Цієї осені Національна академія наук України звітує про свою діяльність у 2020–2025 роках, на які припав один із найскладніших періодів існування Академії й історії України загалом. Зокрема, на засіданні Президії НАН України 17 вересня 2025 року віцепрезидент НАН України академік Вячеслав Богданов доповів про діяльність Секції фізико-технічних і математичних наук НАН України, яку він очолює. Ця Секція є найбільшою в Академії, налічуючи 8 відділень (Відділення математики, Відділення інформатики, Відділення механіки і машинознавства, Відділення фізики і астрономії, Відділення наук про Землю, Відділення матеріалознавства, Відділення енергетики і енергетичних технологій, Відділення ядерної фізики та енергетики) і 74 наукові установи (інститути, центри, обсерваторії). Пресслужба НАН України розпитала академіка Вячеслава Богданова докладніше про те, що за згаданий період зроблено в установах Секції, з якими проблемами вони стикнулись і як їх долають.
– Вячеславе Леонідовичу, якщо дозволите, почнімо, будь ласка, з більш насущних питань, а саме – з результатів, ефект від яких зрозуміліший для громадськості. Найперше, що зараз цікавить людей, – це наша спільна безпека. А друге – економіка. Що в Академії зроблено для того, аби наша країна одночасно і вдало оборонялась, і розвивалась?
– Перш ніж описати деякі наші конкретні результати останнього часу, я хотів би наголосити на одному дуже важливому моменті: наша Академія наук почала працювати на потреби держави не три з половиною і не п’ять років тому – ми робили це завжди. Наш внесок у добробут нації, і в охорону здоров’я, і у вивчення суспільства, і, безперечно, в оборону та безпеку має велику тяглість. І він значно істотніший, ніж можна собі уявити. А також істотніший, ніж можна розповісти. Зі зрозумілих причин. Але про дещо таки варто сказати.
Ясна річ, розробки і технології для оборони та безпеки зараз є пріоритетним напрямом нашої роботи, бо це питання виживання і держави, і кожного з нас. Секція фізико-технічних і математичних наук НАН України – «в особі» понад 30-ти установ – дуже активно долучена до виконання нашої академічної Цільової науково-технічної програми оборонних досліджень. І не лише, бо чимало вагомих результатів науковці НАН України отримали поза межами цієї програми.
Отже, що зроблено? Наприклад, для Конструкторського бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля математики нашої Академії виконали комп’ютерне моделювання процесу деформування конструкцій ракетної техніки і розробили методологію дослідження напружено-деформованого стану конструкцій складної форми та структури під інтенсивним силовим навантаженням. Методологія і відповідне математичне та програмне забезпечення, запропоновані нашими колегами, дають змогу експертно оцінювати міцність конструкції, визначати руйнівне навантаження для неї і місце, з якого почнеться руйнування. Важливо, що це моделювання допоможе уникнути руйнівних натурних випробувань і зменшити кількість неруйнівних. Ми порахували, що тільки цей результат заощадить близько 24 мільйонів гривень на визначенні фактичних руйнівних навантажень для одного лишень паливного бака.
Мультисенсорну систему високоточного виявлення та супроводження малошвидкісних і малорозмірних цілей створили наші інформатики. Її можна застосовувати на базі автономної роботизованої платформи. До речі, цю розробку вже серійно виробляє одне з українських підприємств. Також впроваджено і бортову інтелектуалізовану систему керування (тобто автопілот) безпілотними літальними апаратами. Вона має високі функціональні можливості – допомагає виявляти, ідентифікувати і супроводжувати небезпечні цілі. Цікаво, що ця система є ще й додатковим і надійним джерелом навігаційної інформації, тобто завдяки їй можна визначати поточні координати безпілотника тоді, коли інформація від глобальних супутникових систем недоступна або не забезпечує необхідної точності позиціювання. Ця розробка вже використовується в українському безпілотному авіаційному комплексі “Spectator-М1”, яким озброєно наших захисників у лавах Збройних Сил України і Державної прикордонної служби України. Крім того, інформатики Академії створили центр підготовки операторів безпілотників, сертифікований за проєктом «Армія дронів» Міністерства цифрової трансформації України, а також запропонували програмні рішення для керування роєм дронів, системи комп’ютерного зору для суміщення зображень у різних діапазонах і технології виявлення вибухонебезпечних предметів та картування мінних полів із використанням безпілотників.
Тренажерний комплекс для навчання і перепідготовки операторів з керування БпЛА
Науковці установ Відділення фізики і астрономії НАН України спроєктували радіолокаційні станції на основі шумової радарної технології. Це, наприклад, радіолокаційна станція «ОКО», яка виявляє рухомі й малорухомі наземні об’єкти на тлі місцевості і малорозмірні літальні апарати у приземному просторі, а також визначає координати цілей (азимут і дальність), ефективну площу розсіювання, радіальну швидкість і ширину доплерівського спектру. Серед інших розробок – апаратура для прихованого зв’язку та керування безпілотниками і нові джерела електромагнітного випромінювання для радіолокаційних систем і засобів зв’язку.
