Алексей Карфидов рассказал «Теориям и практикам» о недостатках самолета F-35, системе химической безопасности для Олимпиады в Сочи и своем восхищении Дэвидом Линчем и советскими инженерами.

Где учился Московский институт стали и сплавов (в настоящее время — Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»).

Что изучает Системы и методы конструирования.

Особые приметы Учит черчению младшую сестру. Увлекается фильмами Дэвида Линча и книгами об известных изобретателях. Недавно записал свой тревожный сон — получился неплохой фантастический рассказ.

Мой отец — слесарь подвижного состава локомотивно-кранового депо завода НТМК, ветеран Афганистана, мама — начальник отдела кредитования (или что-то типа того) в банке. Навыки черчения у меня со школы, плюс гены, потому что у меня отец тоже всем этим любит заниматься. Сейчас, к сожалению, в школах нет черчения. Просто я учился в школе на базе горного техникума в Нижнем Тагиле, там нас очень хорошо по этой части готовили. Теперь я сам учу свою младшую сестру тем вещам, которые умею.

В 2007 году я поступил в МИСиС. Нас собралось несколько ребят, которые умели более-менее хорошо чертить, знали графические программы, занимались в кружке инженерной графики, который был создан на кафедре инженерной графики и дизайна. В то время на кафедре не хватало людей, и когда я учился на втором курсе, мне предложили участвовать в проведении лабораторных работ. Преподаватель вел теорию, а я — компьютерную часть. Правда, приходилось как-то шифроваться, скрывать свой возраст, потому что там были студенты и старше меня.

Со временем объем знаний и навыков рос, и меня порекомендовали в МГТУ имени Баумана, там как раз был нужен человек в одну из компаний на базе кафедры физики. В Бауманке очень интересные проекты, в основном на Министерство обороны. Относительно быстро я стал начальником конструкторского отдела и начал своих ребят туда перетягивать.

Одновременно мы занимались в кружке, изучали тонкости графических систем, участвовали в студенческих олимпиадах. Нас увлек замечательный преподаватель на нашей кафедре в МИСиС, Михаил Васильевич Архипкин, сейчас уже его нет, к сожалению — царствие ему небесное. Ему было 87 лет, но он всегда был полон энтузиазма в плане изучения компьютерной графики и моделирования и заразил нас. Мы выяснили, что есть всероссийская студенческая олимпиада по этим дисциплинам и в 2010 году заняли там первые места и в личном зачете, и в командном, и на следующий год снова заняли первое место.

Мы выиграли, потому что нам удалось отработать тактику действий, понять, что от нас требуют. Все было очень строго, нельзя было заранее узнать хотя бы тематику, но я познакомился с авторами заданий и знал, какие направления им интересны. Один, большой специалист в компьютерном моделировании, работает в Бауманке на кафедре, связанной с созданием космических аппаратов и их моделированием. Второй — преподаватель Горного института, крупный теоретик в области начертательной геометрии. Его любимая тема — сложные геометрические формы, например овалы Кассини, над которыми мы постоянно смеялись из-за названия и внешнего вида. Мы знали, что он это любит, и начали изучать, и на олимпиаде действительно увидели задание — построить овал Кассини. Основная часть участников даже не знали, что это вообще такое, а мы представляли: нужно взять то-то, отсечь то-то и получится такая-то форма.

В Бауманке я управляю конструкторским отделом, в нем 6-7 человек. Мы занимаемся созданием военной техники, устройств химической разведки. Это именно живые проекты: либо под конкретные госзаказы, либо НИОКРы от Министерства обороны, чаще всего секретные, к сожалению, поэтому я не могу о них подробно рассказывать. Обязательное условие — получить готовое функционирующее устройство, которое будет отвечать требованиям технического задания. Как раз сейчас два таких устройства проходят испытания.

Один проект, не секретный, кстати говоря, — это система химической разведки для обеспечения безопасности на Олимпиаде в Сочи, принципиально новая российская разработка. Все устройства такого типа, фурье-спектрометры, просто наблюдают, скажем, в определенном направлении, и если там что-то есть, сигнализируют об этом. Где именно — слева, справа, выше, ниже, — непонятно. А сейчас в Бауманке создаются панорамные фурье-спектрометры c многоэлементным фотоприемным устройством. Звучит сложно и запутанно. Основной нюанс в том, что они смотрят не просто в область пространства, а делят его на элементы и определяют, что именно здесь, в этом секторе, на таком-то расстоянии что-то случилось.

