Сергей Иванович Зоненко

Фото Все

Сергей Зоненко – биография

Сергей Зоненко – российский математик, автор новой теории кумуляции энергии взрыва. В 2004 году открыл физический закон, который описывает взрывное метание тонких металлических пластин. На основе открытия он устранил проблему взрывной неустойчивости.

Детство

Ученый родился 8 июня 1961 года в городе Бульгума, Татарстан, в семье Ивана Тимофеевича и Розы Фёдоровны Зоненко. Отец – один из крупнейших советских разработчиков нефтяной отрасли, заместитель председателя Госкомнефтепродукт РСФСР, мать – учительница русского языка и литературы. Дядя Андрей Тимофеевич Зоненко – журналист, главный редактор республиканской газеты «Правда Украины». Ранние годы провел в Татарии, куда направили его отца по распределению после окончания Львовского политехнического института. В первый класс пошел в городе Бумердес в Алжире, где его отец находился в длительной командировке. В 1969 году семья переехала в Москву.

В школьные годы у будущего ученого проявились разносторонние увлечения: получил первый разряд по шахматам, закончил музыкальную школу по классу аккордеона, участвовал во всевозможных олимпиадах от географии до математики. Когда он учился в пятом классе, родители купили ему ГДРовский металлический конструктор. Сергей в течении полугода собрал из него всё, что было в инструкции, потом еще в два раза больше – то, что он сам придумал. После того как все возможности конструктора были исчерпаны, аккуратно уложил все детали в коробку и подарил своему однокласснику. В старших классах увлекся математикой, подписался на журнал «Квант» и прочитывал от корки до корки все выпуски журнала. В 10 классе ответ на вопросы «кем быть и где учится?» уже был однозначным.

Образование

В 1978 году поступил на мех-мат Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. На третьем курсе для дальнейшего обучения выбрал кафедру гидродинамики, которую возглавлял академик Леонид Седов. В 1983 году окончил университет с отличием. Дипломная работа была опубликована в журнале «Известия АН СССР. Механика жидкости и газа».

После аспирантуры на том же факультете в 1987 году первым из своего выпуска защитил диссертацию, связанную с безопасностью ядерных реакторов, под руководством Горимира Горимировича Чёрного, советского и российского учёного-механика, специалиста в области газовой динамики и аэродинамики больших скоростей.

С.Зоненко в своей диссертации, с использованием системы уравнений движения трех взаимопроникающих и взаимодействующих сплошных сред с фазовыми превращениями, исследовал закономерности распространения ударных волн в жидкости, содержащей нагретые твердые частицы с паровыми оболочками. Получил замкнутую систему соотношений на поверхности сильного разрыва и расчетные формулы для параметров за скачком, решил задачу об отражении ударной волны от твердой стенки. Предложил и опробовал методику расчетов, основанную на разделении полной системы уравнений на две подсистемы: осредненных уравнений движения и уравнений микрозадачи. Это позволяет составлять и отлаживать программы модульно, а также использовать различные модели микропроцессов на разных стадиях изучаемого движения. Полученные С.Зоненко результаты дают представление о распространении парового взрыва и могут быть полезны при рассмотрении процессов, протекающих в ядерных реакторах, в вопросах повышения безопасности их эксплуатации.

Через 15 лет его диссертация была опубликована в сборнике «Механика жидкости и газа. Избранные труды, 1950—2003 гг.».

Работая ведущим научным сотрудником во ВНИИСТ, Сергей принимал участие в ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы в Украине и Спитакского землетрясения в Армении в 1988 году.

В 2001 году Сергей начал работать старшим научным сотрудником в институте механики МГУ. Во время работы основал и был директором научно-издательского центра механики. Под его руководством издавались всероссийские научные журналы «Аэромеханика и газовая динамика» и «Успехи механики».

Наука

Начиная с 2001 года Сергей Зоненко изучал взрывное метание тонких металлических пластин и оболочек.

Оболочка взрывного устройства – это рабочее тело, с помощью которого энергия взрывчатого вещества переводится в совершаемую работу. Это может быть коническая оболочка – в кумулятивных зарядах, цилиндрическая – во взрывных генераторах электрических импульсов, сферическая – в ядерных энергетических установках. Для кумулятивных зарядов оболочку называют облицовкой.