У доробку наших геофізиків – технологія дистанційного автоматизованого виявлення та картографування вибухонебезпечних предметів (мін і боєприпасів, що не вибухнули) на основі безпілотників. Вона використовує матеріали багатоспектральної, теплової та георадарної зйомки. На полігонних випробуваннях ця технологія продемонструвала ефективність близько 90%. Передбачається, що вона буде не лише ефективною, а й дешевшою за аналоги.
Традиційно результативною була робота матеріалознавців нашої Академії. По-перше, із високоміцних вуглецевих і низьколегованих сталей вони спроєктували і виготовили литі високоосколкові корпуси для осколково-фугасних артилерійських снарядів. За своїми характеристиками ці корпуси не нижчі за стандарти НАТО і в рази перевершують аналоги, які використовуються нині в ЗСУ. По-друге, створено водневий перетворювач енергії як джерело автономного електроживлення дронів. В його конструкції використано нові варіанти паливного елемента й ефективний накопичувач водню. По-третє, апробована і застосовується найновіша роботизована зварювальна технологія, за допомогою якої можна модернізувати спеціальну техніку, зокрема модулі-башти бойових машин піхоти, під стандарти НАТО. По-четверте, наша технологія дугового напівавтоматичного наплавлення допомагає відновлювати зношені траки і пальці гусениць бойових машин десанту. Польові випробування підтвердили стійкість нових деталей цієї техніки.
Виготовлення бойового модуля башти БМП-1 для модернізації машин під стандарт НАТО
Цього року в складі Відділення енергетики та енергетичних технологій НАН України було створено лабораторію енергозабезпечення та систем керування безпілотними літальними апаратами. Там виготовляють зразки квадрокоптерів, комплектовання для ударних дронів і антенно-фідерні системи керування. Більш як десять бригад ЗСУ застосовують ці вироби на полі бою і підтверджують їхню високу ефективність. Лабораторія діє всього кілька місяців, але її продукція вже допомагає знищувати техніку і живу силу ворога. Хочу особливо подякувати Президентові нашої Академії Анатолієві Глібовичу Загородньому, адже згадана лабораторія з’явилася саме завдяки його діяльній підтримці.
Серед здобутків нашого Відділення ядерної фізики і енергетики – бронестійкі шаруваті металеві композити, які локально посилюють протибалістичний захист легкоброньованої техніки. А також полегшені багатошарові металеві бронеелементи, що захищають техніку і військовослужбовців від високоенергетичних уражальних елементів і уламків. До речі, наші бронестійкі шаруваті металеві композити зменшують початкову енергію кулі майже вшестеро, гарантуючи непробивність броні корпусів легкоброньованої техніки. Крім того, завдяки використанню українського металопрокату ці композити значно дешевші за інші матеріали – від двох до 30 разів. І вдвоє зменшують масу й габарити бронеелементів, виготовлених із них. У цьому ж Відділенні нашої Академії відпрацьовано процес напилення двошарових покриттів ніобію і танталу на внутрішню поверхню повномірних стволів калібру 30 міліметрів. Це підвищує їхню надійність і ресурс.
Але і це далеко не все. Окремо хочу сказати, що в останні кілька років ми постійно розширюємо співпрацю з великими національними виробниками, передусім із підприємствами оборонно-промислового комплексу. Серед наших партнерів – конструкторські бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля, «Прогрес» ім. акад. О.Г. Івченка, «Арсенал» і «Луч», Акціонерне товариство «Антонов», Науково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря»-«Машпроект», Акціонерне товариство «МОТОР СІЧ», Національна атомна енергогенеруюча компанія «Енергоатом», Дослідно-проєктний центр кораблебудування. З багатьма із них ми уклали і виконуємо угоди про співпрацю. Скажімо, тривали дослідження у межах Генеральної угоди між нашою Академією та конструкторським бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля. Їхня мета – створювати і використовувати супутникові системи, нові матеріали, забезпечувати міцність конструкцій ракетоносіїв і космічних апаратів, удосконалювати методи випробувань і експериментальну базу. Угода передбачає також прикладні роботи з аеродинаміки і тепломасообміну. Спільно з фахівцями АТ «Антонов» науковці Академії здійснювали прикладні аеродинамічні дослідження, виконували роботи для забезпечення міцності конструкцій літаків на етапі розроблення і під час експлуатації, вдосконалювали і створювали авіаційні матеріали, зокрема композиційні. Інші напрями нашої співпраці – проєктування літака і його систем згідно із сучасними вимогами до безпеки; розв’язання екологічних проблем, що стосуються шуму на місцевості й емісії; підвищення кваліфікації фахівців у сфері високих технологій. Триває виконання Генеральної угоди у сфері двигунобудування між НАН України та Запорізьким машинобудівним КБ «Прогрес» ім. акад. О.Г. Івченка і Перспективного плану спільних науково-дослідних робіт на 2023–2027 роки – разом створюємо авіаційні та промислові двигуни.
