В Российской Федерации продолжается Десятилетие науки и технологий, объявленное на 2022–2031 годы. Одним из его событий стал Форум будущих технологий, в пленарном заседании которого 13 июля принял участие президент страны. Форум открывает серию ежегодных встреч, посвященных инновационным практикам нашей страны. Развитие происходит безостановочно, в том числе в стенах региональных вузов, таких как ТвГТУ.
Семья и школа
«МК в Твери» неоднократно рассказывал о технических достижениях молодых представителей тверской науки. А сегодня мы решили поговорить с представителем старшего поколения наших ученых. Это Алексей Алексеевич Головнин, кандидат технических наук, доцент кафедры технической механики ТвГТУ и преподаватель МГТУ имени Н.Э. Баумана, любитель утреннего бега и сетевых шахмат. И что важно – изобретатель.
В багаже Алексея Головнина патенты на такие замечательные устройства, как ходовая часть корчевателя, валец дорожного катка, ковшовый грейфер, дисковый генератор волновой передачи, устройство для контроля уплотнения дорожно-строительных материалов в процессе укатки и многое другое. Сам он родился в Приморском крае, где в морской авиации проходил службу его отец. Окончил школу №12 города Калинина, а в 1974 году – Калининский политехнический институт, в котором трудится по настоящее время.
- Какие предметы вам нравились в школе?
- Я одинаково ответственно относился ко всем, но к точным наукам тяга была больше. Предметы были любимыми по любимым учителям. Назову только преподавателя химии Нину Степановну Кувшинову. Каждый год кто-нибудь из ее учеников ездил на Всесоюзную олимпиаду по химии. Вот и я в 8-м классе стал победителем областной и призером 1-й Всесоюзной олимпиады. Она из любого старательного ученика могла сделать победителя, этот урок я запомнил и применил в своей работе. У меня много учеников – победителей и призеров Всероссийских предметных олимпиад.
- Как и когда к вам пришел интерес к изобретательству?
- В семье царил культ знаний, многие из родни были учителями. Дома стоял большой книжный шкаф, в основном с технической литературой. По подписке к нам приходили журналы «Юный техник», «Техника – молодежи», «Наука и жизнь» и много других изданий. Каждый месяц в книжных киосках я ловил очень интересный польский журнал «Горизонты техники для детей». Все это я прочитывал от корки до корки. По опубликованным схемам паял детекторные и транзисторные радиоприемники, и эти навыки пригодились позже, при проведении тензометрических измерений.
- Чем для вас интересно изобретательство? Процессом или результатом?
- Изобретательство для меня – это возможность творчества для человека с технической специальностью. При этом, как сказал всесоюзный староста М.И. Калинин, «надо изобретать не то, что хочется, а то, что требует наше социалистическое строительство». Процесс творчества радует во время самого процесса. Радость же от внедрения изобретения имеет эффект последействия. У меня есть внедренные изобретения и рацпредложения. Это рабочий орган корчевателя, несколько модификаций виброволновых катков и другие. Знак «Изобретатель СССР» получен вместе с моим студентом – соавтором лабораторной установки, с помощью которой удалось довольно просто зафиксировать ранее ускользавшее от наблюдений явление при уплотнении укаткой.
- Помните ли свое самое первое изобретение?
- Его я сделал на 4-м курсе. Надо было измерить крутящий момент на валу корчующего ротора корчевателя, но к нему было не подобраться: 13-тонная машина, вал весом примерно 1 тонну, а испытания проводились в поле на торфопредприятии. Я, уже сдав сопромат, догадался, что тензодатчики можно наклеить прямо на боковую поверхность звездочки цепной передачи привода, к которой доступ был. Тарировочные испытания (проверка показаний приборов) подтвердили реальность идеи.
О пользе критики
- Какие научные достижения, личности вас вдохновляют и стимулируют?
