Доцент Высшей школы механики и процессов управления Физико-механического института Алексей Лукин — яркий представитель молодых учёных Политехнического университета. Кандидат физико-математических наук, он успешно руководит и участвует в работе проектов, поддержанных РНФ, в том числе проектов для молодёжных научных групп. Их тематика связана с деятельностью партнёра СПбПУ — ЦНИИ «Электроприбор», с которым Алексей Вячеславович активно взаимодействует. В интервью герой рассказал о своём пути в науке, о судьбоносных знакомствах в Политехе и о том, какие инженерные проекты сейчас являются прорывными.

— Алексей Вячеславович, расскажите немного о себе. Каким было ваше детство?

— Я родился 12 мая 1991 года. Родители познакомились в Ленинградском политехническом институте, где вместе учились на вечернем инженерно-экономическом факультете по специальности «Экономика и организация машиностроительной промышленности». Поэтому, можно сказать, моё поступление в Политехнический университет было предопределено. В детстве я увлекался конструкторами «Лего». Получить такой подарок в 90-е годы было пределом мечтаний для меня и моих сверстников. Ещё я любил читать художественную и историческую литературу. Бабушки и дедушки регулярно пополняли мою коллекцию книг из серии «Я познаю мир». У меня было много энциклопедий, среди которых особо запомнилась многотомная «Энциклопедия для детей» издательства «Аванта+». Я очень благодарен своей семье, которая на каждом этапе жизни направляла меня и продолжает поддерживать.

— У вас с детства возник интерес к технической сфере?

— Не совсем. С 1 по 8 класс я учился в гимназии № 405 с уклоном на изучение иностранных языков. Знание английского пригодилось при сдаче экзаменов, при общении с зарубежными коллегами, в подготовке научных статей и докладов на международных конференциях. Высокими результатами в английском я обязан своему репетитору — доценту РГПУ им. А. И. Герцена Ольге Сергеевне Якимчук.

А вот физико-математическими науками я увлёкся примерно в 7 классе. Ключевую роль сыграла индивидуальная работа с учителем математики Людмилой Константиновной. Именно она привила мне основы рационального, системного подхода к познанию. Общие принципы научного метода, которые я использую в своей исследовательской работе, были заложены благодаря ей.

— Почему вы выбрали Политехнический университет?

— После 9 класса я поступил в Президентский физико-математический лицей № 239. Там я понял, что хочу заниматься прикладными задачами механики и физики. Учиться было непросто: уровень преподавания в ФМЛ высочайший. С большой благодарностью и теплотой вспоминаю своего классного руководителя, учителя информатики Дениса Михайловича Ушакова, учителя математики Марию Тарасовну Меленевскую, учителя физики Виктора Максимовича Терехова.

При выборе Политехнического университета свою роль сыграли два фактора. Во-первых, это родной вуз моих мамы и папы. А во-вторых, я прислушался к рекомендациям Марии Тарасовны, которая в числе прочего посоветовала кафедру механики и процессов управления Физико-механического института. С этой кафедрой я решил связать свое будущее. И ни разу с тех пор не пожалел об этом выборе!

— Расскажите, пожалуйста, о студенческих годах. Какие моменты были наиболее значимыми для вас?

— С первого курса я максимально серьёзно взялся за учёбу, усердно готовился к зачётам и экзаменам. Старался осваивать предметы не только на основе лекционных и основных учебных материалов, но и самостоятельно читал учебники и научные труды.

Если попытаться в основных чертах рассказать о многообразии направлений и школ моей кафедры, а также о преподавателях, у которых мне посчастливилось учиться, то никакого интервью не хватит! (Смеётся.). Сейчас Высшая школа механики и процессов управления — это крупный, всемирно известный центр генерации и реализации идей в области механики деформируемого твёрдого тела, динамики и прочности машин, теории автоматического управления и ряда смежных дисциплин. Отрадно, что усилиями новых поколений учёных и инженеров школа сохраняет потенциал и глубокие традиции, стремится их развивать и укреплять.

В Политехе произошло судьбоносное знакомство с сокурсником Иваном Поповым, который стал моим ближайшим товарищем. С ним связаны научные и инженерные успехи нашего коллектива. Сейчас Иван Алексеевич — старший преподаватель и ведущий инженер Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» СПбПУ, специалист в области механики и управления, талантливый учёный, автор нескольких современных учебных курсов для студентов бакалавриата и магистратуры, руководитель проекта Российского научного фонда и целого ряда прорывных инженерных проектов, в том числе международного термоядерного реактора ITER.

