інституті розроблено експериментально-випробувальне устаткування з унікальними можливостями, програмне забезпечення, фізичні і математичні моделі процесів, які супроводжують об'єкти ракетно-космічної техніки на етапах доставки їх на стартові позиції, виведення на орбіту, функціонування в космічному просторі і під час входу в щільні шари атмосфери при поверненні на Землю. Ці науково-технічні розробки сприяють виходу вітчизняної науки і техніки в космічній галузі на рівень світових досягнень, а по деяких напрямах на рівень, що перевищує їх.
Проведено широкомасштабні теоретичні і експериментальні дослідження динаміки явища кавітації в шнековідцентрованих насосах рідинних ракетних двигунних установках (РРДУ), які за своїм змістом і новизні отриманих результатів не мають аналогів в світі. Ці дослідження дозволили створити нові уявлення про динамічні процеси в РРДУ і створити науково-технічні основи нового оригінального наукового напряму в галузі динаміки РРДУ і рідинних ракет-носіїв.
Проведено фундаментальні дослідження інжекції інертних і хімічно реагуючих рідин і газів в надзвуковий високоентальпійний газовий потік. Отримано результати дали можливість вперше в практиці ракетобудування створити принципово нові високоефективні виконавчі органи системи управління польотом ракети.
Значне місце в тематиці інституту займають роботи з аерогазодинаміки ракет-носіїв, двигунів і космічних апаратів, а також взаємодії космічних апаратів з навколишнім середовищем в іоносфері і магнітосфері Землі. Розроблено методи чисельного моделювання завдань аерогазодинаміки літальних апаратів на етапі їх входу в атмосферу і при польоті з великою надзвуковою швидкістю. Вивчено комплекс ефектів і явищ, які характеризують взаємодію космічного апарату з навколишнім середовищем в іоносфері і магнітосфері Землі.
Дослідження в області аеродинамічного забезпечення проектно-конструкторських розробок ракетно-космічної техніки було розпочато в інституті з перших днів його заснування за ініціативою колишнього Головного конструктора КБ-3 ДП “КБ “Південне”, а потім генерального конструктора НВО ім. С.О. Лавочкина, члена-кореспондента Української і Російської академій наук В.М. Ковтуненка, який очолював в інституті відділ аерогазодинаміки. На теперішній час аеродинамічний напрям в інституті представлено трьома науковими відділами.
В галузі динаміки механічних систем розвинено ефективні методи дослідження стаціонарних і нестаціонарних коливань складних механічних систем, запропоновано способи ідентифікації і оптимізації їх параметрів. Розроблено математичні моделі і методи забезпечення надійності і безпеки залізничного транспортування конструкцій космічної техніки, прогнозування і зменшення вібронавантаженості при транспортуванні.
Розроблено методи аналізу і синтезу рухомого управління і дослідження динаміки сингулярних обурених механічних систем.
Вирішено складні завдання деформації, міцності і несучої здатності (з урахуванням пластичних властивостей і повзучості матеріалу) неоднорідних несучих конструкцій ракетно-космічної і авіаційної техніки, енергетичного і транспортного машинобудування, що працюють в умовах інтенсивних дій різної фізичної природи, зокрема локальних навантажень і контактних взаємодій.
Розроблено ефективні комплексні методи розрахунку показників надійності і довговічності систем космічної техніки на етапах проектування, відпрацювання, виготовлення і експлуатації. Розвинено ймовірносно-статистичні методи проектування складних технічних систем.
Розроблено методи техніко-економічного аналізу великих систем з урахуванням невизначеностей ринкової економіки.
Отримані результати досліджень широко використано в проектних розробках зразків ракетно-космічної техніки і в значній мірі сприяли успішній експлуатації ракет-носіїв “Зеніт” і “Циклон”, здійсненню міжнародного проекту “Венера - Галлей” і інших проектів. По окремих наукових напрямах роботи інституту отримано міжнародне визнання - дослідження гідродинамічної кавітації, зокрема в насосах рідинних ракетних двигунів; аеродинаміки і плазмодинаміки літальних апаратів; статистичної динаміки наземних транспортних засобів і ін.
В інституті розроблено і експериментально досліджено принципово нові пневматичні системи
для захисту від вібрації водіїв транспортних засобів, а також сучасні технології: імпульсної гідроабразивної обробки кавітацією
поверхонь металевих виробів; нанесення жаростійких і антикорозійних покриттів на вироби машинобудівної і металургійної промисловості;
виготовлення високоміцних тонкостінних конструкцій антенно-хвилеводних пристроїв, концентраторів енергії випромінювання і інших
елементів складної конфігурації; спалювання низькосортного вугілля та інші.
Інститут оснащено сучасними засобами обчислювальної техніки і має в своєму розпорядженні унікальну експериментальну базу для дослідження гідродинамічних процесів в системах живлення двигунних установок ракет, термогазодинамічних і тепломасообмінних процесів в енергетичних установках, моделювання умов польоту літальних апаратів на великих, середніх і малих висотах, міцносних і вібраційних випробувань, технологічних процесів виготовлення елементів радіотехнічних пристроїв, геліоконцентраторів методом електролітичного формування і ін.
В інституті функціонує редакційно-видавнича система, оснащена сучасною технікою. Видається науковий журнал “Техническая механика”.
Інститут має широкі наукові і партнерські зв'язки в галузі розробки ракетно-космічної техніки, залізничного транспорту, машинобудування і теплоенергетики з багатьма українськими і зарубіжними інститутами, підприємствами, організаціями.
За результатами проведених досліджень учені Інституту технічної механіки НАН України і ДКА України з моменту його створення опублікували 126 монографій, 64 збірки наукових праць, більше 5687 статей. Отримано 927 авторських свідоцтв і патентів на винаходи. Захищено 34 докторських і 207 кандидатських дисертацій.
Учені інституту беруть участь в роботі багатьох міжнародних товариств і організацій, серед яких Міжнародна академія астронавтики, Російська академія космонавтики ім. К.Е. Ціолковського, Американське товариство інженерів-механіків, Міжнародне товариство з прямоточних повітряно-реактивних двигунів, Німецьке товариство прикладної математики і механіки, Міжнародна інженерна академія.