Две юбилейни годишнини на института по хидро и аеродинамика към бан

В настоящия доклад е дадена в графичен вид динамиката на щатния състав на Центъра, включваща неговата обща численост и тази на отделните категории персонал в периода от въвеждането в експлоатация на НЕБКХ през 1976 г. до настоящия момент ( септември 2006 г.).

Могат да се видят следните характерни особености в развитието на персонала на ИХА през последните 30 години:

- негативните последствия на прехода на България и останалите европейски социалистически страни (основни ползватели на услугите на Центъра) към пазарна икономика;

- породената несигурност в сътрудниците за тяхното професионално бъдеще и естествен стремеж за изява и мултиплициране на получените в ИХА знания и опит в собствен частен бизнес или чрез преминаване на работа в чуждестранни хидродинамични лаборатории и корабостроителници. Като следствие на тези процеси във Варна, в т.ч. и на територията на ИХА, се формира технологична верига от малки иновативни фирми, обслужващи специфичните потребности на хидродинамичния център, които в годините укрепват и функционират успешно като негов стабилен технологичен тил;

- негативното отношение на Министерството на икономиката към т.н. “ведомствена наука” и в частност към ИХА в периода от края на 1999 г. до 2004 г., когато ИХА получава статут на административно звено към съответния министър и в това му качество му бе наложено почти двукратно редуциране на числения състав;

Обучението на инженерно-изследователския състав през годините е осъществявано посредством:

- изследователския и инженерен персонал, извършено от чуждестранни и български експерти чрез: консултации по усвояване на видовете експериментални методики, измервателно оборудване и апаратура, автоматизирани системи за сбор и обработка на експериментални данни; лекции по актуални проблеми на теоретичната хидро- и аеродинамика; образователни курсове и консултации по математическо моделиране и усвояване на специализиран софтуер и професионални програмни системи;

- квалифицирани работници и техници, извършено от чуждестранни експерти по практическото усвояване на технологичното оборудване и технологии за производство на корабни модели и модели на корабни движители, по експлоатация на уникалните експериментални съоръжения, измервателната апаратура и системите за управление на експеримента.

През годините са успешно реализирани следните традиционни форми за развитие на научния персонал:

Обучението на персонала винаги е било и продължава да бъде приоритет с първостепенно значение за развитието на Института в модерните условия на глобалната икономика на знанието.

Повторното преминаване на ИХА към БАН на 1 юни 2004 г. създаде предпоставки за разгръщане на научно - изследователската дейност в нови условия на академичната общност – интегриране и партньорство с водещи академични научни звена; наличие на нормативна база и утвърдени академични процедури; облекчен достъп до академични издания с международна известност, периодика и съвременна информация за развитието на научните изследвания и технологиите; установено дългогодишно международно многостранно и двустранно сътрудничество; възможност за обучение на докторанти; подкрепа за поддържане и модернизиране на експерименталната база и за развитие на персонала; ползване на академични преференции при доставка на авангардни програмни продукти и апаратура за научни цели; интегрирано участие в изследователски проекти, научни форуми и др.

Приет е Правилник за дейността на ИХА, който регламентира предмета на дейност и неговите компетентности в следните области:

а) Корабна хидродинамика и аеродинамика, в т.ч. ходкост, мореходност и маневреност на кораби в лабораторни и реални условия; хидродинамично проектиране и оптимизиране на корабни форми и движители.

б) Океанско инженерство, в т.ч. ходкост, мореходност и маневреност на плаващи морски технически съоръжения; статистика и прогнозиране на експлоатационните условия ( вълнение, течения и вятър) в морските райони на плаване на корабите и експлоатация на морските инженерни съоръжения; технологии за преобразуване на океанската енергия.

в) Информационни и числени технологии, в т.ч. числени методи в механиката на флуидите; компютърно моделиране на процеси в хидро- и аеродинамиката; информационни и управляващи бордови системи; морски и речни тренажорни системи.

г) Индустриална хидродинамика и аеродинамика, в т.ч. хидродинамика на рибовъдни ферми и съоръжения; хидродинамика и аеродинамика на водни и въздушни филтри; хидродинамика и аеродинамика на индустриални апарати, инсталации и съоръжения.