Ми ретельно дотримуємося своїх зобов’язань, бо розуміємо, наскільки це важливо для України. І результати вже є, їх чимало. Наприклад, для ракетно-космічної галузі вчені-механіки Академії проаналізували результати завершальних автономних і комплексних вогневих наземних випробувань системи керуючих двигунів у складі двигунної установки ракети-носія «Циклон-4М». На підставі цих даних верифіковано наше оригінальне програмно-методичне забезпечення для розрахункового супроводження роботи системи під час льотних випробувань. Його впроваджено у КБ «Південне». Цей результат важливий, зокрема, тим, що створює передумови для збільшення маси корисного навантаження, яке виводитиметься на орбіту.
Вогневі випробування маршового двигуна верхнього ступеня ракети-носія «Циклон-4М» разом із керуючими двигунами малої тяги
Разом із КБ «Прогрес» ім. акад. О.Г. Івченка і для його потреб науковці нашої Академії розробили експрес-метод і відповідне програмне забезпечення для прогнозування та визначення границь аеродинамічної стійкості робочих лопаток вентиляторів і осьових компресорів сучасних авіаційних газотурбінних двигунів до флатеру, тобто незгасних спонтанних відбрацій, які можуть виникати під час польоту. Це скорочує час проєктування лопаткових вінців і робить їхню експлуатацію безпечнішою.
Ще один стратегічно важливий напрям, яким ми опікуємося, – це енергетична безпека і незалежність України. Для досягнення цих цілей ми, по-перше, взяли на себе техніко-економічне обґрунтування і науково-технічне супроводження чотирирічної дослідної експлуатації тепловидільних збірок компанії «Вестингауз». І в підсумку енергоблоки українських атомних електростанцій перейшли на це паливо. По-друге, за нашої участі затверджено робочий проєкт національного виробництва поглинальних елементів системи управління та захисту для українських АЕС. Це крок до цілковитої незалежності від імпорту таких систем із країни-агресора, яка до останнього часу лишалась єдиним їхнім виробником, а отже, монополістом на нашому ринку. Дослідну партію поглинальних елементів, до створення яких долучалися науковці нашої Академії і яку було виготовлено за їхньої технічної підтримки та під їхнім авторським наглядом, уже передано для реакторних випробувань на четвертому енергоблоці Рівненської АЕС.
Як я вже говорив, це лише неповний перелік наших результатів. Назвімо його таким собі коротким списком технологій подвійного призначення, які просто зараз працюють на оборону і відновлення України. Думаю, вони переконливо доводять, що національна безпека і повоєнна модернізація неможливі без академічної науки. Хоча, здавалося б, це має бути аксіомою, в яку вірять, скажімо так, згідно зі стандартним налаштуванням.
– Закон України «Про наукову і науково-технічну діяльність» свого часу законодавчо закріпив головне статутне завдання Національної академії наук України – організацію та здійснення фундаментальних і прикладних наукових досліджень з найважливіших проблем природничих, технічних, суспільних і гуманітарних наук. Наскільки вдається виконувати його зараз, під час великої війни і пов’язаної з нею більшої, ніж зазвичай, фінансової скрути, а також поєднувати все це зі співпрацею з армією та оборонною галуззю? І які фундаментальні та прикладні результати першої Секції Академії варті, на Вашу думку, особливої уваги?
– У режимі не життя, а виживання ми, на жаль, працюємо вже не перший рік. І це, безумовно, дається взнаки. Але за тих обсягів фінансування, які маємо, Академія демонструє вражаючу ефективність. Без перебільшення. У будь-якій іншій країні дослідження вже давно зупинилися б, а науковці розійшлися б по інших, вище оплачуваних роботах. Наші ж фахівці поки що шукають і знаходять додаткові можливості – виграють ґранти, залучають приватний сектор, кооперуються з іноземними колегами. Бути науковцем узагалі нелегко, але бути науковцем в Україні – це справа не для слабкодухих. Це багато в чому виклик і випробування на міцність. І я можу сказати, що ми проходимо це випробування, як сказали б механіки, зберігаючи високу тріщиностійкість. Звісно, наш ресурс не є нескінченним, але ми намагаємося використовувати його максимально. Тому у фундаментальних і прикладних дослідженнях вагомі результати теж є.
Пишаємося нашими математиками. Разом зі своїми норвезькими колегами вони побудували аналітичну теорію резонансної кругової хвилі, яка спричиняє феномен Прандтля – усталене перенесення частинок рідини за напрямом мандрівної хвилі. Це висока теоретична наука, але вона матиме практичну користь, бо стане прямим підґрунтям для технологій перемішування рідин у багатьох технологічних процесах: від вирощування протеїну в біореакторах до виробництва батарей із рідким металом. Математики також дослідили динаміку економічної моделі, яка належить до класу нової економічної географії і дає змогу вивчати процеси, пов’язані з розділенням інтеграційної зони, змінами структури торгівлі та просторового розподілу промисловості, що є характерним під час воєнних дій. Нарешті, систематизовано застосування порядку Шарковського в теорії динамічних систем й комбінаторної динаміки, що сьогодні є складниками теорій біфуркацій і хаосу, які пояснюють природу динамічних процесів у природознавстві, інженерних і військових застосуваннях, а також суспільних явищ.
