14 марта 2003 года Европейская комиссия - Правительство объединенной Европы официально объявила о своем решении в 2005 году провести Соревнование молодых ученых Европейского союза в столице России. За право принять у себя столь авторитетный форум молодежи боролись несколько стран, но, как сказал министр науки Европейского союза Р. Геральд, решающим фактором выбора России стал большой вклад в развитие молодежного научного движения МГТУ имени Н. Э. Баумана, где была создана и из года в год успешно реализуется программа "Шаг в будущее". Это событие, несомненно, сыграет важную роль в развитии научного сотрудничества стран Европейского союза и российской федерации.
С момента основания Российской научно-социальной программы для молодежи и школьников "Шаг в будущее" прошло 12 лет*, и уже седьмой год подряд Московский государственный технический университет (МГТУ) имени Н. Э. Баумана проводит выставки достижений участников программы. Будущие инженеры и ученые со всех концов России представляют на них свои исследовательские проекты и разработки в области естественных, технических, гуманитарных и социальных наук. 2003 год не стал исключением. В начале февраля конкурсанты по традиции собрались в МГТУ на научную выставку, и во второй раз в ее рамках состоялось соревнование юных исследователей "Шаг в будущее, Юниор" для школьников 5-8-го классов.
В день открытия участников выставки приветствовал руководитель программы "Шаг в будущее" ректор МГТУ имени Н. Э. Баумана Игорь Борисович Федоров. Он обратился к конкурсантам с такими словами: "... усилиями многих людей и организаций по всей стране, которых объединила программа "Шаг в будущее", восстанавливается, наполняется новым содержанием, начинает развиваться и приносить свои плоды система научной, исследовательской творческой деятельности молодых людей, многие из которых, пройдя научную подготовку в нашей программе, получили высокую квалификацию и участвуют в решении важнейших для нашего общества научно-технических задач, находятся на острие сегодняшней динамичной и насыщенной событиями жизни".
В общей сложности в выставке приняли участие более 120 конкурсантов: 56 юниоров и 66 студентов, старших школьников, учащихся техникумов, лицеев, колледжей и гимназий. Судя по экспозиции, сегодня ребят больше всего занимают инженерные науки - по ним было представлено 24 работы. На втором месте - науки о природе и человеке (20 работ, среди них 11 - об окружающей среде), на третьем - естественные науки (17 работ, из них 8 - по биологии).
Самыми активными на этот раз оказались школьники из Челябинской области (9 участников), за ней следуют Кировская (7), Самарская (5), Иркутская (4) области, Республика Карелия (4), Москва (3), Астраханская, Волгоградская, Пензенская области (от каждой по 3 участника) и т. д. - всего 25 регионов. На конкурс юниоров приехали представители 12 регионов России. Рекордсменом среди них оказался Агинский Бурятский автономный округ - 17 участников, за ним следует Иркутская область - 8, Челябинская область и Республика Кабардино-Балкария - по 5, Республика Тыва, Псковская и Пензенская области - по 4 участника и т.д.
Победители выставки в абсолютном первенстве получили почетную Большую научную медаль. Ими стали:
в номинации "Инженерные науки" - Максим Константинов, 11-классник лицея № 1 г. Тулы;
в номинации "Естественные науки" - Федор Тепляков и Никита Шурховецкий, 11-классники лицея № 11 г. Челябинска;
в номинации "Науки о природе и человеке" - Ярослав Каинов, 11-классник школы № 33 г. Волгограда.
Каждый из лауреатов привез на выставку серьезную, добросовестно выполненную научную работу, которая почти наверняка найдет достойное применение.
Максим Константинов посвятил свое исследование сварочным операциям, без которых невозможно интенсивное развитие многих отраслей промышленности, прежде всего машиностроения, строительной отрасли, космонавтики, акванавтики и др.