д) Хидродинамика на бреговата зона, в т.ч. формиране и разпространение на ветровото вълнение и вълнови течения в бреговата зона; вълново въздействие върху брега и брегови инженерни съоръжения; динамика на наноси, изменение на дънния релеф и бреговата линия.

Фиг. 2

е) Технологии за опазване и устойчиво развитие на околната среда, в т.ч. - при инженерна намеса в бреговата зона; при замърсяване на крайбрежните води и наносите в резултат на индустриални дейности ( воден транспорт, пристанищни дейности, туризъм); при аварии и катастрофи на море; при хидродинамично въздействие на движещи се речни кораби и състави върху брега и речното дъно.

ж) Технологии на водния транспорт и транспортната телематика.

з) Специални технологии за нуждите на отбраната.

и) Теория и техника на моделния експеримент, технологии за изработване на модели, разработване на измервателни методи и средства, автоматизация на научния експеримент.

Конституираният предмет на дейност се осъществява от пет специализирани секции: “Хидродинамика на кораба”, “Динамика на кораба и океанско инженерство”, “Морски информационни технологии и компютърни симулации”, “Брегова хидродинамика и опазване на околната среда”, “Техническа хидродинамика и аеродинамика”, и направление “Експериментална техника и технологии” със следните сектори: “Проектиране”, “Експериментално производство”, “Измервателна техника и електрозадвижвания” и “Експериментални лаборатории”.

От представената на фиг. 2 структура на ИХА е видно, че ръководни органи за колективно управление на Института са Общото събрание на учените и Научния съвет. Последният има 17 хабилитирани членове – 12 научни сътрудници от Института и 5 видни учени от варненски университети и институти.

4.2. Благоприятната среда и условия за функциониране и развитие на Института след присъединяването му към БАН, както и потребностите на международния пазар на научни услуги, стимулираха ръководството и колектива на ИХА да търсят подходи и разкрият ресурси за възстановяване и реконструиране на Плитководния басейн (един от най-големите в света), Хидротехническата лаборатория и за доизграждане на Аеродинамичната лаборатория.

- През юни 2006 г. приключи първият етап от основната реконструкция на Плитководния басейн, след което е изпълнена първата изследователска задача за престижен чуждестранен възложител. До края на тази година се предвижда пълното обновяване на системите на Буксировъчната количка за задвижване, управление, измерване и сбор и обработка на данни от експериментите в басейна.

- усъвършенстване на хидравличното задвижване на вълнопродуктора чрез внедряване на нови системи за непрекъсната филтрация и охлаждане на маслото в хидравличните станции;

- възстановяване на ултразвуковата система за измерване траекторията на автономни плаващи обекти, като са въведени редица хардуерни и софтуерни подобрения с цел повишаване точността и надеждността на измерванията;

- разработване и внедряване на цифров автопилот за провеждане на автономни маневрени изпитания в комплект с рулеви машини и задвижвания на винтовете с цифрово програмно управление с микроконтролери;

- въвеждане в експлоатация на нова измервателна система на базата на преносими персонални компютри;

- разработване и въвеждане в експлоатация на нова автоматизирана програмна бордова система за провеждане на изпитания с автономни модели, свързана с гъвкава база данни за съхраняване, използване и статистически анализ на резултатите;

- обновяване на техниката за провеждане на динамични изпитания на вълнение с нова инерциална система MOTAN за измерване параметрите на движение на тяло със 6 степени на свобода, позволяваща да се измерват с висока точност преместванията, скоростите и ускоренията на модела във всички пространствени направления.

б) в Дълбоководния буксировъчен басейн:

- възстановени са експлоатационните възможности на планарния механизъм LAHPMM, като е извършена цялостна реконструкция на управлението на двигателите, възстановени са усилвателите и е разработен нов приложен софтуер за сбор и цифрова обработка на експерименталните данни с използване на програмните пакети Test Point, Labview и Matlab;

- създадени са технически възможности на планарния механизъм LAHPMM за изследвания на кораби с подрулващи устройства, като в началото на 2006 г. са извършени първите изпитания за клиент.

- модернизиран е измерително - изчислителният комплекс чрез внедряване на съвременни програмни средства за сбор, обработка и анализ на експерименталните резултати.

