Денис Реченко: наука - это стиль мышления, определяющий стиль твоей жизни

В декабре 2018 года в Институте физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук состоялась защита докторской диссертации доцента кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" ОмГТУ Реченко Дениса Сергеевича «Повышение эффективности твердосплавного финишного лезвийного инструмента путем сверхскоростного затачивания и разработки комплекса условий его эксплуатации». В День российской науки молодой доктор технических наук отвечает на наши вопросы.

Денис Сергеевич, защита докторской диссертации в технике сейчас – редкое явление, в отличие от защиты кандидатской. Чем докторская диссертация отличается от кандидатской?

Если говорить о научной составляющей, то в докторской работе она гораздо глубже. Если с точки зрения оформления смотреть, то сейчас требования ужесточились, и не только к докторским. Самое первое требование к работе – проверка на плагиат. Большое внимание уделяется поставленным целям и достигнутым результатам. Возросли и общие требования, что, скорее всего, направлено на отсев сырых работ. Докторская – это даже не три кандидатских, это работа качественно другого уровня.

Докторская диссертация должна представлять новое направление в фундаментальной науке либо иметь существенное прикладное значение. В какое направление вы углубились?

Создан новый метод обработки материала. Конечно, в нашем исследовательском коллективе  и раньше были отдельные попытки достичь высоких скоростей обработки, но вывести на уровень промышленного применения эту технологию мы смогли только сейчас. Реализован метод затачивания режущего инструмента со скоростью до 400 м/с и последующего применения его (инструмента) при финишной лезвийной обработке детали. До настоящего времени в мире подобных исследований не проводилось. В соответствии с классическими представлениями считалось, что повышение скорости обработки ведет к повышению температуры, и это действительно так. Но, если мы продолжаем наращивать скорость до 400 м/с, температура зоны обработки поверхности начинает плавно снижаться, следовательно, в точке контакта отсутствует перегрев. За счет высокой скорости воздействия температура просто не успевает подняться. В этом и состоит суть такого метода обработки: мы получаем поверхность без образования дефектных (перегретых) слоев. Тепло уходит с частицами в процессе обработки, обрабатываемый материал не разупрочняется, т. е. лезвие затачиваемого инструмента не окисляется. Практически мы получили «холодную» заточку очень высокого качества. На самом деле достигнутый эффект требует дальнейшего изучения, в том числе с использованием математического моделирования.

Результат работы вас удовлетворил?

Конечным продуктом в данном случае является металлообрабатывающий инструмент с качеством заточки на порядок выше, чем в случае применения любых других известных методов: классическое затачивание, доводка, электро-алмазное затачивание и т. д. Лезвие после заточки не требует дополнительной температурной или какой-либо другой обработки. Мы посчитали экономический эффект, и он оказался очень высоким. Иначе говоря, применение метода сверхскоростного затачивания на порядок снижает затраты на изготовление режущего инструмента в сравнении с другими методами получения подобного качества обработки поверхности. Кроме того, мы не только предложили заточку инструмента для предприятий авиационной отрасли, но и создали уникальные заточные установки в соответствии с техническими требованиями данных предприятий. Поэтому – да, результатом я доволен.

Вау-эффект был?

Работа проводилась планомерно, и результаты были достаточно ожидаемы. Но сами результаты совершенно нового исследования всегда предельно интересны, и к ним относишься совсем по-другому. Может, более скрупулезно, стараясь не упустить какую-то неприметную на первый взгляд, но на самом деле важную деталь. Или неожиданный побочный эффект. Например, эффект снижения насыщения кислородом обрабатываемой поверхности при увеличении скорости обработки – это и есть тот вау-эффект, о котором мы говорим. Более того, побочным продуктом шлифования стали окисленные наночастицы. Можно сказать, нанопорошок с уникальными свойствами, которые также ждут своего исследования.

Вы говорите о сверхскоростной обработке. Это новое понятие или есть определенные стандартные диапазоны?

Существует государственный стандарт, в котором определены параметры шлифования и скоростного шлифования. Они ограничиваются скоростями от 35 до 60 м/с. Также существует стандартное понятие «высокоскоростное шлифование», которое характеризуется скоростью свыше 60 м/с. Понятие «сверхскоростная обработка» мы решили ввести, когда была превышена скорость шлифования в 330 м/с. Конечно, преодолевая скорость звука, мы не получаем эффекта хлопка, как это происходит в случае со сверхзвуковыми самолетами, так как увеличение скорости вращения шлифовального инструмента на станке идет слишком плавно для возникновения такого побочного эффекта.