Намагаємося не пасти задніх в інформаційних технологіях. На основі методів штучного інтелекту і глибинного навчання наші науковці-інформатики створили унікальну в світі інтелектуальну систему для автоматичного дослідження та розв’язання задач обчислювальної математики на багатоядерних комп’ютерах із графічними процесорами. Цю систему вже використано на гібридному суперкомп’ютері СКІТ-4 для моделювання складних процесів в атомній енергетиці, трубопровідному транспорті, а також для аналізу міцності та стійкості конструкцій. Крім того, розроблено обчислювальну схему розв’язування задач пошуку на квантових комп’ютерах найбільшої незалежної множини графа. Завдяки їй можна за кілька мікросекунд отримувати точні розв’язки складних задач комбінаторної оптимізації, розв’язування яких на класичних комп’ютерах потребувало б сотень років машинного часу. І ще один результат: фахівці Академії створили й апробували методи оцінювання шкоди, якої українським сільськогосподарським угіддям завдала російська збройна агресія. Цю методологію, реалізовану в хмарному середовищі, протестовано для великих територій України.
Науковці-механіки працювали, зокрема, в інтересах ракетно-космічної та авіабудівної галузей і розробили методологію розрахунку напружено-деформованого стану й оцінювання міцності заряду твердого палива, скріпленого з корпусом ракетного двигуна. Цей результат уже впровадило КБ «Південне» ім.М.К.Янгеля. По-друге, вдосконалено спосіб гідроімпульсного розпушування вибухонебезпечних вугільних пластів, що запобігатиме раптовим викидам вугілля і газу на вугільних шахтах.
Дуже багато наукових результатів одержали наші фізики й астрономи. Останні завдяки спостереженням на Космічному телескопі імені Джеймса Вебба та спільно з іноземними колегами вперше з’ясували хімічний склад відносно молодих галактик (їхній вік – близько 1 мільярда років, а нашого Всесвіту, нагадаю, майже 14 мільярдів років), у яких відбувається вторинна іонізація атомів водню. Цікаво, що ці галактики виявилися хімічно близькими до галактик, які сформувалися значно пізніше. Це відкриває нові можливості для глибшого вивчення раннього Всесвіту. Далі. За допомогою українського радіотелескопа УТР-2 задетектовано три нові для декаметрових хвиль пульсари й уточнено періоди їхнього обертання. Це важливо для діагностики міжзоряної плазми на дедалі більшу кількість напрямків у Галактиці. Іще один результат із серії «це просто космос»: науковці Академії спільно з іноземними колегами вперше виявили і пояснили широку депресію в спектрах особливих зір – так званих М-карликів, або ж червоних карликів (вони мають найнижчу температуру поверхні з-поміж решти зір, порівняно малу масу і слабку світність, тому майже непомітні на небосхилі, але живуть доволі довго, бо водень у їхньому ядрі вигоряє дуже повільно). Ця спектральна особливість є чутливою до сили тяжіння та металевості зорі і свідчить про наявність певного джерела непрозорості в атмосферах М-карликів. Що ж стосується фізиків, то їм належить нова технологія виготовлення метал-водо-полімерного нанокомпозита, який має властивості антисептика широкого спектру дії. Медичні засоби на його основі ефективно захищають від бактерій і вірусів, зокрема від горезвісного SARS-CoV-2. Ще один результат фізиків – високоентропійні металеві сполуки зі стабільним ефектом пам’яті форми за 3% пружної деформації, які стануть у пригоді при розробленні датчиків, силових приводів, пристроїв гасіння вібрацій у виробах авіакосмічної, автобудівної та інших галузей. Розвивається і висока теорія. Її непересічне значення зрозуміють, напевно, тільки фахівці, але не можу не згадати про те, що для рівняння Дірака з кулонівським потенціалом науковці Академії знайшли новий інваріант (він дістав назву «інваріант Брижик-Єремка-Локтєва»), який доповнює відомі раніше інваріанти Дірака і Джонсона-Ліппмана. На основі цих трьох інваріантів побудовано їхній узагальнений аналог, для якого знайдено повний аналітичний розв’язок рівняння Дірака і вперше визначено розподіл спіну в кожному квантовому стані.
Геологи й геофізики створюють гідродинамічні і гідрогеологічні моделі родовищ на всій території Україні. Це потрібно передусім для пошуку потенційних глибинних джерел нафти і газу. Крім того, успішно випробувано створений нашими колегами експериментальний зразок інформаційної системи висвітлення гідрографічної обстановки в акваторіях Чорного моря.