- въведени са съвременни софтуерни продукти, като Rhino3D – универсална 3D система за геометрично моделиране на базата на рационални би-сплайни (NURBS), специално пригодена за описание на корабния корпус, с програма-приложение RhinoMarine за пресмятания на хидростатика и устойчивост, и VISI-Series – софтуерна CAD/CAM система, специализирана за компютърно проектиране и изработване на гребни винтове и други обекти със сложна геометрия.

- усъвършенствана е технологията на изработване на дървени модели, като за основен изходен материал е въведена специална безвлакнеста африканска дървесина Abachi;

- реализирано е цифрово управление на съществуващата копир-фрезмашина В-12 за обработка на корабни модели, като на базата на CAD/CAM системата VISI-Series и, в частност, на модула VISI-Machining 3D Rel.13.1., позволяващ лесно създаване на програми за компютърен числен контрол (CNC), е извършено интегриране на продукта CNC BEL към машината;

- създадено е програмно приложение, интегрирано към модула VISI-Machining 3D, позволяващо обмерът на корпусите на изработените модели да се извършва в автоматичен режим с възможност за статистическа оценка на точността на обработка.

• 
  свързани са всички експериментални съоръжения и работилници;
  
• 
  въведена е оптическа вътрешна кабелна връзка;
  
• 
  внедрена е безжична връзка между подвижни автономни обекти, изследвани в ММБ и ДБ, и компютърната мрежа на ИХА.
  

По IV Рамкова програма “КОПЕРНИКУС” Институтът партнира в разработването на две задачи - “Проектиране на адаптивни морски конструкции при екстремно вълново натоварване” и “Телематика на навигацията по вътрешно-водните пътища”

По линия на НАТО Институтът участва в разработването на проекта “Симулационно проектиране и създаване на виртуални прототипи” (1999 -2002 г.) и на съответния стандартизационен документ СТАНАГ 61.

В рамките на проекта “Фундаментални хидравлични изследвания на бреговите процеси с използване на хидравличния лабораторен комплекс в Северна Германия”, финансиран по 5РП на ЕС, сътрудници на Института са изпълнили общо 6 подпроекта в периода 2001 – 2005 г.:

• 
  “Комбинирано физическо и числено моделиране на бреговата ерозия на плажна зона, защитена от изкуствен риф”;
  
• 
  “Обтичане на кораби на плитководие при критични и свръхкритични скорости на движение”;
  
• 
  “Хидродинамично изследване на потока около гребни винтове; потоци с частична кавитация и обтичане върховете на перките на винтовете”;
  
• 
  “Физическо моделно изследване на иновационен стоманобетонов кесон за плаващи вълноломи”;
  
• 
  “Лабораторно изследване на предизвиканото от сондажни работи разпръскване на седименти”;
  
• 
  “Хидродинамично взаимодействие между кораби в ограничен фарватер”.
  

• 
  Придобиване и внедряване на съвременен CFD пакет FLUENT и съответния софтуер за предварителна и окончателна обработка;
  
• 
  Обучение на 14 сътрудници на ИХА и млади изследователи от други сродни организации в CFD-симулации с FLUENT;
  
• 
  Разработване на CFD–web-страница (cfd.bshc.bg) осигуряваща възможности за обмяна на информация и идеи, консолидирайки по такъв начин CFD-обществото в България и разширяваща взаимоотношенията му с международната CFD-общност;
  
• 
  Участие в 20 научни форми по CFD и EFD с 19 презентации;
  
• 
  Организиране и домакинство на 8^ми Симпозиум по Числен Буксировъчен басейн, популярен ежегоден симпозиум по приложение CFD в корабната хидродинамика, с участието на 50 изследователи от 15 страни с 37 презентации;
  
• 
  Придобиване и инсталиране на съвременна система за сбор и обработка на данни Lab View и обучение 19 сътрудници на ИХА;
  
• 
  Придобиване и внедряване на съвременни измервателни средства като: MOTAN-инерционна, измерителна система за измерване колебания и ускорения с 6 степени на свобода; динамометър за моделно изследване на яхти и т.н.
  

По VІ Рамкова програма на ЕС от 2005 г. ИХА е партньор на голям консорциум от европейски изследователски организации в проект “Координиращи дейности по използване на океанската енергия” /Coordinated Action on Ocean Energy/ (CA-OE).