Как вы поняли, что следует остановиться на определенной скорости обработки?

А мы не остановились (смеется). Если говорить про докторскую диссертацию, то мы просто зафиксировали промежуточный, но важный результат. Научная работа – это бесконечный процесс. Мне кажется, некоторые исследователи, увлекаясь процессом, забывают поставить для себя четкие рамки определения результата. И такое размывание цели в рамках кандидатской или докторской приводит к распылению результатов работы.

А когда вы поняли, что результаты работы необходимо оформить как докторскую диссертацию?

Когда все время варишься в этой тематике, то глаз постепенно замыливается и трудно понять, значимы результаты или нет. Чтобы избежать такого застоя, мы (я и наш исследовательский коллектив) по рекомендации Попова Андрея Юрьевича, моего научного консультанта, начали представлять нашу работу в различных научных школах Москвы, Томска, Тюмени, Новосибирска, стали участвовать в выставках. Взгляд со стороны заземляет, и он жизненно важен для понимания законченности работы. За два года до защиты диссертация была уже написана, это было около 600 страниц относительно сырого текста.

Как проходил выбор диссертационного совета и как академическое сообщество отнеслось к прикладному характеру работы?

Сейчас выбор совета достаточно прост по одной причине – их не так много. Кандидатскую работу я защищал в Томском политехническом университете, для защиты докторской была выбрана не менее солидная организация и тоже в Томске – Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук. Должен отметить, что для фундаментальной науки работы с явной прикладной частью представляют не меньший интерес, и совет принял меня хорошо. Теоретические работы РАН очень часто предполагают практическое применение, и к моей работе они отнеслись с пониманием.

Какова роль научного руководителя в докторской диссертации?

При защите докторской научного руководителя нет, ты сам себе руководитель. Есть научный консультант, и он не просто называется именно так. Он вносит определенную лепту: куда смотреть, что делать. На мой взгляд, при написании докторской действительно должен быть именно консультант, а не руководитель. У будущего доктора должны формироваться свои мнения, научные подходы и свое видение проблемы и способов ее решения. Если человек будет действовать по шаблонам научного руководителя (по типу кандидатской), то докторскую написать будет достаточно сложно. Ведь нужно стремиться к новому качеству и доказывать именно свои решения. Я благодарен моему научному консультанту А. Ю. Попову, заведующему кафедрой МРСиИ, за все, что он сделал для меня. Он был моим руководителем при подготовке кандидатской диссертации, консультантом в докторской. И наше сотрудничество будет продолжаться. Работать с ним интересно и весело! Ведь у нас очень часто возникают нестандартные идеи, и не всегда мы сходимся во мнениях...

Первый шаг к докторской. Какой он?

Дорога появляется под шагами идущего. На всю работу ушло девять лет, первые шаги в этом направлении были сделаны в 2009 году. Если разбить это время на этапы, то нарабатывал я материалы семь лет, год писал саму диссертацию и год причесывал. Не хочу хвалиться, но каждый день я знал, что буду делать. Присутствовала определенность пути, это важно.

Вы работали в коллективе. Как найти выгодное решение для всех?

Во-первых, коллектив, работающий над научной проблемой, это всегда трудоголики. Во-вторых, сама идея научного исследования и ее реализация должны быть интересными. В-третьих, все, кто помогает тебе, должны при этом решать и свои задачи. У меня сложился коллектив из трех человек – ребята под моим руководством прошли путь от бакалавров до аспирантов. В ходе работы над докторской возникли другие направления исследований. Сейчас один из аспирантов занимается вопросами создания ультрадисперсных порошков. Его кандидатская работа фактически на выходе. Еще как вариант расширения спектра исследований возможен уход в смежные методы обработки, например фрезерование при подобных скоростях (300–400 м/с). Возможно, это будет еще одна кандидатская, но уже сейчас получены некоторые интересные результаты по обработке пластичных материалов.

И все-таки, что такое наука?

Думаю, это стиль мышления, определяющий стиль твоей жизни. Это процесс, основанный на банальном интересе: «А что будет, если...?».