Один из них – аспирант кафедры «Прикладная механика, динамика и прочность машин» физического факультета Олег Кудрявцев. Его научный руководитель – доктор технических наук, профессор той же кафедры, декан заочного инженерно-экономического факультета Сергей Борисович Сапожников.
– Ещё в школьные годы мне интересна была физика, особенно раздел «Механика», – рассказывает аспирант. – Школу окончил с серебряной медалью, а университет – с отличием. Когда поступал в ЮУрГУ, попал на презентацию кафедры, где работает мой научный руководитель. Это определило выбор, о котором не жалею: полученная выпускниками подготовка даёт широкие возможности выбора при трудоустройстве. Специалисты, умеющие рассчитывать конструкции на прочность и долговечность, нужны в любой промышленной отрасли – авиа- и ракетостроении, автомобилестроении, машиностроении, строительстве. Конечно, в каждой сфере своя специфика – но законы физики всюду едины.
– Почему вы решили заняться наукой?
– У нас был сильный выпуск: кроме меня в аспирантуру поступило пять моих сокурсников. Научной работой начал заниматься ещё на четвёртом курсе специальности «Прикладная механика, динамика и прочность машин». Тогда после зимней сессии выбирал место практики, и Сергей Борисович Сапожников пригласил пройти её в лаборатории нашей кафедры. Он спросил, чем нам интересно заниматься, и предложил на выбор несколько различных направлений работы. Я выбрал для исследований тему, связанную с применением технической керамики в бронеструктурах.
– Пожалуйста, расскажите об этом подробнее.
– Техническая керамика применяется в электротехнике, электронике: например, из неё делают изоляторы, подложки для микросхем. Карбиды кремния и бора, нитриды бора и алюминия, оксид алюминия используют для изготовления высокопрочных резцов, подшипников, запорной арматуры – они обладают высокой твёрдостью, прочностью, износостойкостью. Применяют их и в военном деле – при производстве брони и бронежилетов. Средства защиты, используемые сейчас армией, полицией и иными силовыми структурами, весьма хитроумно устроены и состоят минимум из двух частей: лицевого слоя и подложки. В бронежилетах высоких классов защиты, рассчитанных на то, чтобы остановить пулю с бронебойным сердечником, применяются более твёрдые, более прочные, чем этот сердечник, материалы – например, металл или техническая керамика. Это верхний слой. А чтобы осколки пули не разлетались, нужен ещё нижний, дополнительный – из композитных материалов.
Тема моей диссертации – «Проектирование защитной структуры с керамическим лицевым слоем». Задача – разработать численную математическую модель слоистой структуры, состоящей из керамики, композитного материала (термопласта) и металла. Работаю в программных пакетах ANSYS и LS-DYNA.
Динамике деформирования и разрушения металлических пластин при высокоскоростном нагружении ударниками со сложной структурой посвящена кандидатская диссертация молодого учёного ЮУрГУ Михаила Вольдемаровича Форенталя. Исследованием деформирования и разрушения слоистых тканевых пластин при ударе занималась Наталья Юрьевна Долганина – защитила по этой теме кандидатскую диссертацию. Как видите, не хватает только разработанных моделей поведения керамического лицевого слоя при ударе.
Для выполнения расчётов на нашей кафедре есть вычислительный кластер, а более сложные задачи решаются с помощью суперкомпьютера.
По гранту Российского научного фонда «Разработка ударостойких композитных материалов и конструкций для плавающих бронеавтомобилей» я и ещё несколько человек работаем над расчётом большой (уточнённой) модели керамического лицевого слоя и модели композитного материала с большим числом элементов. В России мало исследовательских групп, которые занимаются схожей тематикой – защитными структурами, выдерживающими ударное разрушение.
– В чём значимость таких исследований для науки и техники?
– Данная тематика крайне важна не только для военной сферы, но и для авиации, космонавтики и так далее. За рубежом эта область научно-технических исследований очень сильно развита. Представьте, например, что случится, если у реактивного самолёта оторвётся лопатка турбины. Моделирование подобных ситуаций с помощью компьютеров позволяет экономить значительные средства на проведении экспериментов. Для России эти исследования важны в первую очередь с точки зрения повышения обороноспособности страны. Очень радует, что государство взяло курс на импортозамещение, развитие отечественной промышленности. Поскольку раньше техническую керамику закупали за рубежом, а теперь санкции Запада мешают это делать, страна начинает выпускать нужные материалы своими силами. В настоящее время в России крупных производств этого профиля не так уж много: в Новосибирске («НЕВЗ-КЕРАМИКС») и в Санкт-Петербурге («Вириал» и «Алокс»).
Одно время страна сильно отставала в технологиях, в том числе связанных с производством технической керамики. А за рубежом это одно из важнейших и перспективнейших направлений развития науки и техники!
– Как много времени занимает у вас научная деятельность?
– Трудиться приходится интенсивно: ежедневно с 8:30 до 18:00. Не раз мне и моим коллегам приходилось оставаться и до позднего вечера. К счастью, тематика гранта и диссертации весьма близка, что позволяет работать над ними параллельно.
– Много ли у вас научных статей?
– Публиковаться начал ещё в студенческие годы. В общей сложности более десятка работ, в том числе в «Вестнике ЮУрГУ» (в сериях «Машиностроение» и «Математика, механика, физика»), в журнале International Journal of Impact Engineering, который входит в базы Scopus и Web of Science, в сборниках трудов международных конференций. В ближайшее время должна выйти статья в международном журнале Mechanics of Composite Materials, который издаётся в Латвии Институтом механики полимеров на русском и английском языках и входит в список ВАК.
– Если остаётся свободное время, чем любите заниматься?
– Отдыхать предпочитаю на природе, летом люблю порыбачить. Зимой катаюсь на беговых лыжах.
– Что бы вы посоветовали тем, кто собирается поступать в аспирантуру?
– Прежде всего, должен быть интерес к работе, желание учиться, самостоятельность. Особенно важен хороший наставник. Считаю, что нам повезло с преподавателями: они очень способствуют нашему становлению как молодых специалистов, советуют, консультируют. Особо хочу поблагодарить Сергея Борисовича Сапожникова, Александра Олеговича Чернявского, Игоря Яковлевича Березина, Евгения Евгеньевича Рихтера и Вячеслава Александровича Романова.
– Успехов вам в научно-исследовательской работе!
– Спасибо!