Багатьма вагомими здобутками відзначились і наші матеріалознавці. Скажу лише про кілька найважливіших результатів. По-перше, матеріалознавці разом із фізиками Академії започаткували новий напрям – матеріалознавство полікомпонентних (високоентропійних) тугоплавких сполук. І вже синтезували понад 40 раніше невідомих карбідів, нітридів, боридів і оксидів. Разом із нашими ж ядерниками розроблено промислову вакуумно-дугову технологію нанесення покриттів на основі таких сполук із рекордними показниками твердості та зносостійкості. Промислові випробування на українських підприємствах засвідчили, що працездатність (тобто ресурс) інструмента зростає вдвічі-втричі. По-друге, створено ультрависокотемпературну кераміку з підвищеними жароміцністю, ерозійною стійкістю та стійкістю до окиснення в умовах агресивних середовищ, зокрема й газових, що містять продукти згоряння палива. Цей матеріал придатний для застосування, наприклад, на зовнішніх поверхнях космічних апаратів, у соплах твердопаливних ракетних двигунів і вузлах газотурбінних двигунів. По-третє, розроблено технологію прецизійної механічної обробки керамічних куль для гібридних підшипників. Завдяки підвищеній зносостійкості ці кулі можна використовувати для підшипників головного редуктора і радіально-упорних підшипників турбореактивних двигунів. По-четверте, за допомогою методів хімічного відновлення, вилуговування та лазерної абляції наші матеріалознавці синтезували наноструктуровані порошки з нікелю, кобальту й заліза і вперше відкрили явище поглинання газоподібного водню за нормальних умов. Як показали дослідження, гідрид магнію, модифікований згаданими наноструктурованими порошками, може застосовувати і для ефективного гідролізного генерування водню, і для його акумулювання.
Не можна оминути увагою і успіхи наших енергетиків. Тим більше, що впровадження саме їхніх рішень допомогло як мінімум стабілізувати роботу Трипільської та Дарницької теплоелектроцентралей після російських обстрілів. І це лиш один практичний результат, а є й чимало інших. Наприклад, у співпраці з АТ «Турбоатом» (зараз це АТ «Українські енергетичні машини») створено новітній циліндр низького тиску парової турбіни потужністю 220 мегават для атомних електростанцій. Його унікальність полягає у використанні титанової робочої лопатки останнього ступеня та ноу-хау – нового конструкційного рішення щодо розташування ступені турбіни. Це забезпечує найкращу ефективність і потужність порівняно з аналогами. Абсолютно непересічне і стратегічне значення для Української держави мають інноваційні технології виготовлення малоіндуктивних багатожильних надгнучких кабелів для електромереж авіаційної та наземної спецтехніки. Ці кабелі стійкі до критичних умов експлуатації, можуть працювати в агресивних середовищах у широкому діапазоні температур – від –60 до +70 °C. Промислове виробництво такої продукції – на мільярди гривень – налагодив харківський завод «Південкабель». Серед інших наших досягнень у галузі енергетики – розробки для біогазової генерації палива з органічних відходів. Вони вже дали понад 1 мільярд кіловат-годин електроенергії і допомогли зменшити викиди вуглекислого газу на 5 мільйонів тонн. Свій доробок науковці-енергетики Академії примножили також технологіями надійності водневих трубопроводів. Ними вже користується Оператор газотранспортної системи України. Підготовлено проєкти перших національних стандартів у сфері «розумних» мікромереж (smart grid). Усе це потужний прикладний ефект, але фундаментальні дослідження енергетики теж виконують, і теж доволі плідно. Скажімо, розвинули теорію термодинамічного аналізу й оптимізації енерготехнологічних систем і вперше запропонували концепцію принципово нових гібридних енергоустановок.
Циліндр низького тиску турбіни К-220-44 з робочою лопаткою останнього ступеня l=1200 мм із титанового сплаву
Ну, й останні за ліком, але не за значенням – наші ядерники. Вони долучені до провідних міжнародних експериментів, з яких «народяться» нові технології і нові уявлення про Всесвіт. Аналізуючи результати дослідів на британському токамаці JET (це установка для магнітного утримання плазми), міжнародні наукові команди за участі наших науковців відкрили новий стабільний режим плазми з довшим утриманням енергії та меншими тепловими втратами, наблизивши людство до практичного використання керованого термоядерного синтезу. А завдяки активності у складі колаборацій Європейської організації з ядерних досліджень (CERN) наші колеги здобули одну з найпрестижніших світових нагород у фундаментальній науці – “Breakthrough Prize”, яку ще іноді називають науковим «Оскаром». Це відзнака за експериментальне підтвердження ключових передбачень сучасної квантової фізики і вивчення фундаментальної природи матерії.
Повторю, це лише мала частка з нашого доробку. І навіть вона, погодьтеся, вражає. Як мені видається, висновок тут напрошується сам: Академія не просто виправдовує видатки на неї з державного бюджету, а й заробляє і заощаджує Україні мільярди. А ще – працює на наш позитивний імідж, на державний бренд. А його взагалі важко оцінити в грошовому еквіваленті, бо це безцінно.
– Вячеславе Леонідовичу, попри управлінську посаду, Ви теж не полишаєте власне наукової роботи. Розкажіть, будь ласка, про свої дослідження.
