Дослідження

Розвиток наукових знань про акустичні хвилі у 20 столітті дозволив найбільш широко розповсюдити їх застосування, і перш за все на дослідження морського та геологічного середовищ нашої планети. З метою цього у 1974р. на березі Чорного моря у м. Одесі було створено Відділення гідроакустики.

З перших днів свого функціонування діяльність установи була спрямована на вирішення фундаментальних і прикладних проблем в області вдосконалення технологій передачі та обробки гідроакустичної інформації, а також вивчення і обстеження морського дна. Почала формуватися наукова школа. Широко розгорнулися морські і прибережні експедиції.

У Відділенні проводились дослідження в області інформаційної гідроакустики: експериментальні дослідження особливостей поширення акустичних коливань в дрібному морі; взаємодії акустичних полів з пружними оболонками; розробці моделей процесів формування ехо-сигналів на пружних тілах; створення системи гідроакустичної телеметрії та командо-управління з використанням кореляційної обробки складних сигналів. На експериментальній базі острова Тендра у Чорному морі був створений перший в країні підсупутниковий контрольно-калібрувальний полігон.

З 1985 року у Відділенні сформувалися і отримали розвиток фундаментальні дослідження інтегрально-узагальнених математичних моделей взаємодії гідроакустичних полів з урахуванням ускладнених граничних умов і просторової геометрії неоднорідностей, розроблено основи інтегральних методів виявлення стійких інформативних ознак в задачах телеметрії, обґрунтовано принципи структурно-фазових методів розпізнавання.

Основні положення цих робіт об’єднаним пленумом наукових рад Мінсудпрома, ВМФ, Мінмаша та інших союзних міністерств і Радою з гідрофізики Академії наук СРСР в 1987 були визнані новим науковим напрямком в області інформаційної гідроакустики.

У 1986 році у Відділенні був утворений математичний підрозділ – відділ сингулярних інтегральних рівнянь і крайових задач (керівник Г. Литвинчук). Вчені – математики істотно зміцнили теоретичні дослідження, а також розгорнули роботи в новій галузі – розвиток теорій сингулярних інтегральних операторів із зсувом та операторів типу згортки й з осцилюючими коефіцієнтами, рішення нелінійних інтегрованих диференціальних рівнянь.

Одним з основних результатів такого симбіозу можна вважати серйозне зміцнення наукової школи “Інформаційна гідроакустика” (керівник М.Скіпа) і розширення сфери діяльності в міжнародному масштабі наукової школи “Сингулярні інтегральні рівняння” (керівник Г. Литвинчук). Ця школа виховала 7 докторів та 15 кандидатів наук. Науковий семінар з інтегральних рівнянь став Міжнародним, а до виконання тематики Відділення залучені провідні зарубіжні вчені. Дослідження в цій області знайшли визнання науковим світовим співтовариством, що виразилося в присудженні міжнародної премії в галузі математики в Іспанії (Барселона) в 1997р. провідному науковому співробітникові Ю.І.Карловічу, проведені в 2002 р. в Португалії (Фунай) «Міжнародної конференції з питань факторизації сингулярних операторів» на честь 70-річчя професора Відділення Г. Литвинчука.

Фундаментальні дослідження полягають у розробках нових теоретичних методів та математичних моделей для детального вивчення взаємодії акустичного випромінювання з неакустичними хвильовими утвореннями та середовищами поширення, у тому числі і геологічними. Шляхом поєднання методів класичної теорії конденсованих середовищ і квантової теорії поля  виявляються нові аспекти теоретичних і модельних методів досліджень складних середовищ і речовин з власною структурною організацією та вираженими нелінійними, термодинамічними, дисперсійними та іншими властивостями з перспективами  формування нової інформаційної якості акустичних засобів дистанційних досліджень реальних середовищ. (Скіпа М.І., Кузьмина Л.М., Драгомирецька О.В.)

Розвиваються дослідження впливу акустичного випромінювання на параметри лазерної плазми з метою оптимізації роботи магнітогідродинамічних та плазмохімічних пристроїв, на плазму іоносфери з урахуванням специфіки хвильових ефектів  та іоносферних неоднорідностей. (Рилюк В.М.)

Велика частина робіт Відділення присвячена задачам розробки й створення різноманітних гідроакустичних інформаційних систем, заснованих на використанні складних сигналів і методів їх кореляційного і кореляційно-фазового прийому й обробки. (Богушевич В.К., Замаренова Л.М.). Такі системи забезпечують максимальну ефективність функціонування, високу перешкодозахищеність і стійкість перед перешкодами, можливість прийому сигналів, значно менших рівня шумів, що забезпечує енергетичну скритність передачі і можливість побудови каналів передачі інформації, яка не розкривається.