— Какой путь вы прошли, чтобы стать учёным? Какие ключевые события определили вашу карьеру?

— Ещё на первых курсах учёбы при решении учебных и проектных задач я стал применять передовые численные алгоритмы и математические методы к моделированию физико-механических процессов в сложных технических и природных системах (прочность, устойчивость, колебания, разрушение, ресурс элементов конструкций, сооружений, приборов и др.). Эта инженерная ветвь моей профессии непрерывно развивается и по сей день. Мы с коллегами выполняем ответственные проекты в области расчётного обоснования прочности конструкций и сооружений, в том числе объектов использования атомной энергии.

Из значимых работ в первую очередь назову проектирование корпусов блоков ядерных энергетических установок со свинцовым теплоносителем (БР-300, БР-1200) в рамках проекта «Прорыв» госкорпорации «Росатом». Цель — достижение нового качества ядерной энергетики путём разработки, создания и промышленной реализации замкнутого ядерного топливного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах. Там возникают очень интересные и сложные задачи нелинейного деформирования и прочности высоконагруженных металлобетонных конструкций, взаимодействующих с тяжёлым жидким теплоносителем и подверженных длительному действию высоких температур, циклических силовых нагрузок и интенсивных экстремальных воздействий. Отмечу, что на протяжении последних лет эти проекты реализуются в рамках программы развития Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» СПбПУ.

— Кто из научных руководителей и преподавателей оказал наибольшее влияние на ваше развитие в научной сфере?

— К научной работе меня привлекли профессор Дмитрий Юльевич Скубов и доцент Лев Васильевич Штукин — представители ленинградской школы нелинейной электромеханики. Меня заинтересовал именно этот раздел науки, поскольку я хотел изучать фундаментальные физические законы и аналитические методы исследования динамики, прочности и устойчивости твёрдых тел в электромагнитных полях, а также наиболее передовые методы численного моделирования возникающих здесь связанных нелинейных задач.

На первом курсе магистратуры на лекциях по предмету о волнах в сплошных средах мы познакомились с человеком, ставшим для нас учителем в самом полном и глубоком значении этого слова. Это профессор кафедры МПУ, член-корреспондент Российской академии наук, директор и научный руководитель Института проблем машиноведения РАН Дмитрий Анатольевич Индейцев. Он сумел воспитать в нас сильную любовь и преданность науке как делу жизни, передал глубокое уважение к советской и российской школе механики, восходящей к имени всемирно известного учёного — Леонарда Эйлера.

Дмитрий Юльевич и Дмитрий Анатольевич занимались наукой вплоть до последних дней жизни. Память о них навсегда останется в сердцах их многочисленных учеников и последователей.

— Расскажите о главных направлениях ваших научных исследований и международном опыте.

— Мы всегда ставим перед собой задачу дальнейшего развития нелинейной электромеханики как прикладной области научного знания. Фактически область наших исследований со временем стала заметно шире и может быть обозначена как нелинейная динамика и управление колебаниями деформируемых твёрдых тел в связанных полях.

Мы стремимся создавать условия для привлечения студентов и аспирантов к научной работе. Регулярно участвуем во всероссийских съездах по теоретической и прикладной механике, школе-конференции «Актуальные проблемы механики», конференции молодых учёных «Навигация и управление движением», всероссийской конференции «Неделя науки ФизМех» и многих других. Среди самых запоминающихся научных событий, в которых я участвовал, назову международную конференцию по нелинейной динамике в Агадире (Марокко) и аналогичный по тематике всемирный съезд в Риме (Италия).

— Хотелось бы подробнее узнать о грантах, которые вы получили. Как они помогли вам в вашей работе, и каких результатов удалось достичь?

— К счастью, наши исследования получают регулярную грантовую поддержку со стороны различных научных фондов. Мы были исполнителями грантов Российского фонда фундаментальных исследований под руководством профессора Д. А. Индейцева. Тематика проектов неизменно была и остается связанной с научными аспектами задач проектирования нано- и микроэлектромеханических систем. Это миниатюрные устройства различного назначения (датчики, актуаторы, системы обработки и преобразования сигналов, элементы систем автономного энергообеспечения для беспроводных сенсорных сетей и др.), разработка которых требует решения сложных многопараметрических задач, связанных с выбором оптимальных механических архитектур, моделированием динамики и управлением колебаниями чувствительных или исполнительных элементов нано- и микросистем.

В 2021 году я стал победителем конкурса Российского научного фонда «Проведение исследований научными группами под руководством молодых учёных» президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учёными, в том числе молодыми. Тема проекта — разработка перспективных архитектур, исследование нелинейной динамики и синтез алгоритмов управления движением чувствительных элементов систем инерциальной навигации на базе нано- и микросистемной технологии. Как следует из названия, проект был посвящён разработке научных основ создания современных типов инерциальных сенсоров (микромеханических акселерометров, гравиметров и гироскопов). Тематика гранта имела не только фундаментально научную, но и чёткую практическую направленность. Создание высокоточных и устойчивых к внешним воздействиям отечественных датчиков инерциальной информации на базе микросистемной технологии — важнейшая задача отрасли точного приборостроения.

На протяжении многих лет нашу работу поддерживает ключевой индустриальный партнёр СПбПУ — концерн «ЦНИИ «Электроприбор». Это ведущий институт России в области высокоточной навигации, гироскопии и гравиметрии, имеющий статус Государственного научного центра Российской Федерации.

Направления наших научных исследований, в том числе и темы проектов РНФ, зачастую мотивированы задачами и технологическими вызовами, которые стоят перед концерном, и прежде всего перед НТЦ «Дизайн-центр» — профильным подразделением ЦНИИ «Электроприбор» по направлению микромеханики, которым руководит кандидат технических наук Яков Валерьевич Беляев.

В 2024 году мы приступили к выполнению нового проекта, получив поддержку фонда на реализацию исследования «Разработка механических архитектур и исследование нелинейной динамики чувствительных элементов био- и газоаналитических систем на базе нано- и микросистемной технологии». Проект направлен на математическое моделирование и разработку перспективных архитектур микромеханических (изготовленных с помощью объёмной и поверхностной микрообработки кремния) и низкоразмерных наномеханических (изготовленных из двумерных материалов) чувствительных элементов био- и газоаналитических систем. Это датчики давления и концентрации газов, детекторы сверхмалых масс осаждаемых частиц (высокоточных микровесов), микрофлюидные устройства (микроканальных МЭМС-датчиков анализа частиц в протекающем потоке жидкости).

— Вы руководитель двух проектов РНФ для молодёжных научных групп. Как вы считаете, чем можно замотивировать студентов заниматься исследованиями?

— Формирование молодёжного научного коллектива и его укрепление всегда было центральной задачей для нас. Поэтому материальную поддержку, оказанную РНФ и ЦНИИ «Электроприбор», мы использовали в первую очередь для привлечения к работе студентов Высшей школы механики и процессов управления. Рад отметить, что наш коллектив состоит из молодых аспирантов, которые преподают в Политехе и выходят на защиту своих кандидатских диссертаций. Увеличивается число талантливых студентов старших курсов. Будем и дальше прикладывать усилия, чтобы обеспечить устойчивую преемственность поколений в отечественной науке.

— Расскажите о своих увлечениях. Что вас вдохновляет, помогает отвлечься от работы и отдохнуть?

— Для меня спорт является лучшим способом сменить обстановку и обновить восприятие. Регулярно играю в футбол вместе с товарищами, а теперь ещё и студентами. Это даёт отличную мотивацию держать себя в форме. Не хочется уступать в скорости и ловкости молодым соперникам! Кроме спорта, увлекаюсь историей, философией, теорией искусства. Считаю, что для плодотворной работы в науке, наряду с рациональным мышлением, необходимо развивать в себе остроту и тонкость чувств, образное мышление и эстетическое восприятие.

— Дайте совет молодым людям, желающим начать карьеру в науке. Что им необходимо развивать для успешного старта?

— Нужно быть готовым к упорному длительному труду, усердной работе по расширению кругозора, освоению множества практических навыков и познанию сложных фундаментальных законов и процессов. Нужно воспитать в себе и всегда поддерживать интерес, живое неравнодушное отношение к тому, что делаешь и к чему стремишься. Удача и победное продвижение в научной работе придёт к тому, кто не привязан к некоему умозрительному ожидаемому результату, в особенности — к чисто прагматичным «критериям успеха».

Желаю всем молодым учёным найти единомышленников, работать в команде, учиться друг у друга и вместе двигаться вперёд. В настоящее время задачи обеспечения технологического суверенитета России открывают перед новыми поколениями отличные перспективы, чтобы реализовать творческий потенциал. Существует востребованность фундаментальной научной подготовки в её применении к сложнейшим, ранее не встречавшимся задачам научно-технического развития нашей страны.