Институтът е участвал и участвува понастоящем активно в редица проекти, финансирани от Националния фонд “Научни изследвания” към Министерството на науката и образованието. От 2004 г. насам това са проектите:

- “Евроинтеграция на България по плавателен път река Дунав - изследване и разработване на съвременни технологии за устойчиво развитие, обучение и ефективен речен транспорт” по Националната научна програма “Българското общество – част от Европа”, съдържащ четири подпроекта: 1) Числен модел на транспорт на речни наноси с приложение за р. Дунав, 2) Виртуално обучение по европейски стандарти за корабоводене по вътрешните водни пътища на Европа, 3) Развитие на пилотна трансевропейска линия (Рейн – Майн - Дунав) за превоз на контейнери между Валонската област и Черно море (пристанища Варна и Русе), 4) Приложение на съвременни методи и технологии при проектирането, строителството и модернизацията на речни кораби и състави;

- “Укрепване капацитета на ИХА в областта на изследванията за ефективно, безопасно и екологично речно корабоплаване” (Reinforcement of the Capacities of the BSHC in the Field of Research on Efficient and Environmentally Friendly Inland Navigation – REFIN), целящ превръщането на BSHC в Европейски изследователски център, който научно да осигури устойчивото развитие на речния транспорт по долното течение на р. Дунав.

- “Изследване на скоростното поле в равнината на диска на гребния винт и зависимостта му от корабната форма”, обезпечаващ ресурсно съвместен проект с Научно - изследователския Център по Корабостроене (CSSRC) в Уши, Китай, по линия на двустранното научно-техническо сътрудничество между Р България и НР Китай;

- “Изследване на вълновите течения и наносния транспорт в района на съоръжения за защита на брега / плажа”, обезпечаващ ресурсно съвместен проект с Института по хидравлични изследвания (NHRI) в Нанжинг, Китай, по линия на двустранното НТС между Р България и НР Китай.

4.6. Към настоящия момент Институтът има вече 80 щатни бройки. Учените са 27 души, което е 34 % от общия състав на Института. Дванадесет от учените са хабилитирани, а 10 са с научната и образователна степен “доктор”, което представлява съответно 44% и 37 % от научния състав.

Следва, обаче, да се отбележи очевидната през последните години много тревожна тенденция на “остаряване” на научния състав, на която може успешно да се противодейства единствено с привличане на работа на млади специалисти чрез разкриване на нови щатни бройки, провеждане на следдипломни квалификационни курсове, специализирано обучение на студенти (бакалаври и магистри), както и ръководство и обучение на дипломанти и докторанти по специалности от компетентността на хабилитираните учени в Института.

Като цяло развитието днес на Института се характеризира със следното:

а) разширяване възможностите на ИХА и спектъра на извършваните научно - приложни изследвания чрез изпълнение на нестандартни задачи, като: систематични моделни изследвания на високоскоростни яхти, изследване характеристиките на нови типове морски и речни тласкаеми състави и скачващи устройства, изследване управляемостта на плавателни съдове в канали и в условията на плитководие, изследване поведението на аварирали съдове, изпитания на средства за усвояване ресурсите на океана, изпитания на иновативни средства за утилизация на вълновата енергия;

б) географско разширяване разпространението на научни продукти и услуги, извършвани от Института за ползватели вече от четири континента – Европа, Азия, Северна Америка и Африка;

в) включване на виртуалното моделиране в стандартния списък на услугите, извършвани от ИХА, като за целта се реализира мащабна програма за закупуване и усвояване на специализирани програмни пакети с широка международна известност и приложимост;

г) укрепване на научния потенциал чрез ангажиране на водещите специалисти на Института в обучаването на студенти по магистърски програми, в осигуряване ръководство на професионално ориентирани студентски практики, за обучаване на докторанти; привличане на млади учени в следдокторски специализации;

д) широко интегриране с международния научен потенциал за съвместно участие в разработването на проекти, финансирани от Европейските програми за изследвания и развитие, научните програми на НАТО, на Департамента за военно - морски изследвания на САЩ и др. финансови източници.

е) разширяване и задълбочаване на многостранното и двустранно научно сътрудничество чрез участие в корпоративни изследователски задачи, обмен на специалисти и информация, участие в международни координационни комитети, форуми и др. научни прояви.