Самарский политех создаёт цифровые копии взрывчатых веществ

Олег и его команда

Кандидат технических наук Олег Рахманин – энергичный, деятельный, разносторонний человек и вдумчивый исследователь. Он доцент кафедры «Технология твёрдых химических веществ», и сфера его научных интересов явственно пахнет порохом. Рахманин – специалист по чувствительности взрывчатых веществ, промышленным взрывным работам, эксперт в области утилизации боеприпасов и их составных частей, а теперь вдобавок – руководитель молодёжной лаборатории. В его команде сейчас 23 человека, 15 из которых – студенты и аспиранты.

– Наша задача – привлечь молодёжь к научным разработкам и сделать этот процесс непрерывным, – говорит он. – Грантовая поддержка рассчитана на три года, после чего лаборатория должна функционировать самостоятельно. Вообще-то, у нас на кафедре издавна было принято в исследовательских работах задействовать студентов. Самые талантливые из них теперь включены в коллектив лаборатории.

Лабораторная работа

Прямо сейчас в лаборатории Рахманина создаётся научно-технический задел для разработки новых материалов, технологических процессов их обработки, компоновочных схем и технологий применения. Также коллектив учёных нацелен на исследования в области повышения эффективности и безопасности использования изделий, в том числе двойного назначения.

Об этой важнейшей отрасли российской науки принято говорить с большой осторожностью, тщательно подбирая слова и примеры для популяризации полученных результатов. Здесь на каждом шагу – ноу-хау, которые любят тишину. На протяжении десятилетий их создание было крайне затратным и по ресурсам, и по времени. Стремительное развитие цифрового моделирования в начале ХХI века совершило переворот в научно-методическом инструментарии. Цифровые двойники реального объекта показали способность воспроизводить его состояние в различных условиях без проведения дополнительных экспериментов. Теперь политеховцы используют этот метод для того, чтобы по заказам индустриальных партнёров, в частности, прогнозировать изменения свойств новых материалов или повышать эффективность технологических процессов.

– Проведение научно-исследовательских работ, расчётно-экспериментальных исследований по разработке новых материалов и технологических процессов их переработки позволяет значительно расширять функциональные возможности, улучшать характеристики перспективных образцов изделий как для создания инновационных методов интенсификации добычи нефти, так и для решения наиболее актуальных задач по укреплению обороноспособности нашей страны, – рассказывает Олег Рахманин. – Поэтому наша основная задача состоит в получении новых энергетических конденсированных материалов для различных систем, обладающих повышенной эффективностью действия, с применением современных прецизионных методов физико-химического формирования материалов и покрытий, передовых цифровых, интеллектуальных, производственных комплексов и роботизированных систем.

По сути дела

Деятельность лаборатории построена по мультидисциплинарному принципу. В процессе задействованы представители всех подразделений инженерно-технологического факультета.

– Команда учёных состоит не только из специалистов по химической технологии энергонасыщенных материалов и изделий, – говорит декан инженерно-технологического факультета доктор технических наук Сергей Ганигин. – Сотрудники кафедры «Химия и технология полимерных и композиционных материалов» разрабатывают так называемые средства доставки, которые используются, в том числе, в нефтедобыче. Созданием блоков управления заняты специалисты по микроэлектронике с кафедры «Радиотехнические устройства», а учёные кафедры «Технология твёрдых химических веществ» занимаются методами снаряжения и испытанием готовых изделий.

Открытию молодёжной лаборатории во многом способствовали результаты исследований наших ведущих учёных и профессиональный коллектив всего факультета. У лаборатории – очень интересное направление научного поиска, которое даёт возможность теоретически предсказывать поведение взрывчатых материалов в различных условиях, прогнозировать изменение их свойств в ходе жизненного цикла от производства до эксплуатации и утилизации.

–  Использование установок, разработанных Самарским политехом, предусмотрено государственными стандартами по испытаниям взрывчатых материалов на чувствительность к механическим воздействиям, – объясняет заведующий кафедрой «Технология твёрдых химических веществ» доктор технических наук Дмитрий Деморецкий. – На нашей кафедре за всё время её существования выполнена колоссальная работа по изучению физико-химических свойств взрывчатых систем, чувствительности к различным видам начального импульса.

Так, в распоряжении учёных имеется гравитационный копёр, установленный на учебно-производственной базе «Роща», с помощью которого специалисты оценивают чувствительность и стойкость перспективных веществ к перегрузкам при выстреле. Эти испытания проходят не на микроскопических образцах в несколько десятков миллиграммов, а на большом заряде. Свойства взрывчатых веществ изучаются при высоких положительных и низких отрицательных температурах в условиях жёсткого нагружения и импульсного давления. В результате некоторые составы сразу отбраковываются, а прошедшие испытания могут в дальнейшем найти применение как в оборонной, так и в гражданских отраслях – например, в геофизических исследованиях, в сейсморазведке, открытых горных разработках.

– Цифровые двойники сегодня – ведущий тренд технологического развития, – уверен Олег Рахманин. – Уже к концу года мы сможем представить первые результаты исследований, которые ведутся в молодёжной лаборатории. Речь идёт и о молекулярно-динамическом моделировании, изучении детонационного синтеза и исследовании соединений, не являющихся взрывчаткой, но эффективно выделяющих энергию.

К слову, практическое применение научных решений, создаваемых командой Олега Рахманина, будет отрабатываться на площадках индустриальных партнёров вуза, в частности, на предприятиях оборонно-промышленного комплекса, которые занимаются укреплением военного потенциала нашей страны.