XXVIII Всероссийская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности проводится Институтом теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН (Новосибирск) раз в два года в городах Сибири и является единственным мероприятием в своем роде, где подробно обсуждаются вычислительные аспекты различных задач и их приложение в современной промышленности. В Красноярске форум дважды проведен при финансовой поддержке Регионального научно-образовательного математического центра в сотрудничестве с Институтом вычислительного моделирования СО РАН и Сибирским федеральным университетом. География участников вышла за пределы Сибирского округа: это и Санкт-Петербург, и Москва, и Хабаровск, но по-прежнему обширное представительство Новосибирска, Томска и Красноярска объясняется не только «домашними» условиями. Доктор физико-математических наук Александр Георгиевич Петров (ИПМех РАН, Москва) отметил, что Сибирь сейчас имеет основное значение для развития механики: здесь много прикладных институтов.

Личные встречи, по словам участников, значительно повышают качество научного обмена и ведут к зарождению сотрудничества. «Раньше мы знали друг друга по фамилиям и статьям, а теперь пообщались очно. Это очень важно, – говорит председатель оргкомитета конференции академик РАН, доктор физико-математических наук Василий Михайлович Фомин (ИТПМ СО РАН, Новосибирск). – Мы надеемся, что будем всё больше приглашать гендиректоров промышленных компаний. Важно прикладное приложение, привлечение индустрии. Просто запроса от нее не будет, к тому же мы порой не понимаем друг друга. Но когда директор рассказывает о проблемах, то ученый задумается, что он может сделать, и предложит свою идею. Так устанавливается взаимодействие».

Научное направление форума – механика деформируемого твердого тела. Оно важно для горной промышленности, теории материалов, их разрушения и прочности. Доктор физико-математических наук Сергей Тихонович Милейко (ИФТТ РАН, Черноголовка) считает, что направление выбрано очень правильно: «Как говорил мой учитель, академик Ю. Н. Работнов, будущее механики деформируемого твердого тела – в насыщении физическим содержанием. Тогда это не все понимали. Теперь я вижу, что это пророчество сбывается».

Программа конференции включала доклады об исследованиях, находящиеся на передовом рубеже актуальных задач. «Здесь обсуждаются вопросы, связанные с востребованными и остро стоящими проблемами из абсолютно разных отраслей, и показаны одни из лучших результатов в России. Их можно сопоставить с теми, что публикуются в ведущих международных журналах, – говорит доктор физико-математических наук Владимир Альбертович Скрипняк (НИ ТГУ, Томск). – Например, моделирование костных тканей – это моделирование с очень сложной топологией, но иначе нельзя оценивать последствия травм, решать задачи по защите человека, создавать шлемы, импланты».

Хотя конференция по численным методам, докладчики старались сверять свои результаты с экспериментом. «Важно показать, что решение адекватно и соответствует реальности», – заключил доктор физико-математических наук Андрей Васильевич Радченко (ИФПМ СО РАН, Томск). Кроме того, в исследованиях уделялось отдельное внимание разработке новых вычислительных методик и собственного ПО. А. В. Радченко утверждает, что Сибирь в последние несколько лет лидирует в этих вопросах, и каждая школа: Новосибирска, Красноярска, Томска – развивается по-своему, разрабатывая свои методы.

Особой темой форума стали новые материалы. наиболее перспективные из которых – композитные, так как они легче по весу, но по прочности не уступают металлическим сплавам. Подробный доклад о композитах представил С. Т. Милейко. По его словам, композитные материалы на основе углеволокна сейчас находятся на пределе своих возможностей, а будущее – за композитами с металлической матрицей, такими как бор-алюминий. «Первые образцы бор-алюминия были получены у нас в Черноголовке, и мне приятно, что именно в Красноярском крае, городе Железногорске, он был впервые эффективно применен в аэрокосмической отрасли, – сообщил С. Т. Милейко. В продолжение темы своим мнением поделился и доктор физико-математических наук Глеб Леонидович Горынин (СурГУ, Сургут): «Безусловно, разного рода покрытия являются перспективными. В отличие от краски, металл под ними не ржавеет, а это бич металлических конструкций. Если новые технологии позволят отказаться от краски, это будет очень серьезный шаг вперед, и к тому же экологичный, ведь испарения краски могут быть ядовитыми».

Нововведением конференции стали две научные секции: одна математическая, вторая посвящена редким газам. В. М. Фомин считает это большим плюсом для развития форума. Кандидат физико-математических наук Виктор Александрович Павленко и доктор физико-математических наук Булат Ирекович Сулейманов (ИМВЦ УФИЦ РАН, Уфа) высоко оценили работу математической секции. В. А. Павленко подчеркнул, что математика как царица наук безусловно важна в исследованиях. Александр Алексеевич Талышев, кандидат физико-математических наук (НГУ, Новосибирск), сообщил, что посещал и основную секцию, чтобы не отрываться от актуальных задач. Это подтверждает слова В. М. Фомина: «Механик должен знать, где привлечь математика; у них свои подходы, и они развивают друг друга. А точное решение, если оно хорошее, может остаться на века, как, например, интеграл Бернулли. Но оно не всегда получается».

Не обошлось и без конструктивной критики. Ученые отмечают, что не во всех докладах раскрыто прикладное применение результатов: «Вы создаете некий композит, а каковы его перспективы в промышленности? Хотелось бы услышать, где это применимо. В отношении разработки программ всё понятно: будет считаться вот это и это. А материаловедческие темы надо подавать правильно», – считает кандидат физико-математических наук Михаил Юрьевич Федоров (АО "ВО "Безопасность", Москва).

Также было отмечено недостаточное освещение тематики конструкций. «В Петербургских театрах, как и в Конгресс-холле, есть колонны, за которыми ничего не видно. Чтобы потолок не падал, можно спроектировать ажурные, тоненькие колонны, а не необъятные. Если мы не будем уделять внимания конструкциям, то будем получать подобные сооружения», – поделился своим мнением Г. Л. Горынин.

Пожелание организовать круглый стол после работы секций поступило от А. Г. Петрова. По его словам, в программе форума очень много разношёрстных направлений, и всего не объять; хотелось бы побеседовать компактной компанией, коллективом единомышленников.

Атмосфера форума показала, что в российской науке налажен диалог между старшими коллегами и молодыми. Даже в кулуарных дискуссиях «учителя» передавали опыт «ученикам». «Сейчас большое количество молодых дарований, в сибирских центрах новая генерация молодых ученых приступила к серьезным задачам и нуждается в обмене» – отмечает В. А. Скрипняк. Оптимистичное мнение высказал также А. В. Радченко: «Это вселяет надежду, что развитие не остановится. Для молодежи конференция – это тоже учёба, причем именно в коллективе и с конкретной научной проблемой». Однако Г. Л. Горынин несколько обеспокоен числом молодых кадров в науке в целом: «Достаточно ли студентов и аспирантов, которые становятся учеными, для развития страны – вопрос спорный. Объем задач возрастает, устройства становятся более технологичными, требуют специалистов. Поэтому тех, кто должен прийти в науку, должно быть гораздо больше».

Заместитель председателя конференции, руководитель Регионального научно-образовательного математического центра, член- корреспондент РАН Владимир Михайлович Садовский заверил, что Красноярск готов к приему новых крупных научных форумов. Хотим добавить, что иногородние участники конференции отозвались о её локации как о замечательном месте («кампус университета вне всяких похвал»), похвалили чёткую организацию мероприятия, а также высоко оценили наш город, культуру края и природу его окрестностей.

Мы желаем данному форуму дальнейшего развития, а уважаемым ученым – вдохновения и успехов! В заключение приведем слова С. Т. Милейко: «Я очень рад, что попал на эту конференцию. Механика – необъятная, перспективная область, она впитывает, как губка, информацию и результаты из разных областей науки. Мне кажется, механика идет правильно».

