О своих разработках и достижениях рассказывает один из них – выпускник, а ныне аспирант кафедры «Техническая механика» аэрокосмического факультета (входящего в состав Политехнического института) Александр Александрович Шакиров. Над кандидатской диссертацией молодой учёный трудится под руководством доктора технических наук, профессора Сергея Борисовича Сапожникова.

– Чем был обусловлен ваш выбор при поступлении в Южно-Уральский госуниверситет?

– Ещё в школьные годы очень нравилась физика, особенно раздел «Механика». Хотел заниматься чем-то ответственным, приносить ощутимую пользу, создавать технику не на бумаге, а в металле. Это интересно и приятно – когда результаты работы можно видеть и осязать. Большое впечатление произвела экскурсия на завод: запомнилось, как оператор легко, будто играючи управлял мощным механическим молотом – и кусок металла превращался в деталь. Захватила мысль: овладеть техникой, «приручить» её. Поэтому выбрал ЮУрГУ, кафедру «Прикладная механика, динамика и прочность машин» физического факультета (ныне – «Техническая механика»). Наша специальность очень важна, поскольку позволяет обеспечить надёжность и безопасность работы самых разных машин, механизмов – от станка до самолёта, а значит, и безопасность людей. Кроме того, надёжная техника лучше и дольше служит, то есть требует меньших затрат. О своём выборе не жалею: образование, которое мы, выпускники кафедры, получаем, даёт широкий выбор при трудоустройстве – специалисты, умеющие рассчитать прочность конструкций, нужны в любой промышленной отрасли.

– Почему вы решили заняться наукой?

– Могу сказать, что у нас был сильный выпуск. Когда я заканчивал учёбу в университете, мне предложили остаться на кафедре, сейчас работаю инженером-исследователем в научно-образовательном центре (НОЦ) «Экспериментальная механика». Причин остаться было несколько, в том числе и достойная зарплата. Ещё один важнейший плюс – прекрасный коллектив. Мне представилась счастливая возможность перенимать опыт у профессионалов высочайшего уровня: это проректор ЮУрГУ по научной работе Сергей Дмитриевич Ваулин, мой научный руководитель Сергей Борисович Сапожников, директор НОЦ Павел Александрович Тараненко, главный инженер проектов Сергей Михайлович Таранов, старшие коллеги – Вячеслав Александрович Романов, Александр Олегович Чернявский. И, конечно, радует, что я оказался в среде ровесников-единомышленников. Когда оканчивал университет, начало очень активно развиваться сотрудничество вуза с промышленными предприятиями, в ЮУрГУ появились соответствующие подразделения, призванные облегчить эту работу. Ещё старшекурсником я работал в вузе, в Центре маркетинга инноваций, задача которого – способствовать функционированию малых инновационных предприятий. Интересно трудиться с людьми, генерирующими идеи, помогать определять, конкурентоспособны ли их замыслы, насколько хорош предлагаемый ими продукт по сравнению с аналогами. Мы проводили маркетинговые исследования, помогали инноваторам составить бизнес-план, обосновать будущие затраты, под которые предстояло просить грант или кредит. Разносторонняя техническая подготовка, полученная на кафедре, помогала мне разбираться в сути предлагаемых идей. Заниматься экономикой оказалось тоже увлекательно. Особую признательность хочу выразить Евгению Владимировичу Иоголевичу – я у него многому научился. Университет даёт возможности карьерного роста тем, у кого высок интеллектуальный потенциал, развиты организаторские способности. Есть куда расти, чему учиться, над чем трудиться. Я бы ни на что не променял такую работу, вряд ли можно найти лучшую.

Степень кандидата технических наук для меня – подтверждение моих способностей. И, конечно, наука даёт возможность самореализации.

– Чему посвящена ваша кандидатская диссертация?

– Тема – «Повышение долговечности каркасно-панельных кузовов транспортных средств с макрогеометрическими отклонениями с использованием клеемеханических соединений с управляемой жёсткостью». Появилась она в результате работы над реальным проектом, которым ЮУрГУ занимался совместно с Усть-Катавским вагоностроительным заводом, – разработкой модельного ряда низкопольных трамваев и технологических средств их производства. В настоящее время университет продолжает этот проект в сотрудничестве с другим партнёром – екатеринбургским «Уралтрансмашем», входящим в холдинг «Уралвагонзавод».

Данная продукция должна быть конкурентоспособной, не уступать даже лучшим зарубежным аналогам – например, таких известных фирм, как Siemens и Bombardier. При этом вагоны должны стоить недорого, отвечать строгим требованиям заказчиков, а производство – быть высокотехнологичным. Задача стояла сделать трамвай максимально совершенным – поэтому старались снизить массу вагона, улучшить характеристики электродвигателя, чтобы сократить потребление электроэнергии. Для этого предложено металлический несущий каркас вагона сделать модульным, то есть состоящим из блоков – кабины, тележечной части и так далее. Из блоков, как из деталей детского конструктора, можно собирать трамваи многосекционные, различной длины и вместимости, в зависимости от потребностей разных городов – и все модификации производить практически на одном и том же оборудовании. В этом проекте я был в группе расчётов и испытаний, отвечал за то, чтобы вагоны имели рациональную конфигурацию, были лёгкими, надёжными, долговечными.

– Какие ещё достоинства у этой разработки?

