Научная школа «ТЕОРИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПРИЛОЖЕНИИ К ЗАДАЧАМ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ СВЧ»

КУРАЕВ Александр Александрович

Научный руководитель:

КУРАЕВ Александр Александрович

профессор кафедры информационных радиотехнологий
доктор физико-математических наук, профессор

Год создания научной школы: 1969 год.

Основные направления научных исследований, проводимых в рамках научной школы:
- разработка строгой теории возбуждения произвольно- нерегулярных полых, коаксиальных, спиральных волноводов, нерегулярных резонаторов;
- создание нелинейной теории трехмерного взаимодействия мощных релятивистских электронных потоков с полями нерегулярных электродинамических систем в присутствии неоднородных управляющих статических полей;
- разработка вариационно-итерационных методов решения задач оптимального управления динамическими процессами с использованием аппарата атомарных функций;
- оптимизация по КПД и другим параметрам мощных и сверх мощных клистронов, ЛБВ, гиротронов, гиро-ЛБВ, гироклистронов, гироконов, оротронов с нерегулярными электродинамическими системами;
- поиск и исследование новых эффективных механизмов излучения мощных электронных потоков и создание на их основе принципиально новых усилителей и генераторов СВЧ с уникальными выходными характеристиками.

Количественный и качественный состав научной школы: 15 ученых. Из них: молодых ученых - 5, докторов наук - 4, кандидатов наук - 10, аспирантов - 2.

Основные научные результаты:
Научная школа образована в 1969 г. в связи с началом в СССР работ по созданию мощных усилителей миллиметрового диапазона - гироклистронов.
ПО "Исток" (Фрязино) финансировало в МРТИ НИР по моделированию и оптимизации конструкций и режимов трех и четырехрезонаторных гироклистронов (руководитель работы - А.А. Кураев). В результате были созданы гироклистроны с КПД более 50% - этот показатель на Западе не достигнут до сих пор. Работы в этом направлении продолжались и в 70-х годах при финансовой поддержке ПО "Исток", ПО "Титан" (Москва), ИРЭ АН СССР. В результате были созданы гирорезонансные приборы с рекордными характеристиками. В 80-х- 90-х годах эти работы (уже на более высоком уровне нелинейной теории) были продолжены при поддержке ИПФ АН СССР(г. Н. Новгород). Минская школа в указанном направлении получила мировое признание уже в 70-х годах. На приоритетный характер ее работ указано в ряде зарубежных статей и обзоров.

Одновременно с середины 70-х годов в связи с совершенствованием 3ПК С-300 совместно с ПО "Титан" (Москва) был создан прототип клистрона для 3ПК с рекордным КПД 75% на основе машинной оптимизации всех его параметров на базе трехмерной нелинейной теории.

По мере развития минской школы к ней присоединились для проведения совместных исследований научные работники других республик: В.А. Жураховский (Киевский Политехнический институт - с 1972г.), В.А. Черепенин, Б.М. Парамонов (ИРЭ АН СССР - с 1974г.), Е.В. Сокол, И.И. Антаков, Е.В. Засыпкин (ИПФ АН СССР - с 1985г.), В.Ф. Кравченко (ИРЭ АН СССР - с 1994г.), В.Д. Еремка (ХИРЭ НАН Украины - с 1983г.). Диапазон исследований минской школы существенно расширился: в 80-х годах были выполнены оптимизационные поисковые исследования по созданию эффективной сверхмощной релятивистской ЛБВ с рекордными характеристиками - совместно с КБ "Горизонт" МРТИ АН СССР, Москва. В 90-х годах были выполнены работы по созданию коаксиальных многопучковых оротронов совместно с ХИРЭ НАН Украины. Плодотворные научные контакты установлены с кафедрой Радиофизики БГУ, НИИ ЯП при БГУ, НИИ ПФП.

В настоящее время при поддержке грантов МО, ФФИ, ГНТП "Микроволны", "Когерентность" продолжаются усиленные исследования на основе вычислительного эксперимента по обнаружению новых эффективных механизмов излучения и усиления электромагнитных волн мощными электронными пучками, начатые в 1972г. На их основе предложены и реализованы мощные приборы СВЧ с уникальными характеристиками, в частности гиротрон -усилитель СВЧ с КПД, близким к 100% и мощностью в непрерывном режиме порядка 10 МВт (1985 г., СО АН СССР, ИЯП).

В 2011 году на основе оптимизационных расчетов, выполненных школой БГУИР, в ИПФ при БГУ был создан черенковский генератор сверхбольшой мощности с уникальными характеристиками.

Научные связи с отечественными научными организациями и международным научным сообществом:

Белорусский государственный университет - совместные научные исследования в рамках Государственных программ.
Объединенный институт ядерных исследований (Дубна, РФ), ИРЭ РАН, ИПФ РАН, ИРЭ НАН Украины, Саратовский государственный университет, University of Maryland, USA; Massachusetts Institute of Technology, USA; Naval Research Laboratory, USA; Los Alamos National Laboratory, USA; King’s College, London; IFH der Rhein. - Westf. of Aachen; Thomson - CSF, ETD; Univ. of Elect. Sc. Of China, Chengdu; Institute of Elect., Chinese Academy of Science, Beijing, China - совместная научная и образовательная деятельность в рамках договоров о сотрудничестве.

Общественное признание научной школы:
- А.А. Кураеву 26 июля 1999г. Указом Президента Республики Беларусь присвоено почетное звание "Заслуженный деятель науки Республики Беларусь" (0000632).
- Номера журналов "Успехи современной радиоэлектроники" N 10, 2007г. и "Электромагнитные волны и электронные системы", N 10, 2007г. полностью посвящены минской школе.