- Вдохновляют на инженерное творчество знаменитые мировые изобретатели Эдисон, Тесла, Стив Джобс (241 патент) и многие другие. Но не менее дороги примеры моих учителей и старших товарищей, у которых посчастливилось учиться или работать вместе. Это мой преподаватель по деталям машин Борис Семенович Гахенсон, бывший главный конструктор Алтайского тракторного завода, непосредственный разработчик легендарного трактора ДТ-54. Это Лев Федорович Коровицын, преподаватель по торфяным машинам, соавтор в моем первом авторском свидетельстве на изобретение. Его болотоходы работали на торфопредприятиях, на бескрайних сибирских болотах, на газовых месторождениях. Это и преподаватель нашего вуза Валентин Георгиевич Григорьев – один из первых в СССР разработчиков волновых передач (разновидность зубчатой механической передачи, в которой в одновременном зацеплении могут находиться множество зубцов, что обеспечивает высокую жесткость). В этом списке и Алексей Борисович Ермилов, преподаватель МАДИ, автор более 200 изобретений. В конце 1980-х он вел на телевидении ток-шоу, на котором участники в прямом эфире делали изобретения. Да-да, когда-то ток-шоу были именно такими! Всего за 15 минут общения с ним на одной из научных конференций было сделано сразу два изобретения по экскаваторам, которые оставалось только оформить.
- Изобретательство – это чисто индивидуальный творческий процесс или вы всегда готовы прислушаться к полезному совету со стороны?
- Для меня правильно сформулированная проблема – это 90% изобретения. Не менее важны конструктивные замечания. У Илона Маска есть близкое мне высказывание: «Ищите отрицательные отзывы, особенно от друзей». Это для ученого нужно так же, как в искусстве необходима критика, а в политике – сильная оппозиция. Не раз импульсом для дальнейшей работы над изобретением становились отрицательные или просто скептические отзывы производственников. Современное название нужных и полезных критиков – стейкхолдеры, их даже включают в число участников проекта. Но в отличие от здоровой критики на начальном этапе изобретательства, особенно в молодом возрасте, есть риск столкнуться и с вредящими творчеству безапелляционными негативными высказываниями.
Идеи в воздухе витают
- Опишите процесс зарождения в голове идеи. Что вас толкает задуматься именно в определенном направлении?
- Есть целая наука – теория решения изобретательских задач. Основатель ТРИЗ и признанный во всем мире авторитет в этой области – Г.С. Альтшуллер. Тем, кто только задумывается, как сделать изобретение, я посоветовал бы его книгу «Алгоритм изобретения». Один из описанных в ней приемов – перенос решений из смежных областей. У меня целая группа изобретений по дорожно-строительным машинам навеяна конструкцией волновой передачи. Гнется, но не ломается. Отказ от жесткости не в ущерб прочности практически безотказно дает выигрыш в массе и производительности.
- Каковы стадии оформления возникшей идеи? Сколько тратится времени, денег? Есть ли опасность «пиратства»?
- Времени от замысла до отправки заявки у меня уходило и год, и больше. Но это не означало непрерывного сидения над ней. В один из годов мной было получено 10 авторских свидетельств, в прошлом году – 3. Оформление идеи – очень важный шаг в совершенствовании и тестировании изобретения. Никола Тесла умел без опытов с материальными объектами мысленно представлять, как они работают. Только после мысленной обкатки приступал к материализации. Также очень важный и продуктивный этап оформления изобретения – словами передать состав и работу устройства. К примеру, ошибочную конструкцию не получается описать по правилам составления заявки на изобретение и даже просто в соответствии с правилами русского языка.
Относительно денег – в СССР было другое отношение к изобретателям. За изобретение платили 50 рублей, и это стимулировало. Сейчас, наоборот, за экспертизу и выдачу патента государство берет с заявителя три пошлины, в сумме 18800 рублей. Наверное, немного, если учесть, что за эти деньги автор серьезного изобретения получит от государства монополию на его использование. Но изобретение надо еще внедрить, на что могут уйти годы, а это прямые расходы. На практике я как пенсионер, и мои соавторы-студенты имеем льготу, и пошлина составляет 1880 рублей. Поделив эти расходы с одним-двумя студентами, получаем вполне подъемную сумму.