– Комфортабельность для пассажиров. Благодаря низкому полу в трамвай удобно входить, например, пожилым людям, женщинам с детьми, инвалидам. Также соблюдены повышенные требования к тепло- и шумоизоляции. Это достигнуто благодаря применению трёхслойных сэндвич-панелей, аналогов которым в российском производстве трамваев нет: между внешним и внутренним слоем обшивки помещается специальный наполнитель. Немаловажный плюс таких панелей – высокая ремонтопригодность. До настоящего времени в России обшивка трамваев делается из обычного или цельнотянутого металлического листа – то есть, если, к примеру, вследствие аварии образовалась дыра или вмятина, приходится ставить «заплатку» либо проводить трудоёмкую операцию по замене всего листа. Получается и ненадёжно, и некрасиво – если вырезать кусок обшивки, то поставить на его место новый, не испортив внешний вид трамвая, практически невозможно. Наш вариант модульной панели, состоящей из многих фрагментов разной геометрической формы, позволяет, не нарушая целостности всей обшивки, легко заменить её часть. Кроме того, панели, в отличие от стальной обшивки, обеспечивают не только низкий уровень шума и сохранение тепла в салоне, но и повышенную прочность кузова. Такие сэндвич-панели производятся из полимерного материала (армированного стеклопластика) и специального пенопласта, они легче стальных аналогов и не подвержены коррозии. Я как раз занимаюсь проблемой монтажа этих панелей в каркас.

– В чём суть этой проблемы и каково её решение?

– Для повышения экономичности каркас делают из горячекатаных труб. При этом есть большие допуски на их кривизну. В результате геометрия готового каркаса отличается от идеальной. Возникают переменные зазоры (до шести миллиметров) между каркасом и обшивкой панели. Раньше, чтобы избавиться от таких значительных отклонений и обеспечить красивую гладкую поверхность боковин, правили каркас и применяли цельнотянутую стальную обшивку, но из-за низкой технологичности такой способ неудобен, требует больших трудозатрат. Кроме того, избыточная пластическая деформация непредсказуемо снижала долговечность каркаса. Мы при проектировании решили не избегать таких переменных зазоров, а принимать их в расчёт и применять для их заполнения эластичные полиуретановые клеевые композиции. Но зазоры разные – значит, отличается и жёсткость соединений. Чтобы сделать её одинаковой во всех местах крепления панелей обшивки к каркасу, повысить прочность и долговечность, решили клеевые композиции дополнительно усиливать удобными в применении самонарезающими винтами. При этом также увеличивается жёсткость, а за счёт переменного шага армирования она выравнивается, что повышает прочность изделия в целом. Следовало продумать соответствующие методы расчёта, проектирования таких конструкций, чтобы они служили нужный срок: каков шаг армирования, какие нагрузки при этом возникают? В этом и заключается новизна моего диссертационного исследования – работа над ним сейчас выходит на финишную прямую.

– Пожалуйста, расскажите о других проектах, в работе над которыми участвовали!

– В НОЦ «Экспериментальная механика» я работаю инженером группы расчётов и испытаний, и, конечно, там много самых разных тем, разумеется, не связанных напрямую с моей диссертацией. Так, в настоящее время подключился к разработке модельного ряда ведущих задних мостов грузовиков и автобусов, по этой теме партнёр университета – ПАО «КАМАЗ». Также участвовал в расчётах и испытаниях маски скоростного электропоезда «Ласточка» (совместный проект группы компаний «Синара» и фирмы Siemens, реализованный на заводе «Уральские локомотивы»). Помимо этого, занимался созданием программы для расчётов грузовых подвесных канатных дорог. Это совместный проект ЮУрГУ и Западно-Уральского машиностроительного концерна (Пермь) – единственного в России проектировщика и производителя таких дорог. Ранее разрабатывал программный продукт для расчёта остаточного ресурса и моделирования паропроводов высокого давления на теплоэлектростанциях – это совместная работа с компанией «Промтехэкспертиза». 

– Трудно ли работать?

– Трудно, но интересно. Загруженность большая, отдыхаем мало, ведём сразу несколько проектов. Наша работа требует большой ответственности, творческого подхода, каждый день – новые задачи. Всё время приходится что-то придумывать, заниматься саморазвитием, а порой и нервничать: ведь всё должно быть готово в определённый срок. Задача инженера, на мой взгляд, – сделать работу максимально просто, но не всегда искомое решение лежит на поверхности. К нужному результату неизменно ведёт несколько путей – требуется найти оптимальный по трудозатратам, соответствию поставленным задачам, а это порою очень сложно.

– Если остаётся свободное время, как его проводите?

– Люблю активный отдых: кататься на велосипеде, путешествовать по родному краю, в последнее время нравится выезжать на природу с палаткой.

– В чём секрет успешной работы?

– Важны ответственность, дисциплинированность. Люблю ясность и чёткость. Стараюсь всё планировать, чтобы эффективно использовать время. Каждый день сверяю по плану, что должен сделать. Разумеется, все проекты нужно успевать завершить в срок – это заставляет придерживаться графика.

– Что бы вы пожелали тем, кто собирается поступать в аспирантуру?

– В первую очередь – быть готовыми много работать, преодолевать трудности, стремиться к цели. Например, занятия наукой не всегда позволяют сразу заработать много денег, зато эта работа интересна.