Фёдор Гречников: «Каждый лишний килограмм груза, выведенный в космос, стоит огромных денег …»

В Самарском государственном аэрокосмическом университете с 14 по 17 сентября проходит IV Международная научно-техническая конференция «Металлофизика. Механика материалов и процессов деформирования» («Металлдеформ-2015»). Конференция проходит раз в пять лет, и за два десятилетия она стала заметным событием в жизни мирового научного сообщества. В Самаре обсуждаются не только теоретически аспекты, но и практическое применение новых научных разработок.

 

Последние разработки учёных-металловедов СГАУ, которые будут обнародованы на конференции «Металлдеформ-2015», уже сейчас могут принести строителям российских космических кораблей миллионы долларов дополнительной прибыли – убеждён член-корреспондент РАН, первый заместитель председателя СамНЦ РАН, заведующий кафедрой обработки металлов давлением СГАУ Фёдор Васильевич Гречников.
 

- Как зародилась идея провести в Самаре международную конференцию по металлофизике и процессам пластического деформирования? 
 

- Наша первая конференция в 1999 году, по сути, была приурочена к 50-летию кафедры СГАУ «Обработка металлов давлением». С тех пор проводить её раз в пять лет вошло в традицию. Также традиционно на конференции формируется порядка четырёх секций. Первая – металлофизика и процессы пластического деформирования. Любой металл состоит из кристаллов. И управление физикой кристаллов при получении всех видов полуфабрикатов – листов, лент, профилей – это очень важная задача. В зависимости от кристаллографической ориентации структуры мы можем получить хорошие пластические и прочностные свойства материала, а можем – абсолютно противоположные. Самый простой пример анизотропии свойств материалов – трос для буксировки автомобилей. Если растягивать его вдоль, то он машину за собой утащит. А если поперёк – то трос можно руками растянуть, потому как в этом направлении он почти никакой прочностью не обладает. Поэтому металлофизика, как основное направление работы кафедры обработки металлов давлением, на этой конференции традиционно представлена широко.

Вторая секция – материаловедение и нанотехнологии. Там тоже новая струя – получение материалов самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС-процесс). Это очень интересные технологии для получения новых материалов, особенно металломатричных композитов. 

 

Третья секция – прогрессивные и высокоэнергетические процессы обработки металлов давлением. Одна из «изюминок» этой темы – разрабатываемые нами магнитно-импульсные технологии обработки металлов. Воздействуя импульсными магнитными полями на расплав, например, можно получить сплав с характеристиками примерно на треть лучше, чем при использовании обычного способа. Безграничные возможности у этой технологии и с точки зрения придания изделиям заданной формы. Сейчас наша лаборатория работает в рамках договорных отношений с металлургическими компаниями из США. 
 

Четвёртая секция – обеспечение качества материалов. Это тоже очень важная тема.
 

- Кто из российских и зарубежных учёных принимает участие в конференции?
 

- Программный комитет конференции сформирован под председательством ректора СГАУ профессора Евгения Владимировича Шахматова. Сопредседателями являются: с российской стороны — генеральный директор «ВИАМа», академик РАН Евгений Николаевич Каблов, из-за рубежа — директор института Обработки металлов давлением Технического университета «Фрайбергская горная академия» (Германия), профессор Рудольф Кавалла. Как оказалось, Рудольф, так же, как и я, увлекается процессом управления кристаллографической ориентацией структуры. Поэтому сейчас мы создаём с ним совместную лабораторию «Аэрокосмические материалы и технологии». Более того, по предложению нашего немецкого коллеги, после конференции мы сразу начнём готовиться к проведению в 2017 году в Самаре, на базе СГАУ, международного конгресса «Производство и термомеханическая обработка лёгких сплавов» с привлечением ведущих западных и российских металлургических и машиностроительных компаний. Помимо СГАУ, организаторами этого конгресса выступают Московский институт стали и сплавов (МИСиС) и ТУ «Фрайбергская горная академия». План действий по организации конгресса мы с профессором Кавалла уже составили. Активно мы развиваем контакты и в восточном направлении – с Тайванем, Японией и Кореей. 
 

- А как продвигается совместная работа с Всероссийским институтом авиационных материалов (ВИАМ)?
 

- Мы с ВИАМом взялись за создание металлполимерных композитов. Например, на основе алюминий-литиевой ленты, которая сейчас в мире считается самым лёгким и прочным алюминиевым сплавом. Но, одновременно, одним из самых трудных в прокатке. Наша задача – сделать технологию прокатки такой ленты с заданной кристаллографической ориентацией структуры. ВИАМ, в свою очередь, разрабатывает технологии изготовления органопластиков и склейки всей конструкции в единый «сэндвич». 
 

- Какие результаты вы ждёте от этой конференции?
 

- Новые идеи и новые научные разработки. Обмениваясь идеями на такой конференции, каждый её участник становится на 3–4 идеи «богаче». И какая-то из них в дальнейшем может стать основой для нового научного исследования. 
 

Кроме того, большая часть материалов этой конференции будет опубликована в Европе, в специализированном выпуске журнала Key Engineering Materials, который издаётся в Швейцарии. Это станет ещё одним шагом в повышении авторитета Самарского государственного аэрокосмического университета на международном уровне. 
 

- Будет ли на конференции вестись разговор об экономическом эффекте научных разработок в сфере производства и переработки материалов?
 

- Да, эта тема в том или ином виде, конечно, будет звучать на конференции «Металлдеформ-2015». Тем более, что за примерами далеко ходить не надо. Казалось бы, алюминиевая банка под напиток – это не ракета. Но с технологической точки зрения изготовить для неё подходящий алюминиевый лист оказалось куда более сложной задачей, чем сделать прокат для «Союза». Наши металлурги на рубеже веков перепробовали многие способы прокатки, но ни один из них не принёс удовлетворительного результата. Поэтому России в конце 1990-х - начале 2000-х годов приходилось в огромных количествах закупать алюминиевый прокат для изготовления пищевых банок за рубежом. При этом зарубежные металлургические компании передавать технологии его изготовления в нашу страну отказывались.
 

«Секрет» этого проката как раз состоял в особой ориентации кристаллов металла. Мы его разгадали, и создали свою, российскую технологию изготовления пищевого алюминиевого проката, которой сейчас пользуются практически все отечественные заводы по разливу напитков и которая экспортируется в целый ряд стран Запада и Востока. О том, какой экономический эффект это имело в масштабах страны, свидетельствует Государственная премия РФ в области науки, которой в 2004 году за разработку и внедрение этой технологии был удостоен наш авторский коллектив. 
 

Почему мы тогда смогли сделать эту ленту? Потому что до этого работы, близкие к этой теме, велись на кафедре 30 лет. На тему анизотропии свойств металлов было защищено немало кандидатских и докторских диссертаций. Но только в 2000-м году, когда наши металлурги поняли, что при существующих технологиях у них ни одна баночка не получается, возник реальный заказ на эту тему. 
 

Сейчас наиболее важным заказом для нас является создание технологий по изготовлению проката из алюминий - литиевых сплавов и конкретных изделий из них (листов, лент, труб, профилей) для нового класса ракет-носителей. Я уже упоминал о том, что эти сплавы по своим свойствам считаются наиболее перспективными для применения в ракетно-космической отрасли. Применяя их даже на имеющихся двигателях, при том же объёме топлива, мы сможем увеличить полезную нагрузку ракеты-носителя на 100, 200, 500 кг. А за выведение в космос каждого лишнего килограмма заказчики готовы платить огромные деньги.

Фото: expert.ru