Евгений Владимирович Николаев – молодой ученый, кандидат технических наук, заместитель начальника Испытательного центра ВИАМ и по совместительству начальник лаборатории «Климатические, микробиологические исследования и пожаробезопасность материалов». Научную деятельность он успешно совмещает с работой в Совете молодых специалистов и ученых ВИАМ, председателем которого был недавно избран. Ученый неоднократно отмечен Благодарностями ВИАМ и других организаций авиационной отрасли, награжден золотой медалью имени В.Н. Засульского, юбилейной медалью в честь 85-летию ФГУП «ВИАМ», грамотой Ассоциации авиадвигателестроения.
- Евгений, поздравляем Вас с избранием на пост председателя Совета молодых специалистов и ученых ВИАМ! В чем Вы видите свою миссию на этом посту?
- Для меня огромная честь возглавить столь важное для ВИАМ объединение. Поэтому я благодарен коллегам – Алексею Михайловичу Смирнову, который возглавлял Совет с 2003 года, и членам Совета молодых специалистов, которые увидели меня во главе СМСиУ. Работы теперь стало гораздо больше. Но надо уметь распределять время. Совет – это очень важный орган внутри Института. Фактически, его цели неотделимы от задач ВИАМ: помочь молодому специалисту раскрыть потенциал.
Работа Совета строится сразу по нескольким направлениям. Одно из них – просветительское: нам всем, кто здесь работает, важно знать историю Института, как все начиналось, какие достижения есть сейчас, чтобы связующая нить поколений ученых не прерывалась.
Среди моих коллег много неравнодушных людей и мы принимаем активное участие в общественной, спортивной жизни, которая активно ведется в Институте. Все это сближает и способствует как плодотворной работе в команде, так и раскрытию индивидуальности сотрудников.
Наше внимание обращено на всех молодых людей, занятых как в науке, так и на производстве ВИАМ. Часто выпускники вузов и студенты, получающие у нас свой первый профессиональный опыт, не знают – какие перспективы они могут открыть для себя с помощью конкурсов и грантов. Поэтому мы направляем их, начиная от идеи участия до ее реализации. Это комплексная большая работа в помощь руководству Института. ВИАМ последовательно поддерживает активных молодых людей, которые в свои «до 35» лет добились успеха как в стенах Института, так и за его пределами.
- В рамках лаборатории, которую Вы возглавляете, как это можно сделать?
- У нас лучшая в стране лабораторная база по климатическим и микробиологическим испытаниям. Но она никогда не заменит натурные испытания. И одна из моих задач как начальника лаборатории и одновременно председателя Совета молодых специалистов – показать начинающим ученым весь спектр решений, который можно и даже необходимо охватывать в научной деятельности, научить комплексному подходу в работе. Выпускник института в принципе о таких вещах не подозревает, потому что вуз дает базовые знания. ВИАМ – передовой научно-исследовательский Институт, который ведет материал от разработки до производства. Здесь все знания можно применить на практике. Поэтому мы внимательно следим за перспективными молодыми людьми, в первую очередь, в процессе работы.
- А как начинался Ваш профессиональный путь в Институте?
- Хочу поблагодарить Генерального директора ВИАМ Евгения Николаевича Каблова – за большое доверие, оказанное мне. Я пришел в ВИАМ в 2009 году после окончания МИТХТ им. М.В. Ломоносова по направлению «Переработка пластмасс и эластомеров», где мне, кстати, посчастливилось учиться у одного из основателей советской и российской школы полимеров В.Н. Кулезнева. Практическое представление о специальности я получил уже на первом курсе, устроившись на производство пластмасс (моя мама тоже занималась изготовлением изделий из пластика). Это был неоценимый опыт, который помогает мне до сих пор. Знакомство с ВИАМ началось, когда я, недавний выпускник, зарабатывал продажами полимерных материалов – листового поликарбоната, органического стекла в частной фирме, далекой от науки. Мне позвонили с кафедры, сообщив, что Институт ищет молодых перспективных сотрудников и мой научный руководитель О.Б. Ушакова посоветовала меня, а также моего сокурсника. После приглашения в ВИАМ я, не задумываясь, сменил место работы.
Вскоре состоялось мое знакомство с Валерием Николаевичем Кирилловым, моим первым наставником здесь, тогда ведущим научным сотрудником лаборатории №20, а затем главным научным сотрудником. При участии Валерия Николаевича я начал развиваться как специалист, стал ответственным исполнителем, а в дальнейшем и руководителем научных работ.