У цьому ряду слід відзначити:

командну систему керування великим числом об’єктів в мілководних районах; системи навігації судів і визначення положення об’єктів з дальністю до 10 км; гідроакустичні пристрої пошуку, підйому й супроводу спливання притоплених і донних станцій, механізмами розмикання на навантаження від 50 кг до 5000 кг.; кореляційні пристрої виявлення течі трубопроводів на ранніх стадіях їх розвитку, в т.ч. наземних водо-, газо-, та нафтопроводів, підводних нафто- і газопроводів, трубопроводів атомних станцій;

Розроблені технічні засоби оперативного контролю реалізуються в створюваних системах моніторингу гідрофізичних процесів в Світовому океані. Останнім часом експериментальні дослідження зосереджено у Чорному морі, зокрема, в районах материкового схилу північно-західної частини Чорного моря, Дунайської та Дніпровської стічних гідрофронтальних зонах, що актуально як в науковому, так і практичному плані для вирішення екологічних завдань: прогнозування і попередження надзвичайних ситуацій та техногенних катастроф, охорони прикордонних акваторій, рибних нерестовищ та ін. (Андріанова О.Р., Белевич Р.Р., Богушевич В.К., Замаренова Л.М., Скіпа М.І.)

При організації постійно діючої акустичної траси вздовж материкового схилу від мису Херсонес до мису Каліакра може проводитися швидка оцінка стану морського середовища з підводного звуковому каналу. Проводячи прозвучування по цій трасі можна відстежувати гідродинамічні процеси (фронтальні зони, інтрузії розпріснених вод, антициклонічні вихори різних масштабів, вихід вод, що містять сірководень в прибережну зону і т.д.), що впливають на стан вод всього північно-західного шельфу.(Андріанова О.Р., Белевич Р.Р., Богушевич В.К., Замаренова Л.М.)

У сучасних умовах, коли на перший план виходять дистанційні методи спостереження морського середовища, застосування гідроакустичного зондування та супутникової інформації у задачах моніторингу потребує удосконалення завдяки втручанню методів моделювання та статистичного аналізу (Андріанова О.Р., Батирев О.А., Скіпа М.І., Сриберко А.В.).

В умовах змін клімату вивчання мінливості гідрофізичних характеристик сучасних систем Атлантичного океану, Середземного та Чорного моря, мінливості їх рівня і гідрометеорологічних параметрів набуває особливу необхідність. Дослідження рівня морів різних басейнів отримали міжнародне визнання, що позначилось в спільних із закордонними вченими науково-дослідних темах робіт, публікаціях, обміну даними та ін. (Андріанова О.Р., Белевич Р.Р., Батирев О.А.)

В останні роки комплексні наукові дослідження вчених Відділення набувають багатовекторного характеру завдяки долученню до орбіти інтересів задач вивчання конденсованих систем акустичними методами нових середовищ і матеріалів, розширенню практичного використання акустичних ефектів для потреб океанології, біології тощо. Розвиваються нові напрями прикладних досліджень для задач медицини, зокрема, разом з вченими Фізико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України проводяться дослідження щодо вибору способів трансдермального введення лікарських препаратів, які забезпечуватимуть тривалість фармакологічних ефектів. З фахівцями Одеського медичного університету проведені дослідження з використання Куяльницької грязі сумісно з дією ультразвуком, що показало ефективність лікування різного роду захворювань. За результатами комплексу наукових досліджень грязі Куяльницкого лиману розроблені рекомендації по організації технологічного процесу по виготовленню широкого спектру плівкових лікарських форм на основі нативної лікувальної грязі Куяльницкого лиману. (Скіпа М.І., Саленко С.Д.)

Вченими Відділення (Скіпа М.І., Батирев О.А.) запропоновано новий підхід до вирішення існуючої проблеми виявлення та оцінки параметрів різних аномалій кришталика. Сумісно із фахівцями Інституту очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова розроблена спеціальна методику та програма для виявлення різних аномалій кришталика на основі аналізу їх яскравості та енергетичних характеристик результатів ультразвукового сканування ока. Створено працюючий прототип мобільного додатку для вимірювання характеристик окуломоторний системи людини (рухів очних яблук, реакції зіниць і т.д.) з метою вивчення можливих способів практичного використання додатків такого напряму.

Фахівцями Відділення гідроакустики розроблено оригінальну методику для комплексного аналізу сигналів відведень електрокардіограми. Для отримання розширеного набору характеристик ЕКГ сигналів виконується ряд операції по спеціальній обробці сигналу. На основі результатів проведеного аналізу сигналів одержані якісні інформативні показники електрокардіограм з метою удосконалення діагностики захворювань серця і судин. Розроблено методику та програму, яка дозволяє виконувати спеціальну обробку в автоматичному режимі, використовуючи в якості вхідних даних результати вимірювань, які отримані за допомогою стандартних електрокардіоскопів. (Скіпа М.І., Батирев О.А.).

З основних напрямків досліджень отримано 24 авторських свідоцтв, 11 патентів, ( з них: разом з фахівцями Інституту очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова – 2 , з вченими Фізико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України – 1, з фахівцями Одеського державного медичного університету – 2).