Проверить на прочность, не разрушая…

Проверить на прочность, не разрушая…

Научная школа «Создание теоретической и методологической базы высокоточных измерительно-управляющих комплексов для диагностики технических систем» под руководством декана факультета информационно-измерительных и биотехнических систем (ФИБС) Александра Михайловича Боронахина стала победителем конкурса на получение грантов Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ.

19.01.2018 347

Финансовое обеспечение в размере 2,6 млн. руб., выделенное на 2-летний срок, будет направлено на оплату труда членов научного коллектива, развитие исследований и участие в конференциях. Согласно условиям предоставления гранта, к концу 2019 года в рамках научной школы должны быть защищены как минимум одна кандидатская и одна докторская диссертация в области неразрушающего контроля рельсового пути.

Тематика заявленного исследования – «Мультифизическая система неразрушающего контроля состояния и диагностики рельсового пути» – охватывает два основных научных направления ФИБС: приборостроение и техносферную безопасность. В команду исполнителей конкурсного проекта стали 18 преподавателей, аспирантов и студентов кафедры информационно-измерительных систем и технологий (ИИСТ), кафедры лазерных измерительных и навигационных систем (ЛИНС) и кафедры электроакустики и ультразвуковой техники (ЭУТ). Активное участие в работе научной школы принимают стратегические партнеры СПбГЭТУ «ЛЭТИ» – АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», АО «Концерн «Океанприбор» и НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА».

«Традиционно для ЛЭТИ первые два года идет «ковка» будущих специалистов такими дисциплинами, как физика, математика и ТОЭ. Начиная с конца третьего курса, наиболее способным студентам мы предлагаем научную работу. На первом этапе они выполняют созерцательную функцию, впитывают в себя атмосферу творческого коллектива. Закончив бакалавриат и магистратуру, молодые учёные продолжают свои научно-технические исследования в рамках аспирантуры, а также работают со студентами младших курсов. Так устанавливается взаимосвязь поколений».

Декан факультета информационно-измерительных и биотехнических систем Александр Михайлович Боронахин

Создание первых разработок в области диагностики железнодорожного полотна началось в 1996 году на кафедре автономной навигации, управления и механики ЛЭТИ (в настоящее время – кафедра ЛИНС) под руководством доктора технических наук, профессора Андрея Владимировича Мочалова. На протяжении десяти лет совместно с кафедрой корабельных систем управления и кафедрой радиотехнических систем был успешно выполнен ряд фундаментальных и прикладных исследований, результаты которого позволили сформировать основные концепции обеспечения безопасности движения в современных условиях.

В 2002 году сформированный профессором Андреем Владимировичем Мочаловым коллектив молодых кандидатов наук приступил к практической реализации созданных фундаментальных основ. Начиная с 2005 года, ученые активно вели разработки миниатюрных инерциальных модулей на микроэлектромеханических системах (МЭМС) для исследования динамического взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути, в результате которого происходит существенное деформирование последнего. В процессе экспериментов была выявлена возможность диагностирования так называемых дефектов поверхности катания рельсовых нитей. Это заинтересовало ОАО «Радиоавионика» – ведущую фирму-производителя систем неразрушающего контроля методами ультразвуковой и магнитной дефектоскопии.

В 2010 году на ОАО «Радиоавионика» при участии сотрудников кафедры ЭУТ был построен вагон-дефектоскоп АВИКОН-03М, эксплуатация которого показала целесообразность создания мультифизических методов обработки результатов измерения профиля рельсового пути, степень деформации которого зависит, в том числе, и от наличия внутренних дефектов в рельсах.

Так началось взаимодействие научных групп кафедр ЛИНС и ЭУТ, которые поставили перед собой цель разработать бюджетные автоматизированные системы для установки на большинство локомотивов, а также компенсировать потерю в точности многократностью проводимых измерений за счет регулярности железнодорожного сообщения. Понимание возможности построения устройства, прогнозирующего развитие дефекта, послужило основанием к началу сотрудничества с кафедрой ИИСТ, одной из научных групп которой были достигнуты существенные результаты по реализации ГИС-технологий.

Таким образом, коллектив ученых ФИБС заявил на конкурс грантов тему «Мультифизическая система неразрушающего контроля состояния и диагностики рельсового пути» и объявил о претензии на научную школу «Создание теоретической и методологической базы высокоточных измерительно-управляющих комплексов для диагностики технических систем», основателем которой по праву является профессор А.В. Мочалов.

«Когда появилась возможность принять участие в конкурсе грантов, мы создали коллектив и сформулировали задачу, которая сводится к тому, что один и тот же дефект может отражаться в показаниях датчиков, построенных на разных физических принципах. Cкрытый дефект может быть обнаружен системой неразрушающего контроля. Но так как из-за  повреждения нарушаются упруго-прочностные свойства пути, то при движении вагона весом 60 тонн рельсовая нить прогибается сильнее, что найдет свое отражение в системах контроля геометрических неровностей».

Декан факультета информационно-измерительных и биотехнических систем Александр Михайлович Боронахин

Объединение достоинств существующих систем неразрушающего контроля, разработанных отдельными научными группами, позволило предложить к реализации новые фундаментальные решения в области мониторинга прочности железной дороги, мостов и других технических сооружений. Признание на государственном уровне существования научного коллектива, созданного группами кафедр ЛИНС, ИИСТ и ЭУТ, и выделение финансовой поддержки позволит ускорить процесс создания новых технологий, которые в ближайшем будущем будут востребованы российской экономикой и промышленностью.