– Як науковець я працюю в галузі механіки деформівного твердого тіла, зокрема, в галузі механіки руйнування та механіки композитних матеріалів. Складний математичний апарат, який ми застосовуємо, допомагає розв’язувати дуже широкий спектр теоретичних і практичних проблем. Оскільки сучасна наука є справою не одинаків, а великих колективів фахівців, то я, звісно, теж виконую дослідження у співавторстві з колегами. Якщо говорити про найпомітніші наші роботи останнього часу, то деякі з них прямо пов’язані з обороною. Наприклад, разом із Центральним науково-дослідним інститутом озброєння та військової техніки Збройних сил України ми дослідили засоби ураження і військову техніку, що їх використовує ворожа армія. А якщо точніше – вивчили хімічний склад, особливості структури і топографії поверхні металевих і композитних матеріалів, з яких виготовлено ці об’єкти. Наприклад, проаналізували фрагменти російських гіперзвукових аеробалістичних ракет, російських і північнокорейських балістичних ракет, російських крилатих і авіаційних ракет, російських та іранських модернізованих баражувальних боєприпасів і безпілотних авіаційних комплексів. У підсумку отримали нові відомості про технологічні рішення країни-агресора та її союзників і оцінили можливість створення аналогічних матеріалів для українських оборонних виробництв.
Фрагменти крилатих і авіаційних ракет виробництва країни-агресора: а – металеві фрагменти двигуна крилатої ракети 3М14 «Калібр»; б, в – фрагменти корпусів авіаційних ракет Р-37 і Р-31; г – фрагмент протикорабельної ракети П-800 «Онікс»
У межах співпраці з КБ «Південне» ми вивчили механізми руйнування композиційних матеріалів із тріщинами під впливом стискання. А розв’язавши некласичну проблему механіки руйнування про стискання нелінійно-пружних тіл уздовж приповерхневих міжфазних тріщин, коли початок руйнування ініціює локальна втрата стійкості матеріалу біля тріщин, одержали результати, важливі для розрахунку міцності й довговічності матеріалів і елементів конструкцій з антикорозійним, теплоізоляційним, зносостійким чи іншим покриттям.
Є у нас і інші роботи практичного спрямування. До речі, одна зі сфер застосування наших досліджень – це медицина. Спільно з науковцями Національного медичного університету імені О.О. Богомольця ми розробили методи механіко-математичного моделювання до різних видів стоматологічного лікування, зокрема ортопедичного й ортодонтичного. Експериментально дослідили фізико-механічні характеристики дентальних імплантів (тобто протезів) різної форми та призначення і, зокрема, те, як електроліти живого організму впливають на їхню корозійну стійкість. Оцінили вплив форми і поверхні імплантів на процес остеоінтеграції під час стоматологічного лікування. Сподіваємося, завдяки нашим роботам можна буде вибирати оптимальну форму зубних дуг верхньої та нижньої щелеп, щоб встановлювати необхідний прикус, а дентальні імпланти утримуватимуться, залишаючись водночас достатньо міцними. Це один зі шляхів реального підвищення якості життя українців.
Не менш важливі для нас і фундаментальні дослідження. Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України, в якому я починав і продовжую свою наукову кар’єру, має чудову багаторічну традицію регулярно публікувати колективні монографії, в яких узагальнюються головні інститутські напрацювання. Тепер ми вийшли ще й на міжнародний рівень – публікуємось у відомому видавництві “Springer”. За останні п’ять років там надруковано три великі англомовні праці, які, на мою думку, доволі гідно представляють Україну на науковій мапі світу. Перша книга – «Руйнування матеріалів під впливом стискання вздовж тріщин» (“Fracture of materials under compression along cracks”). Вона містить узагальнені результати досліджень проблем механіки руйнування матеріалів із тріщинами за спрямованими уздовж тріщин навантаженнями. Зокрема, ми розглянули два некласичні механізми руйнування – руйнування тіл у разі стискання вздовж тріщин і руйнування матеріалів із початковими (залишковими) напруженнями, що діють уздовж поверхонь розташування тріщин, – а також у межах тривимірної лінеаризованої механіки деформівних тіл запропонували нові підходи до дослідження цих механізмів.
Друга книга – унікальна колективна монографія «Досягнення механіки: поточні результати досліджень в НАН України» (“Advances in Mechanics: Current Research Results of the NAS of Ukraine”). Вона широко представляє у світовому інформаційному просторі сучасні роботи українських учених-механіків, що, на мій погляд, надзвичайно важливо у нинішній важкий для нашої країни і нашої науки час. Це перша опублікована у відомому іноземному видавництві книга, яка повністю присвячена станові досліджень у Національній академії наук України в окремій науковій галузі — механіці. Праця висвітлює дослідження із сучасних напрямів механіки твердого тіла, зокрема в галузі механіки композиційних матеріалів, механіки руйнування, міцності матеріалів і конструкцій, термов’язкопружності та пластичності, механіки оболонкових конструкцій, контактної механіки, теорії поширення хвиль, динаміки механічних і гідромеханічних систем. А присвятили ми цю монографію 145-річчю Степана Прокоповича Тимошенка (1878–1972) — всесвітньо відомого українського вченого в галузі механіки, одного з фундаторів нашої Академії і засновника Інституту механіки НАН України, який справив величезний вплив на розвиток різних напрямів механіки й інженерну освіту.