Опасность пиратства меня не беспокоит, ведь мою голову не украдут, а на идеи патенты не выдают. Большое «пиратство» как явление имеет место и называется «промышленный шпионаж». Близка к ней, но вполне законна конкурентная разведка, или «дата скаутинг». Ее роль не только отрицательная, она стимулирует научно-технический прогресс. Идеи витают в воздухе и даются тем, кто быстрее соображает.
- Российский изобретатель может сегодня прожить на роялти и прочие отчисления? Реально ли что-то один раз изобрести и потом всю жизнь «снимать пенки»?
- Наличие патента на изобретение дает надежду на какие-то отчисления от его использования только первые 20 лет. Патент на полезную модель – 10 или 15 лет. В этом плане гарантии для работников искусства более долговременные. Но, наверное, для деятельных людей наличие хорошего патента не повод для того, чтобы остановиться и почивать на лаврах. Это лишь источник энергии и вдохновения для движения вперед к новым свершениям. Лично для меня изобретательство не стало источником больших богатств. Еще в начале научно-педагогической карьеры папа дал мне установку, что наука не место для обогащения. Хотя и финансовой нужды пока нет.
Самый сильный стратостат
- Наш губернатор всегда выступает за тесную связь науки и практики. А к вашим изобретениям производственные предприятия проявляют интерес?
- В СССР эта связь была органичной. Заводы были обязаны часть своих средств направлять в научные организации, а вузы были обязаны проводить хоздоговорные НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы). Иначе не было бы свершений, таких как первые в космосе, первая АЭС, первый атомный ледокол. Наверное, сегодня связь науки и производства могла бы быть и теснее. Очень долгое время мы имели возможность пользоваться мировыми научными достижениями, не участвуя в процессе их создания. Мимо окон вагонзавода пролетали сименсовские «Сапсаны», а в это время в основном поставщике инженерных кадров в регионе была закрыта кафедра инженерной графики. Недавний указ президента о возвращении в школы черчения вселяет скромные надежды на возрождение в будущем и кафедры инженерной графики, и восстановление на должном уровне связи науки и производства.
Что касается моего опыта внедрения собственного изобретения, я показал чертежи очередной модификации дорожного катка на одном из тверских заводов и в ДРСУ. Заводчане согласились новую машину изготовить, а дорожники – заплатить мне за изобретение и у себя его внедрить. Получилась вполне жизненная модель стартапа. Главное, что все имевшиеся вопросы по конструкции были тогда решены, изделие показало себя вполне жизнеспособным.
- Расскажите о своих самых интересных и важных разработках. Есть ли перспективы для их дальнейшего усовершенствования?
- Над таким вопросом я задумывался и сам. Что я смог? Ответ такой: самое интересное и самое важное изобретение еще не сделано, надеюсь, оно впереди. Из свежих изобретений, которые хочется довести до внедрения, это стратостат на водяном паре, нагретом до 120 градусов. За счет разницы в молярном весе воды и воздуха его грузоподъемность на 60% больше, чем у традиционного теплового аэростата. Он мог бы применяться даже для запуска небольших космических ракет, поднимая их на 20-километровую высоту. За эти первые километры от Земли обычная ракета максимально нагревается об атмосферу, а применение аэростата поможет этого избежать и сэкономить на тепловой защите корпуса.
Кроме того, в связи с возможным уходом иностранных производителей катков в настоящее время я возобновил работу по совершенствованию виброволнового дорожного катка. Предполагаю довести до внедрения.
Должна найти применение и система освещения беспилотного транспортного средства, которая увеличивает заметность такого транспорта на дороге, но не может ослепить водителей встречного транспорта. Изобретение мне очень дорого тем, что его идея была высказана одним из учеников прямо во время занятий со школьниками в тверском «Кванториуме» во время мозгового штурма, причем ни тема изобретения, ни направление поиска до начала занятия даже не предполагались. Кстати, работа в «Кванториуме» со школьниками вселила в меня надежду, что надо активнее вовлекать в изобретательский процесс студентов-младшекурсников.
- Спасибо за эту беседу, Алексей Алексеевич. Надеемся, читатели «МК в Твери» найдут для себя полезное в том, о чем вы рассказали.