Валерий Олегович Старцев называет свою работу профессиональным увлечением всей жизни. Много лет он посвятил климатическим испытаниям материалов в Геленджикском филиале ВИАМ, а ныне возглавляет в институте лабораторию климатических исследований.
В 2018 году В.О. Старцев защитил докторскую диссертацию на тему климатической стойкости полимерных композиционных материалов и защитных покрытий. Ученый не собирается останавливаться на достигнутом: общемировая тенденция перемены климата предполагает совершенствование инфраструктуры и методов испытаний, а также существенное расширение их географии.
— Валерий Олегович, три месяца вы возглавляете климатическую лабораторию ВИАМ. Что-то изменилось для вас с появлением новых административных обязанностей?
— Стало гораздо больше работы и общения с коллегами, с руководством, намного больше времени я теперь провожу в стенах института. Я, пожалуй, отношусь к тому типу людей, для которых работа является одновременно и лучшим хобби, в которое я полностью погружен, без каких-либо условных «от» и «до».
Конечно, у меня есть семья, жена и двое сыновей, но наше основное общение приходится на выходные дни. У нас каждый работает: младший сын «работает» в детском саду, старший — в школе и спортивных секциях (учеба — это настоящая работа!). А я — в научном институте. При этом моя профессиональная деятельность не ограничивается рамками рабочего дня. Я с большим удовольствием использую и выходные, и домашние вечерние будни, когда получаю возможность погрузиться в аналитическую работу. Для меня это самый лучший отдых. От научной работы никогда не устаю.
— Чему посвящена ваша докторская диссертация?
— На днях исполнилось ровно два года с тех пор, как я перевелся в Москву. До этого я несколько лет возглавлял лабораторию в Геленджикском центре климатических испытаний ВИАМ. Вы, вероятно, знаете, что климатическим исследованиям руководство ВИАМ и лично Генеральный директор, академик РАН Евгений Николаевич Каблов придает огромное значение. Именно поэтому, несмотря на отдаленность от столицы, наш филиал великолепно оснащен исследовательским, измерительным оборудованием и обширной стендовой базой, в том числе для испытания крупногабаритных конструкций. А учитывая, что теплый приморский климат является довольно агрессивным по степени воздействия на материалы, это дает возможность проводить сложные комплексные климатические испытания материалов.
В моей диссертации подытожены научные результаты и методические наработки, полученные при проведении климатических испытаний полимерных композиционных материалов и защитных покрытий. Это и работы, которые выполнял непосредственно я, и те, которые выполнялись под моим руководством. Обобщены, систематизированы и проанализированы крупные массивы данных.
Но это только начало работы. Остаются колоссальные массивы информации, которые еще только предстоит структурировать. При этом в результате выполнения текущих исследований в институте непрерывно генерируются новые экспериментальные данные и научные знания, которые должны быть обработаны и интегрированы в научную среду. Думаю, в ближайшие годы мы будем свидетелями защит новых диссертаций многих моих коллег, посвященных исследованию климатической стойкости материалов.
— Расскажите подробнее о структуре лаборатории, о направлениях вашей работы?
— В лаборатории есть три сектора, каждый из которых занят довольно специфическими исследованиями. С одной стороны, они вроде бы автономны, а с другой — пересекаются полностью. Первый из них — сектор, возглавляемый Сергеем Львовичем Барботько, — исследует материалы на пожаробезопасность. Работы эти проводятся как при паспортизации материалов в ВИАМ, так и весьма востребованы у наших заказчиков.
Для того чтобы использовать материалы в ответственных узлах, следует знать, как они себя поведут в критических ситуациях. Печальный общемировой опыт показывает, что отделка самолета непонятными материалами не оставляет людям шансов при возгорании — не пострадавшие физически пассажиры получают летальное отравление продуктами горения. Поэтому специфические огневые испытания материалов на горючесть, дымовыделение, прогораемость — это те важные задачи, которые сектор С.Л. Барботько успешно решает и развивает.