 

Научная справка о композитных материалах

Более подробно об истории композитных материалов рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Милейко (ИФТТ РАН, Черноголовка):

«В 60-е годы XX века металлические сплавы, на которых построена современная техника, находились на пределе своих возможностей. Чтобы обеспечить скачок характеристик, что особенно важно для летательных аппаратов, нужны были материалы другого качества. В то время в The Royal Aircraft Establishment Англии – это примерно наш ЦАГИ вместе с ЦИАМ (Центральный аэрогидродинамический институт и Центральный институт авиационного моторостроения, Москва – прим.) – разработали технологию получения углеволокна из полиакрилонитрильного волокна. Углепластики легче алюминиевых сплавов, а удельные характеристики – выше. Однако первые партии волокна были очень дороги. Тогда спросили инженеров, можно ли использовать углепластик в других товарах, например, в спортивных изделиях, и те сказали, что можно. Объем производства углеволокна вырос примерно на два порядка, а стоимость упала. В американо-австралийско-китайской статье «Прошлое, настоящее, будущее углеволокна» показана интересная зависимость: аэрокосмос потребляет его гораздо меньше, чем спорттовары. А теперь и углепластики подходят к своему пределу, будущее – за композитами с металлической матрицей. Однажды к нам в лабораторию в Черноголовку приехал К. Г. Смирнов-Васильев (доктор физ.-мат. наук, заместитель главного конструктора Конструкторского бюро прикладной механики, Железногорск, ныне АО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва» – прим.) и спросил, можно ли использовать бор-алюминий для получения бор-алюминиевой трубы. Мы поначалу синтезировали только образцы композита. Смирнов-Васильев пояснил, что иначе придется делать два запуска для трех спутников ГЛОНАСС, чтобы сбросить вес с фермы, на которой они стоят, так как она алюминиевая. А бор-алюминий позволит сделать один запуск, ведь этот материал с удельным весом алюминия и прочностью, и жесткостью хорошей стали. Ни один углепластик с ним не сравнится. Тогда это было решено в один вечер, через полгода труба была готова, и это всё полетело. Что касается других материалов, то по никелевым сплавам, например, определяют топливную эффективность газотурбинного двигателя. Их летает очень много, огромный объем керосина выбрасывают в воздух. Как снизить выбросы? Совершенствовать конструкцию двигателя и повышать температуру рабочей лопатки. Уже 25 лет весь мир хочет сделать молибденовый сплав, а он не выдерживает требований по трещиностойкости: очень хрупкий. Для рабочей лопатки в сложных условиях это не годится. Мы уже предложили другой вариант, который может работать не при 1100, а при 1300 градусах – существенный прирост. Увидим, что из этого получится».

Наши гости о культурной связи между регионами

В довершение к основному материалу хотим привести интересную беседу с доктором физико-математических наук Глебом Горыниным (СурГУ, Сургут).

«Для меня Красноярск – город В. П. Астафьева. Мне довелось увидеть его живьем в Омске, моем родном городе. Периодически я переслушиваю его интервью. Бывает, кумиры производят сильное впечатление, но потом испаряются. С Астафьевым такого не произошло, это о многом говорит Мне приятно, что здесь также родился художник В. И. Суриков. Безусловно, это национальное достояние. Чего стоит одна картина «Меншиков в Березове». Березов (город; сейчас пгт. Берёзово – прим.) находится в Ханты-Мансийском автономном округе, в тысяче километров от Сургута. Это и сейчас глухое место, а что было в XVIII веке – только представить. Надо знать, кто такой Меншиков (князь Александр Данилович Меншиков – прим.), надо вообще много чего знать, чтобы оценить эту картину, а тем более – чтобы её написать. Меншиков фактически управлял государством при Екатерине I, был властелином и собирался продолжать править, но из-за болезни власть потерял, и его сослали в Березов. И хотя это была большая трагедия, с какого-то момента Меншиков смирился и принял свою судьбу. Он построил церковь на свои деньги, стал считать, что заканчивает жизнь по заслугам. Обычно, если деятели попали в опалу, то рвутся обратно. А здесь очень православное отношение, которое редко встретишь».