А начинал я в ВИАМ инженером в секторе «Климатические испытания неметаллических материалов» под руководством В.А. Ефимова. После года работы Евгений Николаевич Каблов доверил мне работу по реконструкции Московского центра климатических испытаний. В конце 2012 года я стал начальником сектора климатических испытаний, работал над кандидатской диссертацией, которую защитил в сентябре 2016 года. С февраля 2017 года был назначен начальником лаборатории «Климатические и микробиологические исследования и пожаробезопасность материалов».
Как каждый молодой сотрудник ВИАМ, все эти годы я получал всестороннюю поддержку и мотивирующее внимание со стороны более опытных коллег и руководства Института. В 2010 году за выполнение работ по организации и оснащению оборудованием реконструированной МЦКИ я получил Благодарность ВИАМ. В 2011 году – поощрительные выплаты от Департамента науки и промышленной политики города Москвы, дважды (2012 и 2013 гг.) мне присуждали стипендию имени члена-корреспондента АН СССР Г.В. Акимова. В 2012 году я победил в конкурсе «Инженер года» по версии «Инженерное искусство молодых». Конечно, после такого внимания хочется брать новые рубежи.
- Расскажите подробнее о климатическом Центре и роли вашей лаборатории в его работе?
- Московский Центр климатических испытаний располагается непосредственно на территории Института. Это одна из наших площадок для испытаний различных материалов: от металлов и сплавов до ПКМ. Центр оснащен уникальным оборудованием, которое позволяет комплексно исследовать на различном уровне материалы, созданные на их основе узлы и элементы конструкций. Здесь их подвергают физико-механическим испытаниям, металлографическим исследованиям, исследуют теплофизические свойства и химический состав, выявляют дефекты неразрушающими методами контроля. Существенный блок исследований Центра, за который отвечает моя лаборатория, – это климатические испытания материалов, исследования их на микробиологическую стойкость, а также испытания на пожаробезопасность.
Лаборатория – значимая часть Центра, в первую очередь, благодаря своей уникальной климатической площадке. Мы проводим как комплексные лабораторные, так и натурные испытания материалов, элементов конструкций в условиях промышленной атмосферы умеренного климата, то есть непосредственно в городских условиях с сопутствующими техногенными и климатическими факторами, охватывая весь спектр местных метеопараметров, включая атмосферные загрязнения. Технологии и аппаратура позволяют нам проводить натурно-ускоренные исследования с применением стендов слежения за солнцем. Часть важных тестов – на влияние морской воды и атмосферы в реальных условиях – проводятся на площадках Геленджикского центра климатических испытаний им. Г.В. Акимова (ГЦКИ ВИАМ). Там применяются стенды с возможностью орошения образцов растворами солей, влияющих на износ и работоспособность материалов.
Таким образом, например, мы можем сымитировать стоянку самолета, одновременно или попеременно воздействуя перепадом температур, влагой, ультрафиолетом, рабочими жидкостями и микроорганизмами, а также эксплуатационными нагрузками на конструкции. Говоря образно, наши материалы проходят гораздо больше испытаний, чем только «огонь, вода и медные трубы». После всех тестов можно рассчитать срок службы и ресурс при заданных условиях эксплуатации. Лабораторные исследования и натурные испытания покажут небольшое расхождение, которое мы учитываем. Сотрудники московской лаборатории и региональных испытательных центров постоянно работают в тесной связке, чтобы получить максимально правдоподобную картину выносливости материалов в условиях предстоящей эксплуатации.
- Что вы делаете с материалами, чтобы воссоздать влияние на них погоды?
- Что только с ними ни делаем! Причем часто одновременно обрушиваем на «испытуемых» сразу несколько факторов. Имитируем солнечную агрессию – ультрафиолетовое излучение; разного рода осадки; высокую влажность; играем с температурой (от арктического холода до тропической жары). Проверяем морозостойкость с помощью тепловых камер (до -75°С), что особенно актуально для материалов, которые будут летать, плавать или ездить в условиях российского климата. Воздействуем теплой влажной атмосферой (от 20 до 98%). При этом можем одновременно подвергнуть повышенной (до +100°С) или пониженной (до -60°С) температуре в специальных камерах. Представьте, что наш самолет взлетел из тропиков и, набрав высоту, практически сразу попал в -60°С. Значит, надо моделировать такие ситуации, причем имитировать их развитие максимально реалистично. Нельзя просто взять и резко сменить температуру – она повышается и понижается постепенно. Далее самолет сел. Опять в тропиках. Мы имитируем его стоянку: выставляем материал на процедуру старения. Ночью на него воздействуют повышенная влажность и роса, а при продолжительной стоянке в тропиках и микроорганизмы.