Второй сектор — под руководством Георгия Михайловича Бухарева, — исследует влияние живых организмов на материалы. Это микологические исследования, изучение влияния плесневых грибов, когда культуры из нашей большой коллекции высеивают на материалы, а затем оценивают их рост и воздействие на свойства материалов. Крупное и новое направление работы этого сектора – изучение бактериологического фактора — возникло из понимания необходимости идентификации микроорганизмов, полученных из очагов биокоррозии материалов. Это новый вектор наших интересов, который находится на самом острие науки. В современном материаловедении наблюдается качественный скачок в исследованиях видового состава микроорганизмов-биодеструкторов, поражающих материалы в разных климатических зонах. Современные технологии секвенирования биополимеров позволяют и существенно ускорить определение видового состава, и определить наиболее активные в отношении отдельных материалов штаммы бактерий и грибов, и идентифицировать ранее не известные штаммы.
Третий и самый большой сектор нашей лаборатории занимается климатическими испытаниями, включающими в себя два направления: натурные климатические испытания (экспонирование образцов и конструкций на разнообразных натурных площадках) и лабораторные климатические испытания.
Климатическая площадка в Москве – это стенды с материалами, расположенные на крыше одного из зданий ВИАМ. Развитая и крупнейшая в России стендовая база для натурных испытаний есть в нашем филиале в Геленджике. Мы экспонировали образцы материалов в теплом климате (Сочи), в холодном климате (Якутск), в сухих и влажных тропиках, во Вьетнаме…
Под непосредственным контролем Евгения Николаевича Каблова в институте ведется системная работа по организации инфраструктуры для проведения климатических испытаний в различных точках земного шара. Благодаря его усилиям была открыта станция климатических испытаний материалов и элементов конструкций. Буквально недавно мы выставляли образцы материалов в тропическом климате. Это было частью крупной программы испытаний, когда одни и те же материалы практически в один и тот же день выставляются, а потом также одновременно снимаются сразу во множестве различных климатических зон. Выполнение таких программ испытаний требует решения сложных организационных вопросов, но эти трудности с лихвой перекрываются ценнейшими научными результатами, которые институт получает в результате их выполнения.
Одновременно с натурными испытаниями мы проводим лабораторные климатические испытания. Оснащенность нашей лаборатории специализированным оборудованием для таких испытаний, пожалуй, одна из лучших в России. Мы можем имитировать воздействие различных видов климата, проводить воздействия температур и влаги по сложным циклограммам, воздействовать ультрафиолетовым излучением, озоном, осуществлять термоудары и многое другое.
Решается сложнейшая задача — как дифференцировать результаты влияния различных воздействий: какие из факторов влияют на конкретные материалы больше, как выделить особо значимые факторы, как определить, что в данном случае имело место — биологические воздействия или небиологические факторы климата? Для решения этой задачи как раз и требуется совместная аналитическая работа специалистов различных секторов.
В нашем филиале сейчас мы активно развиваем исследование свойств материалов при экспонировании в морской воде, в Геленджикской бухте, изучаем воздействие на материалы морской биоты — водорослей, моллюсков, других живых обитателей моря.
— А позвоночные разве не вредят летательным аппаратам?
— Вы напрасно иронизируете! Существуют, к примеру, вполне формализованные требования к летательным аппаратам на случай столкновения с птицами. Для проверки выполнения этих требований проводят особые испытания, есть специальный термин «птицестойкость».
Не следует легкомысленно относиться к различным аспектам биологического воздействия на материалы. Плесневые грибы, воздействуя на авиационное топливо, способны превратить его буквально в кисель, зрелище, как говорится, «не для слабонервных». Или могу привести такой пример. В нашем филиале проводились климатические и нагрузочные испытания крупной конструкции из стеклопластика. После окончания испытаний эту конструкцию по неизвестной причине облюбовал осиный рой и выстроил внутри улей больших размеров — около полуметра в диаметре. Мы обратились к специалистам, и те выдворили непрошенных гостей. На месте изгнанного улья мы наблюдали сильно измененную поверхность конструкции. Предусмотреть такое воздействие сложно, но вот иметь возможность оценить степень влияния на свойства — очень важно!
— С развитием аддитивных технологий появляются ли новые методы исследований?
— Это направление чрезвычайно важное и находится еще в начале своего развития. Уже сейчас проводятся климатические испытания не только образцов, но даже уже и изделий, выполненных по аддитивным технологиям. Пока эти испытания проводятся по существующим методикам, но, вероятнее всего, по мере накопления результатов будут вноситься корректировки в программы испытаний. Материалы новые — надо всесторонне их изучать!
— Какую тему исследований вашей лаборатории вы бы назвали ближайшей сферой своих научных интересов?
— Если говорить в целом, это климатическое старение неметаллических материалов, в первую очередь, полимерных композиционных. В качестве примера плодотворной работы можно привести нашу работу для АО «Авиадвигатель»: натурным испытаниям в разных климатических зонах подвергались не просто материалы, а конструктивно-подобные образцы, близкие к исполнению в изделии. Образцы ежедневно исследовались в лаборатории, каждый день по особой программе их подвергали нагреванию-охлаждению, имитируя полет самолета. В этих усложненных, приближенных к реальности испытаниях, мы фиксировали изменение их свойств. Такой масштабный проект стал закономерным развитием климатических испытаний в нашем институте. От простых испытаний, когда образцы материалов просто экспонируются, мы переходим к элементам изделий. Не просто воздействуем климатом, но одновременно имитируем и режимы эксплуатации. Весь этот спектр воздействий позволяет существенно повышать прогнозные оценки изменения свойств. Мы непрерывно совершенствуем программы климатических испытаний.
Исследование изменения свойств материалов при эксплуатации и воздействии климата — это и есть основная сфера моих интересов. В нее входит и построение прогнозных моделей изменения свойств, выявление закономерностей и особенностей — я довольно много занимаюсь математической обработкой данных.
— Какова основная сложность таких испытаний?
— Композиционные материалы неоднородны и имеют сложную структуру, механизмы старения таких материалов изучены далеко не полностью. Деградацию их свойств при различных воздействиях прогнозировать очень непросто. Все осложняется еще и тем, что материалы, которые исследовались 20-30 лет назад, говоря бытовым языком, были гораздо хуже, явные изменения их свойств происходили в очень короткие сроки. Сейчас плиты углепластика, разработанные в нашем институте, после года натурных испытаний остаются практически в первозданной форме, настолько они хороши. Но задача-то остается! И у нас нет времени, мы не можем ждать 20 лет, чтобы ответить на вопрос — что же произойдет с материалом?
— Ведь произойдет все равно!
— Произойдет все равно. Критическое изменение свойств при агрессивном воздействии климата может произойти как постепенно, так и одномоментно. Основная наша задача заключается в разработке методов исследования и программ испытаний, которые позволят за короткое время достоверно определить начальные изменения в материале, и на основании достаточно краткосрочных испытаний (год-два-три) дать первоначальную прогнозную оценку. А далее, при продолжении климатических испытаний, этот прогноз уточнять.
Это возможно только при одновременном развитии инструментальной и методической базы испытаний. Руководство института важнейшее значение придает оснащенности лабораторий лучшими мировыми образцами измерительного и испытательного оборудования. Это позволяет нам сконцентрироваться на разработке прецизионных методов исследований и быть уверенными в надежности получаемых результатов. Развитие методов исследования ранней стадии старения — очень сложная задача. Во-первых, требуются соответствующие компетенции. Во-вторых, это еще и очень дорогое удовольствие: чтобы дать достоверную оценку изменения свойств материалов, необходим большой объем материалов и широкий спектр исследований. Кроме ВИАМ, на серьезной системной основе этим не занимается, пожалуй, больше никто в нашей стране. Различные разрозненные испытания и исследования проводятся многими нашими коллегами, но, в целом, все знают, что основные компетенции в климатике сосредоточены в ВИАМе.
— Легко ли вам удается сочетать административную деятельность с научной?
— Непосредственный опыт руководства лабораторией я получил в Геленджикском филиале, поэтому работа с бумагами мне знакома и не идет в ущерб научной деятельности, хотя, конечно, административная нагрузка сейчас больше. У меня есть хорошо отработанные методы, как успевать все — это техника моей работы, я в этом профессионал. Следует найти устойчивый баланс между административной и научной работой. Нужно быть всегда на острие того, чем занимается лаборатория, институт, в том числе и в научном плане. Мне удается сочетать разного вида нагрузку, более того, скажу: мне это очень нравится.
— Какие задачи вы перед собой ставите как ученый?
— Эти задачи определены и отражены в стратегии и направлении развития ВИАМ. Если кратко, то это развитие климатических испытаний, закрытие потребностей в исследовании свойств в различных климатических зонах. Есть еще огромная задача по актуализации нормативной документации Советского Союза, связанной с темой климатики. Она постепенно устаревает и требует корректировки на фоне изменения климата. Но это крупнейшая задача и с точки зрения науки: любые изменения в нормативной документации предваряет колоссальный объем выполненных работ, а затем и серьезных обобщений и выводов. Материала только в этой части хватит на десять диссертаций.
Хочется отметить, что мне достался уникальный коллектив. Как раз в момент моего назначения начальником лаборатории ВИАМ подводил итоги традиционного кадрового тестирования, которые показали высокие компетенции сотрудников нашей лаборатории. Многих из них ждет повышение в должностях и выход на новый, более серьезный уровень работы.
Мой предшественник на посту начальника лаборатории Евгений Владимирович Николаев перед своим повышением очень успешно возглавлял ее несколько лет. Об этом говорит не только рывок в профессиональном росте сотрудников, не только благоприятный климат в коллективе, но и продуктивная хоздоговорная деятельность, в которой лаборатория также показывает ежегодный рост.
— А не жаль было покидать родной Геленджик?
— Мой профессиональный путь начался не в Геленджике. Родители — оба физики и в прошлом сотрудники ВИАМ. Мама — кандидат физико-математических наук, была старшим научным сотрудником в Батумском филиале. Отец, Олег Владимирович Старцев — доктор технических наук, был заместителем начальника по науке в Батумском филиале. В ВИАМ он поступил сразу по окончании аспирантуры и получении степени кандидата наук в 1976 году. До 1991 года он исследовал в институте воздействие на свойства материалов самого агрессивного в СССР — субтропического батумского климата. После известных событий 90-х, когда Батумский филиал прекратил свое существование, Олег Владимирович некоторое время работал в Сибири, потом здесь в институте, заместителем Генерального директора по климатическим испытаниям, а в 2012 году был переведен в Геленджикский филиал, чтобы поставить на должный уровень научную работу филиала. В этом году он вышел на пенсию.
А я, закончив в свое время Алтайский государственный университет (из Батуми мы временно уезжали на Алтай — родину моих родителей), поступил в магистратуру и в 1997 году приехал на стажировку сюда, в ВИАМ. Тогда я занимался вопросами изучения полимерных композиционных материалов методами линейной дилатометрии — исследованием термических деформаций. Мне посчастливилось перенять опыт таких аксакалов науки, как Римма Зельминовна Волошинова и Валерий Михайлович Алексашин. Не без их участия была написана хорошая магистерская работа, далее последовала аспирантура с подготовкой кандидатской диссертации, которую я защитил, правда, несколько позднее.
В то время меня сильно заинтересовали вычислительные технологии. От материаловедения я на несколько лет отошел. Занимался автоматизацией и внедрением различных учетных систем. Получалось! Меня пригласили поработать в этом направлении на Камчатку, затем в Красноярск. Но в результате я вернулся к материаловедению.
— Не отпустило?
— Именно! Где-то в середине моего периода работы в области автоматизации я все-таки нашел время и защитил кандидатскую диссертацию. А потом, узнав про Геленджикский филиал, в 2014 году устроился туда на работу. Стало очевидно, что со времен 90-х наш институт сделал качественный рывок в развитии, что можно на принципиально новом уровне добиваться результатов мирового класса, признаваемых научным сообществом по всему земному шару. Геленджикский филиал входит в структуру Испытательного центра, начальник которого, Андрей Вячеславович Славин, курирует весь спектр его работ. Наша лаборатория непосредственно в этом участвует, дополнительно проводит работу по анализу и интерпретации данных.
Мое детство прошло в субтропическом климате, к которому я так и не привык, и скажу по секрету, что климат Геленджика мне не по душе. Московский климат мне гораздо ближе.