Будущее за 3D-печатью. Школьник – о работе над моделью ракетного двигателя

Перед челябинским школьником Кириллом Халиным открыты все дороги. Его проектная деятельность лежит в области физики, а в лицее он учится на математико-информатическом профиле. Постоянно участвует в олимпиадах, в свободное время рисует картины. Как все успеть и имеют ли научную ценность проекты подростков - размышляем вместе с нашим юным собеседником.

Путь начинается с конструктора

Интерес к науке не всегда идет от учителей или родителей. Взяться за проектную деятельность Кирилла сподвиг дух соревновательности, присущий каждому мальчишке. В седьмом классе его приятель сделал проект под руководством наставников из «Курчатов Центра» (регионального центра поддержки одаренных детей). И наш собеседник решил: «Я могу не хуже».

Заявку подал в электронном виде. Тему выбрал непростую, но очень интересную: проектирование ракетного двигателя. О космонавтике парень читал, с удовольствием смотрел передачи «Mega structures» на канале «National geographic». А еще имел опыт сборки макетов автомобилей, максимально приближенных к реальным образцам.

«Во втором классе папа купил мне конструктор «Лего Техник». В нем были детали реально существовавшего спортивного автомобиля из гонки «24 часа Ле-Мана». Я собрал этот спорткар за неделю при том, что он довольно большой - примерно 50 на 25 сантиметров. В конце третьего класса папа купил мне тот же «Лего Техник», но уже с деталями модели грузовика Mercedes. Эта модель была посерьезнее: чего стоил только кран, поднимающийся на пневматике. Я собирал ее несколько дней все свободное от учебы время. Мне и до сих пор очень нравится собирать технические конструкторы - они развивают инженерное мышление. Можно понять, как устроены автомобили, и использовать эти знания в своих изобретениях», - рассуждает Кирилл.

Пять лет он занимался в городской художественной школе. Занятия там помогли развить пространственное мышление. Рисование самолетов, автомобилей, кораблей не входит в программу классического образования художественной школы, но будущему изобретателю нравилось рисовать технически сложный вид транспорта. И даже не столько силуэты машин, сколько их «внутренности», представляя корпус полностью прозрачным.

Методом проб и освоения

В «Курчатов Центре» Кирилл Халин взялся за проектирование многоразового ракетного двигателя под изготовление при помощи аддитивных технологий.

«Определиться с выбором темы проекта было не так уж сложно. Во-первых, я люблю двигательные установки. Во-вторых, наставники были из города, в котором живу, поэтому я мог встречаться с ними очно. Проект связан с актуальными вещами, которые нужны промышленности», - говорит школьник.

Работа над проектом началась с чтения книги «Жидкостные ракетные двигатели» Мстислава Добровольского. Она формировала общее представление о ракетостроении, давала ответы на многие конкретные вопросы относительно двигателей. На помощь Кириллу пришел наставник - студент ЮУрГУ Михаил Железняк. Вместе они изучили решения, которые были применены при производстве ракетных двигателей, что было удачным, а что нет. В результате был найден эффективный метод - изготовление двигателя при помощи аддитивных технологий.

Аддитивные технологии - это послойное наращивание объектов методом печати на 3D-принтере. Они применяются в том случае, если объект имеет сложную геометрию, что как раз и характерно для ракетного двигателя. Его макет Кирилл напечатал из пластика. Реальное производство осуществляется с помощью принтера, работающего с металлами. Разумеется, процесс объемной печати намного сложнее, чем печать фотографий.

«Сейчас я умею работать с 3D-принтером, но первую деталь пришлось перепечатать, так как при застывании она немного изменила форму. Многие знания даются опытным путем. В частности, как правильно расположить модель, прежде чем распечатывать, - вспоминает Кирилл. - Пока двигателей, созданных при помощи аддитивных технологий, очень мало. Между тем, именно за ними будущее. Принтер повышает и скорость создания детали, и ее качество. Сильно сокращается время на производство. За счет этого двигатели становятся более дешевыми, в то же время улучшается их энергетический ресурс».

В настоящее время герой нашей публикации продолжает начатые исследования, чтобы сделать двигатель еще более совершенным. Намного лучше прорабатываются внутренние конструкции. Он уверен: результаты его проекта вполне могут быть использованы на реальном производстве. Правда, столкнулся с трудностью: далеко не вся существующая информация по ракетостроению есть в открытом доступе. Это и понятно: отрасль стратегическая. Но сложности лишь добавляют азарта. Работа над двигателем продолжается.

В свободное от учебы и проектной деятельности время Кирилл рисует море, играет в баскетбол, хоккей. Ему довелось даже участвовать в соревнованиях по гольфу. Парень с удовольствием учится в школе, причем уделяет внимание всем предметам, прекрасно понимая, что гуманитарные дисциплины не менее важны, чем технические.