Основная проблема, с которой сталкиваются разработчики при конструировании взрывных устройств с тонкими оболочками, – это их динамическая неустойчивость. Ее называют взрывной неустойчивостью.

Решение проблемы взрывной неустойчивости, предложенное Зоненко, заключается в следующем: для любой оболочки существует критическая длина начальных возмущений, при которой эти возмущения не растут, а рост спонтанных возмущений подавляется в случае, если их амплитуда достаточно мала по сравнению с амплитудой искусственно созданных. Оказалось, что вместо повышения гладкости поверхности оболочки, к чему раньше стремились, надо специально создавать регулярные неровности (только надо знать – какие), и взрывная неустойчивость будет устранена.

Во ходе своих теоретических и экспериментальных исследований С. Зоненко установил, что при падении детонационной волны на поверхность оболочки, и дальнейшем прохождении ударных и отраженных волн, происходят многочисленные отколы, в результате чего материал оболочки расслаивается. Он приобретает структуру, аналогичную жидкому кристаллу. Разумеется, речь идет только об аналогии, а ни о каком реальном типе жидких кристаллов, теория которых развивается более 100 лет и стала самостоятельным разделом физики конденсированного состояния. Имеется в виду аналогия с тем, что у жидких кристаллов нет жесткой кристаллической решетки, а есть частичный пространственный порядок молекул в некоторых направлениях. Еще такую структуру можно сравнить с колодой карт. Также имеется аналогия с трехмерной моделью Л. Трелоара, выведенной из статистической теории о структуре каучука.

Сергей Зоненко предложил новую модель – модель слабоупругой оболочки, в которой предполагается, что на самой ранней стадии разгона тонкой оболочки вырабатываются новые свойства упругопластического материала оболочки, а именно – продольная упругость с упругим модулем, пропорциональным приложенному давлению.

Обнаруженная С. Зоненко реология тонких металлических оболочек является причиной волнового поведения облицовки кумулятивного заряда при взрывном нагружении. В результате качественного исследования метания облицовки было выяснено, что имеется три режима развития начальных возмущений облицовки (по мере возрастания длины волны): колебательный, критический, растущий. При технической реализации новой теории взрыва Зоненко на облицовке заряда выполняют специальный микропрофильный рельеф с длиной волны, близкой к критической. При этом уменьшается диссипация энергии, происходит более точное метание облицовки, повышается КПД заряда и стабильность его работы.

Широко известная гидродинамическая теория кумуляции была построена путем подбора к известному явлению: если есть кумулятивная струя, то она описывается теорией струй несжимаемой жидкости. Новая теория кумуляции сначала была предсказана, а потом была воспроизведена реально. Другими словами, новая кумуляция была открыта на экране компьютера.

Зоненко рассчитал движение пластины с двумерными гармоническими начальными возмущениями, обнаружил, что в узловых линиях на деформирующейся поверхности происходит накопление массы, после чего происходит образование «пальцев». При исследовании обжатия и расширения возмущенной сферы Зоненко установил, что в этих случаях локально происходят аналогичные кумулятивные процессы.

Основные идеи новой теории кумуляции Зоненко были опубликованы в статьях: «Новый вид кумуляции энергии и импульса метаемых взрывом пластин и оболочек», «Новые модели и задачи теории кумуляции», «Новые модели оболочек, метаемых взрывом». Эти статьи публиковались в ведущих научных журналах: «Доклады РАН» и «Прикладная математика и механика».

Сергей Зоненко получил медаль академии РАЕН как «Автор научного открытия».

Сергей Зоненко защитил более 10 патентов, такие как «Средство взрывного воздействия», «Кумулятивный заряд» «Кумулятивный заряд с рельефной облицовкой». В этих патентах был предложен ряд технических решений, способствующих повышению пробивной способности и стабильности кумулятивных устройств.

В 2007 году Зоненко основал компанию «Кумулятивные заряды Зоненко», которая занималась разработкой перфораторных зарядов для добычи нефти и газа, основанных на его теории кумуляции.

После 2010 года Зоненко стал применять свою теорию кумуляции в военной промышленности, для производства кумулятивных боеприпасов.

Личная жизнь

В 1984 году Сергей женился на Ольге Гелдке, они вырастили двоих детей: дочь Таисию и сына Вениамина.

Ссылки

• Зоненко С.И. | Статьи
• Зоненко С.И. | Патенты
• Новые модели оболочек, метаемых взрывом. «Прикладная математика и механика»