А третє видання – це торішня колективна монографія «Вибрані проблеми механіки твердого тіла та методи їх дослідження» (“Selected Problems of Solid Mechanics and Solving Methods”), яку теж підготували провідні українські науковці-механіки. Вона містить результати досліджень із сучасних напрямів механіки деформівного твердого тіла, зокрема в галузі механіки пластин і оболонкових конструкцій, механіки руйнування, термопружності та термопластичності, контактної механіки, теорії поширення хвиль. І присвячена пам’яті видатного українського вченого-механіка академіка НАН України Ярослава Михайловича Григоренка (1927–2022), який теж багато років працював у нашому Інституті.
Зараз готуємо нові праці, які побачать світ незабаром і теж будуть доступні для світової наукової спільноти.
– Ви поділилися не одним десятком історій успіху. Проте реалії української науки, на жаль, дуже далекі від райдужних. Що зараз дошкуляє їй найбільше?
– Проблеми почалися доволі давно, але пандемія коронавірусної хвороби і повномасштабне російське вторгнення суттєво їх поглибили. Не хочу лякати громадськість і говорити, що це ситуація без надії і без просвітку, та якщо на неї не зважати, наслідки можуть бути дуже і дуже сумні. Це саме той випадок, коли війна не може слугувати виправданням для недофінансування наукових досліджень. Навпаки, як кажуть, сам Бог велів інвестувати в науку просто зараз, тому що вона життєво потрібна. Інакше ми не зможемо здійснити технологічний прорив, щоб перемогти у війні. А це, як Ви розумієте, не наш варіант.
А тепер ближче до суті і трохи цифр. Наша головна цінність, капітал, актив, ресурс – це люди. Висококваліфіковані фахівці, обізнані у своїй галузі і відомі у світі, які можуть генерувати ідеї, здобувати нові знання для майбутніх інновацій. Кадрова динаміка в Академії лишається тривожною. Наша Секція, на жаль, не виняток – в її 74 установах зараз працює близько 14 200 осіб. А ще 2020 року працівників було на 10% більше. Власне дослідників поменшало на 8% – їх тепер трохи більше 8 тисяч. Майже 650 працівників перебувають у неоплачуваних відпустках або в режимі простою – переважно через те, що мусили тимчасово виїхати за кордон або до інших регіонів України.
Наш окремий біль – поповнення молоддю. Тут теж мало підстав для радощів і ще багато роботи. Адже у 2022–2023 роках поповнення компенсувало лише близько 15% природних втрат. Торік ситуація дещо поліпшилася – молодіжне поповнення перекрило приблизно третину втрат, але до стабілізації ще далеко.
Наші установи продовжують готувати нові наукові кадри. Від 2020-го щороку в нас у середньому захищалися 34 докторські і 100 кандидатських дисертацій. Пік припав на 2021 рік – 96 захистів докторських і 195 кандидатських. 2022-го ці показники, зрозуміло, впали – відбулися лише 2 захисти докторських і 12 кандидатських дисертацій. Зараз цифри знову зросли: торік в установах нашої Секції було захищено 19 докторських і 129 кандидатських дисертацій. Але з молодими вченими ситуація, знов-таки, складна – вони захищають усе ще замало дисертацій, передусім докторських. А от публікаційна активність більш-менш стабільно тримається на традиційно високому рівні. Щороку виходить близько 7 тисяч монографій, підручників, довідників, брошур, рекомендацій, методик, статей і препринтів авторства науковців, які працюють в установах Секції фізико-технічних і математичних наук.
Війна боляче вдарила як по людях, так і по матеріальній базі. Йдеться не лише про будівлі – це і перервані експерименти, і зірвані графіки досліджень, і вимушені релокації. Збитки колосальні: повністю або частково зруйновано майно 46 установ і організацій Секції, а загалом пошкоджено 365 об’єктів нерухомості. На цей момент орієнтовна вартість їхнього відновлення перевищує 800 мільйонів гривень.
Наслідки російської атаки на ядерну підкритичну установку «Джерело нейтронів, засноване на підкритичній збірці, керованій прискорювачем електронів» у Харкові
– Як даєте раду проблемам? І чи зросло базове бюджетне фінансування досліджень?
– Почну з другого запитання. Номінально бюджетне фінансування установ Секції зросло: за загальним фондом – майже на півтора мільярда гривень за ці 6 років, за спеціальним фондом – майже на чверть мільярда. Але все, на жаль, з’їдає інфляція, тому фактично ми лишилися на тому ж рівні. Але є і позитив: у період, про який ми звітуємо, в 2,5 раза було збільшено фінансування конкурсних проєктів за бюджетною програмою «Підтримка розвитку пріоритетних напрямів наукових досліджень» (КПКВК 6541230). Зокрема, зважаючи на пріоритети воєнного часу ми сформували нову тематику для відкритого конкурсу за цією програмою, щоб максимально наблизити її до потреб оборони і відбудови України. На 2023–2024 роки Науково-координаційна рада нашої Секції визначила п’ять пріоритетних напрямів, а на 2025–2026 роки їх скориговано і збільшено до шести. Паралельно у 2020–2024 роках за цією-таки програмою наші молоді науковці виконали близько 80 проєктів на майже 93 мільйони гривень. Це були гранти Академії для молодіжних дослідницьких лабораторій і груп. А цього року молодь установ Секції виконує понад 40 проєктів на майже 30 із половиною мільйонів гривень.