Существует несколько способов сварки, принципиально отличающихся один от другого. Если определяющий параметр процесса соединения деталей - температура, то это - сварка плавлением. В зависимости от источника нагрева она может быть газовой, электроконтактной, лазерной, плазменной и др. Если же главный фактор процесса соединения - скорость, то применяется импульсная сварка. Она может быть взрывной, магнитно-импульсной, ультразвуковой и т.д. Если же определяющий фактор - давление, то способ соединения деталей так и называется - сварка давлением. В зависимости от того, как оно достигается, различают холодную сварку с пластической деформацией, кузнечно-прессовую сварку, сварку прессованием и др. Последний определяющий фактор сварки - коэффициент степени очистки поверхности. Процесс соединения деталей с учетом этого фактора называется диффузионной сваркой. Она бывает вакуумной, в нейтральной среде и т. д.
Сварка давлением, в частности холодная сварка с пластической деформацией, применяется в машиностроении в тех случаях, когда на изделие нельзя воздействовать ни высокой температурой, ни вибрацией, ни импульсными нагрузками. Наибольшее распространение получила холодная сварка внахлестку, которая, как правило, дает низкую прочность сварного соединения и искажает форму детали в результате пластической деформации ее участков. Нельзя не учитывать и тот факт, что на прочность сварного шва влияет не только качество сварки, но и толщина деформированной перемычки вокруг него.
Максим Константинов сумел найти способ повышения прочности и надежности сварного соединения внахлестку при сварке деталей из алюминиевых сплавов. При поддержке своего научного руководителя профессора кафедры механики пластического формоизменения Тульского государственного университета, доктора технических наук Анатолия Кирилловича Евдокимова школьник провел ряд опытов и показал, что если изменить конфигурацию деформирующего инструмента, то еще на начальной стадии сварки можно сформировать на соединяемых поверхностях ребра жесткости. В процессе деформации они окажутся в области наименьшего сечения перемычки, которая под давлением становится намного тоньше основного материала детали. Благодаря дополнительным ребрам жесткости сечение перемычки увеличивается, а прочность повышается. Для улучшения качества сварного соединения был разработан еще и специальный смазочный состав. Испытания спроектированного и изготовленного Максимом деформирующего инструмента подтвердили все расчеты: прочность сварных швов увеличилась в 1,5-2 раза.
В номинации "Естественные науки" на первое место вышла работа по химии "Улучшенный способ получения хлорирующих агентов - тетрахлороиодатов четвертичных солей аммония". Авторитетное жюри признало ее не только высокопрофессиональной, но и весьма актуальной. Дело в том, что самый распространенный до сих пор способ получения хлорирующих реагентов, широко применяемых в синтетической органической химии, запатентованный японскими авторами еще в 1990-х годах прошлого века, связан с использованием газообразного хлора, как известно, небезопасного для человека.
Сложность проблемы не испугала двух 11-классников из Челябинска - Федора Теплякова и Никиту Шурховецкого. Под руководством своего учителя химии, кандидата химических наук А. И. Филиппова они разработали новый, достаточно простой и безопасный метод получения хлорирующих агентов из соляной кислоты и окислителя и показали, что, если использовать в качестве окислителя перекись водорода, процесс получения хлорирующих агентов можно сделать безотходным и экологически чистым, а производство организовать даже в промышленном масштабе. Научная новизна предложенного юными химиками способа позволяет рекомендовать его для патентования.
В номинации "Науки о природе и человеке" лучшей оказалась работа Ярослава Каинова с мудреным названием: "Эколого-фаунистический обзор аранеофауны природного парка "Волго-Ахтубинская пойма"". Если уйти от сложных терминов, школьник изучал биологическое разнообразие отряда пауков (Aranei) на территории недавно созданного, единственного в Волгоградской области природного парка. В этом уникальном уголке природы сохранились почти в первозданном виде пойменные заволжские экосистемы.
Чтобы выработать правильный и разумный с точки зрения исполнения режим охраны природного парка, необходимо сначала изучить все видовое разнообразие населяющей его фауны. С помощью своего научного руководителя, заместителя директора Станции юных натуралистов И. А. Городничевой, Ярослав собрал большой материал о жизни отряда пауков, которым ученые до сих пор уделяли мало внимания. Юный паганель систематизировал картину аранеофауны, распределил виды пауков по биотипам, описал их формы, выявил редкие виды, определил места обитания пауков в пределах границ природного парка. Ярослав смог даже изучить степень антропогенного воздействия на аранеофауну и разработать рекомендации по ее охране. Все полученные данные переданы в Региональный центр по изучению и сохранению биоразнообразия. Они помогут составить списки фауны природного парка "Волго-Ахтубинская пойма".
Редакция "Науки и жизни" отметила годовыми подписками на журнал троих участников выставки. И так совпало, что двое из них - Максим Константинов и Ярослав Каинов стали лауреатами первой премии. Третью подписку получили ученицы 11-го класса из Университетского лицея г. Петрозаводска Ксения Рогова и Наталья Зубкова. Их исследование "Ключ к тайнам каменной книги (сравнительный анализ петроглифов лосей и оленей)" на первый взгляд стоило бы отнести к разделу "История" или "Науки о Земле". На самом деле это - профессиональная математическая работа. Выполнить ее школьницам помогли глубокое знание компьютера и применение серьезного математического аппарата (научный руководитель - преподаватель Петрозаводского государственного университета, кандидат физико-математических наук А. А. Рогов).
Девушки анализировали петроглифы Карелии - разнообразные изображения, высеченные в первобытные времена нашими предками на гранитных скалах восточного побережья Онежского озера и многочисленных островов в низовьях реки Выг. Простые на вид рисунки-символы - лодки, морские и лесные звери, птицы, люди - отображают разные стороны жизни первобытных людей Севера, их миропонимание и культуру. Они позволяют судить об орудиях и приемах охоты, об объектах промысла, об особенностях поведения и некоторых сторонах общественной жизни. Разгадать или выработать приемы для разгадки этих уникальных, не всегда доступных нашему пониманию изображений - вот смысл работы двух школьниц из Петрозаводска. Они создали электронные варианты более 70 петроглифов лосей и оленей из районов Беломорья, разработали систему признаков для их сравнения, описали и разбили петроглифы на группы по степени сходства, подготовили электронный и бумажный каталоги наскальных изображений лосей и оленей с указанием их характеристик.
Среди юниоров абсолютное первенство завоевали 8-классница из Кемерово Татьяна Скалон, описавшая редкие виды ночных чешуекрылых насекомых своего края, и ученик 7-го класса г. Заречного Пензенской области Андрей Розен, который предложил, ни много ни мало, специальные методы сварки биметаллических труб.
Дипломы и призы победителям конкурса исследовательских работ по научным направлениям учредили не только академии, научные институты и вузы, но и российские и международные научные общества и федеральные министерства. Главные награды - это участие в международных соревнованиях молодых ученых, которые в этом году пройдут в нескольких странах на разных континентах. Делегации победителей программы "Шаг в будущее" будут сформированы в конце апреля после проведения Всероссийской научной конференции молодых исследователей программы "Шаг в будущее" 2003 года. Лауреаты выставки, о которых мы рассказали, - в числе главных претендентов.
В этом году победители соревнований программы "Шаг в будущее" будут представлять Россию на Международной научной и инженерной выставке Intel ISEF (США, Кливленд, Огайо, 11-17 мая); на Лондонском международном молодежном научном форуме (Великобритания, 23 июля - 6 августа); на Евразийском молодежном научном фестивале "Шаг в будущее - Байкал" (Россия, озеро Байкал, Слюдянка, 17-28 июля), в Международной научной экспедиции "Космический лагерь - Space camp" (Норвегия, Андойа, август), в Пятнадцатом соревновании молодых ученых Европейского союза (Венгрия, Будапешт, сентябрь) и других международных встречах. Пожелаем им удачи!