- То есть вы можете сымитировать практически все факторы, влияющие на материал?
- Да, мы можем пытаться это смоделировать. Но в условиях лаборатории мы, во всяком случае пока, не добьемся 100% реальной картины. Например, в тропиках на материал одновременно воздействуют солнце (тепло, свет) и бактерии. Они сосуществуют в природе. В искусственных условиях температура и ультрафиолет убьют эти микроорганизмы. То есть мы сначала вынуждены будем состарить материал, а затем воздействовать микроорганизмами, и опять состарить. Если говорить о стоянке в условиях пустыни, то в лаборатории мы можем воздействовать или ультрафиолетом, или эрозией. В реальных условиях это все происходит одновременно. То есть какой-то из факторов все равно невозможно полностью смоделировать.
- Как же вы выходите из положения?
- Натурные испытания – не заменимы, ни одна лаборатория никогда не сможет заменить их. В искусственном цикле можно лишь только приблизить степень воздействия различных опасных факторов, сымитировать их. Поэтому ВИАМ активно воссоздает закрытые после развала СССР и создает новые климатические станции. Но теперь их отличает автоматизированная метеорологическая система сбора и обработки параметров атмосферы – направления и скорости ветра, относительной влажности воздуха и температуры, количества и интенсивности осадков, ультрафиолетового спектра. Кроме того, такая система идентифицирует содержание в атмосфере аммиака, диоксида серы, оксида и диоксида азота, озона, сероводорода, а также определяет температуру образцов исследуемых изделий и эталонных тел.
- То есть один и тот же материал вы смотрите в разных испытательных центрах ВИАМ?
- Да. Москва – это умеренно холодный климат. Геленджик – умеренно теплый с мягкой зимой. Сочи – теплый влажный, Мурманск – умеренно холодный морской. Сейчас активно развиваются на нашем филиале в Геленджике испытания на биологическую стойкость в условиях морской среды. Климатические испытания активно идут и в условиях Арктики. Это кажется, что она холодная и безжизненная. Но микробиология там очень активна в силу быстрого своего развития. Поэтому там мы не только проводим климатические испытания, но исследуем и микроорганизмы, морское обрастание и коррозию.
Так, с помощью испытательных центров, расположенных от Москвы до Арктики, ВИАМ проводит комплексные – лабораторные и натурные испытания, охватывая, таким образом, все климатические пояса.
- Испытания на пожаростойкость – тоже натурные?
- Такие испытания у нас проходят в специализированном комплексе термического оборудования, с помощью которого достигаются температуры до 1100°С. Материалы подвергаются воздействию открытого огня или тепловых потоков. Пожар – это всегда экстренный и быстроразвивающийся фактор опасности. И стойкость материала после пожара – это очень важна. Пожар можно потушить и техника должна доработать, а самолет сесть. Кроме того, не все пожароустойчивые материалы безопасны – они не горят, но при воздействии тепла могут выделять опасные вещества – это мы тоже должны исключить.
- А как заставляете «работать» живые организмы? Ведь их не настроишь, как оборудование?
- Коллекцию микроорганизмов в ВИАМе, которая, кстати, постоянно пополняется, мы поддерживаем в постоянно агрессивном состоянии.
- Они сидят на «голодной диете»?
- Они не теряют агрессивность за счет того, что мы получаем новые виды и имеем возможность получить новые штаммы – вид один, а развитие различно. Это одна из самых интересных и при этом красивых сторон наших испытаний. Когда смотришь фотографии микроорганизмов – они выглядят красочно и причудливо, но за ними скрывается опасность для материалов. Не замечая, мы каждый день встречаемся с этими безобидными для нас биодеструкторами в повседневной жизни. Это те микроорганизмы, которые, например, разлагают опавшую листву. Они же могут разъедать материалы. Причем совершенно разные. Есть такое понятие «биологическая коррозия» – когда под воздействием морской среды и микроорганизмов на материале начинаются процессы разрушения.