Когда видишь советские чертежи самолетов или других машин, они поражают воображение — с трудом представляешь, что все это было у людей просто в голове

Основные разработчики этого прибора — Андрей Николаевич Морозов, завкафедрой физики МГТУ им. Баумана, и профессор Светличный, очень сильный специалист, доктор наук и, по-моему, даже академик. А наша часть, работа конструкторского отдела — это воплощение всех этих идей в жизнь. Поиск поставщиков, изготовителей, сопровождение производства, разработка оптических схем, электронных узлов, механических частей, сборка всего этого воедино, какие-то технологические вещи — все это на нас. Либо создаем сами, либо следим и контролируем эти процессы. И моя учеба в аспирантуре Бауманки, теоретическая часть, абсолютно, почти один в один, совпадает с деятельностью практической, то есть созданием этого устройства для Сочи.

А в МИСиСе сначала, как я говорил, был просто кружок инженерной графики. Потом у меня возникла мысль создать студенческое конструкторское бюро, чтобы навыки, которые я получаю в Бауманке, доносить до ребят, у которых нет возможности заниматься такой интенсивной практической деятельностью, чтобы они тоже могли участвовать в технических проектах. Собрал портфолио — к тому времени мы с ребятами уже много проектов сделали — и записался у секретаря Дмитрия Ливанова (в то время нынешний министр образования был ректором МИСиС) на прием. Полудрожащим голосом все представил, пояснил, что нам много не нужно, просто где-то обосноваться, да четыре компьютера помощнее, и, в принципе, больше ничего, и он эту идею поддержал.

Алексей помогал разрабатывать аппарат для лечен...

Алексей помогал разрабатывать аппарат для лечения суставов — по заказу Сколково.

Сейчас у нас не студенческое, а просто конструкторское бюро на базе нашего вуза. Так легче взаимодействовать с заказчиками, потому что когда они слышат «студенческое», то говорят: «До свидания, вы нам неинтересны». Даже когда мы приводим примеры интересных работ: «Ну мы же вот делали факел олимпийский (члены студенческого КБ принимали участие в создании конструкции факела для Сочи-2014), вот еще наши проекты», но нам отвечают: «Это все хорошо, но мы боимся связываться со студентами, какой с вас спрос». Хотя часто те же компании организуют большие и интересные проекты для молодежи: курсы обучения, конкурсы — недавно был очень интересный конкурс по робототехнике для студентов. Я все это очень поддерживаю, но наша цель уже более простая — мы целиком ориентируемся на технические коммерческие проекты, где задействуем студентов.

Проще ли стало работать с приходом автоматических программ? Сам в последнее время над этим задумываюсь. На втором курсе у меня был спор с преподавательницей кафедры деталей машин: она говорила, что невозможно с первого раза сделать конструкцию, даже самую простую, так, чтобы она сразу собралась, как надо, и все было хорошо. Тогда я спорил, настаивал, потому что теоретически меня учили другому: при компьютерном моделировании можно заранее отследить все нестыковки. Но теперь понимаю, что она была права: есть человеческий фактор, ряд других причин, кроме того, возник совершенно новый класс ошибок, который связан непосредственно с работой самой САПР.

Недавно я читал статью про внедрение самолета пятого поколения «F-35» в Министерстве обороны США. Она была обличительной — там говорилось, что этот самолет целиком и полностью, буквально по винтикам, создавали исключительно в системах компьютерного моделирования. И у конструкторов возникли такие сложности в представлении общей концепции, такие ошибки и промахи, которые были до этого просто немыслимы. И действительно, ведь на самом деле все еще идет процесс доводки этого самолета, никак его не выпустят.

Когда видишь советские чертежи самолетов или других машин, они поражают воображение — с трудом представляешь, что все это было у людей просто в голове. Сейчас большой объем нагрузки снимается с сознания — когда есть компьютер, в голове держишь меньше: «все это есть там, если что забыл, посмотрю». Поэтому порой ослабляется процесс творческого мышления.