А як взагалі даємо раду недофінансуванню? Існують різні шляхи і можливості. Щоправда, позабюджетні надходження не компенсують, та й принципово не можуть компенсувати нестачі базової державної підтримки. Але ці тимчасові і допоміжні інструменти – своєрідне рятівне коло для нас у важкі часи. Скажімо, чималу частину бюджету установ Секції забезпечили проєкти із «зовнішнім» фінансуванням – як конкурсним державним, так і міжнародним грантовим. Завдяки самим лише конкурсам Національного фонду досліджень України вдалося здобути майже 740 мільйонів гривень на виконання 160 наукових робіт. Що стосується державного замовлення на найважливіші розробки і науково-технічну продукцію, то ми виконували 10 робіт на суму майже 33 мільйони гривень. Іще одне джерело підтримки – міжнародна співпраця, роль якої для нас особливо зросла останнім часом. З-за кордону залучаємо не лише гранти, а й унікальне обладнання. Входимо до розгалужених наукових інфраструктур. Долучаємося до різноманітних міжнародних програм та ініціатив: проєктів за програмою ЄС «Горизонт Європа» і комплементарною до неї програмою «Євратом» (у межах другої реалізовано найбільше проєктів), колаборацій CERN і DESY (Німецький синхротрон). Змагаємося за можливості, що їх пропонують Національний центр наукових досліджень Франції (CNRS), Фонд цивільних досліджень та розвитку США (CRDF), НАТО, Товариство імені Макса Планка, Фонда Саймонса й інші організації. Не гребуємо такими додатковими заробітками, як господарські договори і контракти. До 2021 року ми виконували їх приблизно 1300 щороку. У перший рік великої війни цей показник упав майже вдвічі, але зараз поступово відновлюється, наближаючись до тисячі.
Щоб пом’якшити наслідки проблем, які ми зараз відчуваємо, доводиться також оптимізувати мережу установ і організацій Академії. Від 2020 року в межах однієї тільки нашої Секції 9 установ приєднано до інших установ НАН України, одну ліквідовано, дві – передано Міністерству освіти і науки України. Мережу суб’єктів господарювання теж скорочено – передусім за рахунок неактивних підприємств. Їх або ліквідовано, або передано Фондові державного майна України. Або ж наші інститути вийшли зі складу їхніх засновників. У такий спосіб ми позбулися понад 140 суб’єктів. Після реорганізації у нашій Секції лишаються 45 державних підприємств, 6 державних небюджетних установ і 11 господарських товариств, що перебувають у віданні Академії. Саме ці структури є «кістяком» нашої дослідно-виробничої бази і працюють стабільно та прибутково, щороку заробляючи мільйони гривень.
– Що у пріоритеті на майбутнє?
– Найперший наш пріоритет – люди. Збереження і примноження кадрів. Зокрема створення умов для молоді, без якої ніякого майбутнього у нас немає. Потрібно також омолоджувати керівні кадри і формувати їхній резерв.
Наступний пріоритет – наукові дослідження, бо це те, заради чого ми існуємо. Сподіваємось і надалі підтримувати високий рівень фундаментальних досліджень завдяки міждисциплінарній та міжнародній співпраці, а також розширювати тематику прикладних робіт для оборони, безпеки і воєнної та повоєнної відбудови.
Маємо відбудуватись і самі. Нагальна потреба і умова sine qua non нашої ефективної роботи – відновлення зруйнованої та пошкодженої інфраструктури, лабораторій і обладнання. Наступний крок – модернізація лабораторної бази. Зокрема створення власних нових унікальних наукових установок. У цьому розраховуємо на міжнародну технічну допомогу.
Оскільки відповідно до державної політики управління держвласністю реорганізація триває, то продовжуватимемо оптимізувати мережу наукових установ і підприємств, серед іншого – формуючи об’єднані структури.
І останній пріоритет – це вічно актуальне питання, з якого почалася наша розмова: інновації. Прискорення впровадження розробок і технологій, розвиток інноваційного підприємництва. Досвід і результати маємо. До 2021 року впроваджувалося близько 300 розробок установ нашої Секції на рік. 2022 року цей показник упав на третину і зараз поволі зростає. Тобто позитивна тенденція вже простежується, хоча, звісно, важко розраховувати на великі контракти, коли немає сприятливого інвестиційного клімату для інноваційного бізнесу. Але і над цим працюємо. Здолає дорогу той, хто йде. Нам було дуже важко, та й зараз непросто. Водночас – ми вистояли, і це вже неабияка перемога. Далі буде.
Спілкувалася Сніжана Мазуренко