На пластике эта живность может прорастать внутрь и за счет продуктов своей жизнедеятельности и веществ, которые способствуют их питанию, деструктировать материал – потом в дальнейшем эти существа его же поглощают. Это непрерывный в натуральных условиях довольно длительный процесс. Особенно если говорить про материалы ВИАМ с заведомо долгой климатической устойчивостью. Очень интересно наблюдать, как в течение нескольких лет меняется образец: его поверхность и свойства. В микробиологии много различных видов и штаммов. Один вид грибка хорошо развивается, например, на герметике. Но он совершенно не живет на ПКМ или ЛКП. То есть не каждый вид микроорганизма – биодеструктор того или иного материала. Поэтому мы делаем общий посев по перечню, утвержденному ГОСТом.
- Сколько в этот список входит различных микроорганизмов?
- Девять видов микроорганизмов. А коллекция ВИАМ насчитывает 113 видов, 219 штаммов. Мы давно превзошли этот ГОСТ и исследуем более широкую группу биодеструкторов. Так как ВИАМ проводит испытания во всех климатических зонах, там же мы находим новые виды для своей коллекции. Сотрудники ВИАМ работают и в Сочи, и в Якутске, и во Владивостоке, сравнивают поведение материалов в различном климате, берут пробы грибов и открывают новые организмы для пополнения исследовательских коллекций – из грунта, воздуха, водной среды.
Мы можем подобрать нужный тип и род грибка и исследовать, как он будет воздействовать на конкретный материал или материалы. Потому что, например, топливный грибок любит один вид керосина, а другие грибы предпочитают иную «еду». Поэтому мы испытываем на биологическую стойкость и само топливо.
- А что такое – топливный грибок?
- Топливо – излюбленная «еда» наших грибов. Поэтому мы испытываем как материалы, так и фунгициды. Те добавки в топливо, которые препятствуют развитию этих организмов. При длительной стоянке самолетов в топливной системе может завестись как раз эта биомасса, которая в дальнейшем способна эту систему забить. А грибок на поверхности материала – это проводник электричества. Поэтому нельзя допускать его роста. Это серьезная, причем не только для авиационных машин, проблема, которой ВИАМ занимается несколько десятков лет. У нас создана уникальная в отрасли и по всей стране база для микробиологических испытаний. ВИАМ располагает сетью микологических площадок в различных климатических зонах: в Москве мы испытываем в моделируемом влажный тропический климат, в Сочи – теплый влажный, Звенигороде – умеренный климат, в Саранске – грибы исследуются в условиях умеренного континентального климата и т.д.
- Кроме грибов, бактерий, какие еще живые организмы воздействуют на материалы?
- Термиты и грызуны. Например, в условиях пустыни и сухого климата активность термитов очень заметна. ВИАМ пока не исследует это направление, но мы видим здесь перспективу и будем опираться на тот опыт, который у нас в стране есть. В СССР подобные исследования проводились в местах обитания этой живности, например, в Узбекистане.
- В последнее время во всем мире, в том числе и в России, наблюдается изменение климата. Этот фактор повлиял как-то на ваши исследования?
- Климат влияет сильно. Это касается сроков службы и хранения, которые мы рассчитываем по метеопараметрам. Благодаря современно оснащенным станциям ВИАМ мы можем собирать всеобъемлющий комплекс климатических параметров, потом статистически его обрабатывать и получать не среднегодовые, а так называемые эффективные значения воздействия того или иного комплекса климатических параметров. К сожалению, ряд ГОСТов уже устарел. В частности, требования к площадкам, к центрам. Техническая база сегодня сильно шагнула далеко вперед по сравнению с 70-ми годами прошлого века, когда вырабатывались действующие до сих пор нормативы. Как передовой научно-исследовательский институт, ВИАМ решает задачу по пересмотру основополагающей нормативной документации и ряда ГОСТов, касающихся климатических, микробиологических и метеопараметров. Но для этого нужна огромная статистика. Ведь изменения в погоде на 2–3 градуса могут при расчетах повлиять на 10 лет службы материала. Климат – очень существенный фактор в нашей работе. Процессы старения при высоких температурах идут гораздо активнее. От того, холоднее или теплее за окном, активизируются разные виды микроорганизмов. Поэтому, когда мы в лаборатории рассчитываем срок службы материала, затем обязательно подтверждаем его в натурных условиях.
- А меняются ли методы защиты материалов, защитные составы?
- ВИАМ действительно развивает не только сами материалы, но и их защитные свойства: лаборатория климатических и микробиологических исследований принимает непосредственное участие при разработке новых лакокрасочных, неорганических покрытий для металлов и термопластика. Мы исследуем те же фунгициды, рекомендуем, какие добавки в защитном составе можно и какие нельзя применять, в каких концентрациях. Затем эти покрытия проходят очень жесткие испытания – ведь они первые принимают на себя климатический штурм и микробиологию.
С точки зрения специфики моей лаборатории, с уверенностью могу утверждать, что материалы ВИАМ стали климатически гораздо более стойкими и выигрывают любую конкуренцию. Ведь от длительности эксплуатации зависит еще и рентабельность: чем дольше изделие служит, благодаря например ЛКП, тем агрегат реже придется ремонтировать или менять.
Вообще, если взять, например, любое исследование ВИАМ, то становится заметно, настолько тесно лаборатории взаимодействуют друг с другом. Так, моя лаборатория зачастую принимает участие в разработке материала еще на начальных стадиях, когда коллеги приходят к нам со своими идеями и вопросами. В частности, узнать, как воздействующие факторы влияют на эксплуатацию. И, в свою очередь, мы знакомим коллег с исследованиями – на воздействие внешних факторов, тех же микроорганизмов, методами исследования различных воздействий – с помощью химии, механики…
Поэтому любой материал – это совместный труд разработчика и испытателя.
- Помимо внешней защиты – лаков, эмалей – существует ли внутренняя?
- Действительно, есть такие защитные добавки, которые вводятся непосредственно в материал при его изготовлении и производстве. Это антиоксиданты, светостабилизаторы, химические добавки, чтобы уменьшить сорбцию материала, защитить, например, органическое стекло, которое ничем иным нельзя обезопасить от воздействия среды. Например, если влагу оргстекло переносит хорошо, то уже при наложении температуры и света, в его структуре могут начаться микрорастрескивания.
- Защитные меры направлены на подавление и уничтожение живых организмов. Насколько это экологично?
- Все покрытия ВИАМ соответствуют строжайшим экологическим нормативам. В первую очередь, материал должен быть безопасен для окружающей среды. Да, при этом сам вынужден от нее защищаться. Однако защита скорее предотвращает разрастание той или микробиологической группы, а не убивает существующую.
Все материалы ВИАМ перед тем, как попасть в изделия неоднократно проверяются, в том числе, на соответствие гигиеническим нормам. Ведь есть, например, еще и материалы интерьера, которые контактируют непосредственно с человеком. Их исследуют на воздействие различных жидкостей, рабочих и чистящих и отслеживают изменения внутреннего вида и рабочих характеристик.
- Остается ли у Вас время на отдых, хобби?
- Только на выходных – я стараюсь выбираться на велосипедную прогулку. Отличным отдыхом считаю и выезды с коллегами на уборку территории около памятников и мемориалов. Разновидность досуга и соревнования по волейболу, которые проходят на нашей базе ВИАМ в Конаково как раз под эгидой Совета молодых специалистов. Это полноценные турниры, где соревнуются несколько команд, – с медалями, кубками, которые лично вручает Евгений Николаевич Каблов. И, конечно, Генеральный директор всячески ратует за то, чтобы в таких мероприятиях участвовало как можно больше нашей молодежи.
- А что можно сказать о молодежи, которая сейчас приходит в ВИАМ, в частности, о тех, кто работает в вашей лаборатории?
- Как начальник лаборатории могу сказать, что ребята приходят к нам перспективные и буквально на глазах раскрываются их таланты. Хочется таким людям помогать, стараться поддержать это движение, удержать их от своих ошибок. В лаборатории работает более 20 человек, в основном специалисты молодые – порядка 30 лет, образованные и целеустремленные. Из уже опытных коллег хочу отметить моего заместителя – это фактически незаменимый штучный специалист доктор технически наук Лаптев Анатолий Борисович. Среди молодежи хорошо проявил себя моей друг и коллега, с которым мы начинали научную карьеру в ВИАМ – Денис Викторович Абрамов: в этом году он стал ответственным исполнителем очень нелегкого направления и достойно справляется. Мне импонирует стиль работы нового начальника сектора микробиологии – Георгия Михайловича Бухарева. В этом году предстоит защита очередного кандидата Евгения Олеговича Валевина. Некоторые коллеги работают у нас первый год после института, а один еще студент. Но глаза их уже горят, что меня лично очень радует, потому что это поддерживает здоровую конкуренцию и собственное желание развиваться.
Одним из факторов успеха нашего Института я считаю наставничество – старшее поколение скрупулезно передает свой опыт молодежи. На деле мы видим, что знания о ранее разработанных материалах не утеряны, но при этом вместе мы совершенствуем их и получаем что-то новое.
Основные публикации Е.В.Николаева:
Интервью подготовила Светлана Офитова.