В современных системах много готовых технических решений, поэтому в ближайшем будущем человек может стать всего лишь оператором — и уже частично становится сейчас. Например, в системе «КОМПАС 3D» есть библиотека разработки полной 3D-модели редуктора, достаточно только ввести общие исходные данные. Но специалисты со знанием теории и физического смысла того, что происходит, всегда будут на высоте, и именно они будут управлять «операторами». А «вечные ценности» — точность и правильность отображения, четкость и элегантность технических решений — важны сегодня так же, как и в те дни, когда в конструкторских бюро стояли чертежные доски.

Самые матерые и опытные конструкторы у нас при создании чего-то нового, с нуля, почти никогда не начинают делать это сразу с компьютера. Если ты рисуешь что-то рукой на листе бумаги, как бы несовременно это ни звучало, ты это чувствуешь. Я так же поступаю. Беру кучу листов бумаги, выключаю компьютер, делаю большое количество эскизов, зарисовок, каких-то общих компоновок. Когда вижу: «Ага, здесь что-то может быть интересное, а здесь нет», начинаю эту часть переводить в электронный вид.

Есть целые методы, системы и комплексы, которые позволяют сделать тепловой расчет, механический расчет, расчеты устойчивости и прочее. Это все делается на базе метода конечных элементов, которые есть в любой системе моделирования в виде приложения. Это очень серьезные расчеты, которые требуют хорошего мощного оборудования, но главное — понимания сути процессов, которые мы рассчитываем. И в любом случае не обойтись без натурных испытаний, на которых может выясниться, что большая часть ваших теоретических расчетов неверна.

Благодаря интенсивной технической деятельности мне в голову стали приходить какие-то сумасшедшие сюжеты

Испытания самые разные. Например, на вибростендах, где создается частота от одного до 80 герц, происходит невероятная вещь: любой винтик, который был просто закручен и не был как-то фиксирован по этой резьбе, обязательно найдет частоту, на которой сам начнет выкручиваться. Если хотя бы один из винтиков забыли зафиксировать, он обязательно выскочит. Нужны специальные меры, обычно довольно простые, но на словах это звучит невероятно сложно. А на самом деле — в краску его макнуть и после этого вкручивать. Это опыт старых конструкторов, который из поколения в поколение передается.

Кстати, книга «Система разработки продукции в Toyota» этому очень хорошо учит, у них сильный акцент делается на преемственность поколений. К сожалению, у нас порой бывает так — либо все сломать, либо, если много молодежи и один-два специалиста в преклонном возрасте, их слушают не так внимательно, а надо бы. Ведь они знают несравненно больше, чем мы.

Есть ее испытания в климатической камере. Все эти приборы для Министерства обороны должны стабильно функционировать в диапазоне температур от -20 до +40, у нас большая страна. Есть еще термоудар: от -40 до +50 в течение, скажем, 10 секунд. В нашем случае все прошло успешно, хотя вот это как раз тот самый случай, который всегда «кот в мешке», потому что тепловая часть — это особая наука, и с ней далеко не все просто.

Или падение с высоты 1 метр. Это уже чистая теория вероятностей, потому что одно и то же устройство можно уронить так, что с ним будет все хорошо, а можно случайно уронить под таким углом, что все придет в негодность. Это тоже одно из обязательных испытаний, без него ни одно устройство комиссию не проходит. И это действительно самый беспокойный момент, потому что чуть что — кто виноват? Конструктор.

Кажется, благодаря интенсивной технической деятельности мне в голову стали приходить какие-то сумасшедшие сюжеты, я даже стал их записывать либо в планшет, либо в телефон. С другой стороны, для решения серьезного вопроса, технического или просто жизненного, нужно суметь целиком сосредоточиться на себе и своем вопросе. Мне, например, помогают фильмы Дэвида Линча, в них очень тонкая, глубокая психология. Позволяет поймать нужную волну, довести себя до какого-то психоделического состояния, когда ты можешь на один и тот же объект смотреть с абсолютно разных точек зрения.

Или, когда появился последний фильм про Джеймса Бонда, возникла мысль: к его выходу приурочить показ самой первой части этого фильма в нашем киноклубе (в студенческом общежитии; Алексей — председатель студсовета). Было очень интересно посмотреть на технику 50-60-летней давности, как человек шпионит с огромным фотоаппаратом, который еще и щелкает, у которого лампа вышибается при снимке. Очень необычное впечатление и ощущение, даже для саморазвития интересно.

Проекты КБ под руководством Карфидова: