Я жил и работал в бурную, часто страшную эпоху…

Бюллетень Научно-технического комитета Управления ВВС РККА № 26, май – июнь 1929 г. Фотоархив НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.

Как сказано в бюллетене Научно-технического комитета Управления ВВС РККА, представители ЦАГИ при изучении коррозионных процессов подошли к разрешению задачи уже не только качественного, но и количественного определения этого явления.

Результатом совместной работы двух столь выдающихся ученых-современников – Роберта Бартини и Георгия Акимова (к слову, совсем молодых – на тот момент Бартини исполнилось 30, а Акимову всего 26 лет) – фактически стало появление в СССР нового научного направления по исследованию и классификации коррозионных процессов и разработке методов защиты легких сплавов от коррозии. Много лет спустя Георгий Владимирович в своих заметках так описал этот ключевой момент своей научной деятельности: «Особенный толчок к коррозионным работам я получил, когда был командирован от ОИАМ ЦАГИ принять участие в серии опытов, проводившихся совместно ЦАГИ и заводом № 34[12] в г. Севастополь на Черном море. Целью работы было выявление практического поведения заклепочных швов при различных комбинациях материала заклепок (разные состояния) и при комбинировании с другими металлами»[13].

Позже в своих воспоминаниях он отметил: «Наблюдая за коррозионным поведением разных комбинаций металлов, я обратил внимание на то, что дуралюмин и алюминий совсем не корродируют в паре с цинком, так как последний электрохимически защитил дуралюмин. Это противоречило господствовавшим в то время взглядам в коррозионной науке. Тогда электродные потенциалы рассматривали только как классические равновесные, обратимые, а учения о необратимых электродных потенциалах, которое ныне господствует в коррозионной науке, еще не существовало. Я много раз повторял опыты с комбинацией “дуралюмин – цинк” и неизменно получал все одни и те же результаты – цинк защищал дуралюмин. <..> Помню радость, которая охватила меня, когда я получил первое теоретическое подтверждение моих практических наблюдений»[14].

В научной литературе того времени считалось, что такая защита невозможна. Систематические исследования, выполненные Г. В. Акимовым и А. С. Олешко, показали, что коррозионное поведение алюминиевых сплавов определяется электрохимическими свойствами их структурных составляющих. Впервые были измерены электродные потенциалы отдельных интерметаллических соединений, входивших в состав алюминиевых сплавов, а также твердых растворов меди и кремния в алюминии, и объяснена роль этих структурных составляющих в развитии коррозии. Было показано, что, несмотря на наличие оксидной пленки, структурные составляющие становятся катодными или анодными в соответствии с их начальными потенциалами в данных условиях.

В 1928 году в структуре ЦАГИ Г. В. Акимов организовал и возглавил первую в СССР коррозионную лабораторию. По инициативе Георгия Владимировича были созданы коррозионные лаборатории на крупнейших авиационных заводах. Совместно с Робертом Бартини он разработал в 1928–1929 годах метод защиты алюминиевых сплавов в конструкции гидросамолетов при помощи цинковых протекторов. Это был первый реализованный метод защиты от электрохимической коррозии – протекторная защита.

В 1928 году Г. В. Акимов выпустил монографию «Металлы и сплавы в химическом аппаратостроении», которая долгое время была единственным руководством в стране по вопросам коррозионного поведения металлических материалов, в 1929 году он опубликовал еще две работы: «Новые методы защиты легких алюминиевых сплавов от коррозии» и «Электрохимическая защита легких алюминиевых сплавов при помощи цинка». А в 1930 году Г. В. Акимов прочитал первый в Советском Союзе курс лекций по коррозии металлов. Он наладил систематическое наблюдение за процессами коррозии всех применявшихся тогда алюминиевых и магниевых сплавов, изучил поведение дуралюмина в контакте с другими металлами, разработал способы защиты алюминиевых сплавов при помощи протекторов и металлизации.

В середине 1930-х годов была опубликована основная концепция теории структурной коррозии Г. В. Акимова, гласящая, что процесс коррозионного разрушения металлов и сплавов в электролитах – это результат деятельности локальных микроэлементов, образующихся на поверхности металла вследствие ее структурной неоднородности; металл, подвергавшийся коррозии, представляет собой сложную систему взаимодействия многих электродов. Эта концепция дополнялась автором в течение следующих десяти лет: он исследовал ряд коррозионных систем, обосновал способы борьбы с межкристаллитной коррозией коррозионностойких сталей, что привело к созданию новой коррозионностойкой стали ЭИ533.

В настоящее время теория структурной коррозии общепризнана, она дает разработчикам возможность предвидеть коррозионное поведение сплавов и создавать стойкие к коррозии материалы.

Работа в ВИАМ. Отдел общего металловедения. Броневая защита для самолетов. КЭИН (ИФХ АН СССР)

В 1932 году Отдел испытания авиационных материалов ЦАГИ с учетом масштаба и важности поставленных задач был преобразован в самостоятельную организацию – Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ)[15], где И. И. Сидорин был назначен заместителем директора и научным руководителем института, а Г. В. Акимов – начальником отдела общего материаловедения.

В состав возглавляемого Георгием Владимировичем отдела вошли семь лабораторий: физики металлов, механическая, металлографическая, рентгеновская, коррозионная, металлургическая и покрытий металлов. Г. В. Акимов одновременно возглавил две лаборатории – металлографическую и физики металлов, которой руководил до конца жизни. Основной ее задачей Г. В. Акимов определил изучение связи свойств металлов с их структурой. Под его руководством был выполнен ряд работ, имевших принципиальное значение, которые не потеряли своей актуальности до настоящего времени (работы по фазовым превращениям нержавеющих и конструкционных сталей, по теории прочности и др.).

В 1934 году Г. В. Акимов создал в ВИАМ группу, перед которой стояла важнейшая в то время задача – создание броневой защиты самолетов. В эту группу после окончания МВТУ им. Н. Э. Баумана пришли работать молодые специалисты С. Т. Кишкин[16] и Н. М. Скляров[17]. Их работы по практическому использованию высокопрочных сталей позволили создать первую в СССР авиационную броню. Для совмещения столь противоречивых качеств, как твердость и пластичность, С. Т. Кишкин и Н. М. Скляров предложили создать гетерогенную систему, в которой твердость лицевого слоя приближается к твердости бронебойного сердечника, а тыльный слой сохраняет пластические свойства. Для реализации данной идеи был использован известный технологический режим – цементация. Разработка гетерогенной брони позволила в два раза уменьшить дистанцию опасных поражений. Значение открытия С. Т. Кишкина и Н. М. Склярова невозможно переоценить: они первыми осознали тупик энергетической теории и предложили принцип «активной брони», предполагающий воздействие на средство поражения. Далее была выполнена задача по созданию бронированного штурмовика, или, иначе говоря, летающего танка, у которого все «жизненно важные» части забронированы. Технический риск был огромен – никто в мире не включал броню в силовую конструкцию самолета, поскольку нельзя было получить броневую деталь, отвечающую аэродинамическому контуру самолета. Благодаря специалистам ВИАМ «летающий танк» – Ил-2 – стал самым мощным авиационным оружием СССР в ходе Великой Отечественной войны.

Виамовская авиационная броня не раз приходила на помощь экипажам советских истребителей. Так, в 1950-х годах в корейском небе новейшему образцу американской техники – F-86 «Сейбр» – противостояли отечественные самолеты МиГ-15, защищенные бронеспинками и бронезаголовниками разработки ВИАМ. Их применение на МиГах спасло жизнь многим летчикам.

Процесс изготовления бронекорпуса самолета Ил-2. Авиационный завод № 18 им. К. Е. Ворошилова в Куйбышеве (Самара), 1942 Фотоархив НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.

В 1939 году Георгий Владимирович был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1940 году ему была присвоена ученая степень доктора технических наук без защиты диссертации.

Его деятельность была связана не только с ВИАМ, но и с Коллоидно-электрохимическим институтом АН СССР (в дальнейшем – Институт физической химии АН СССР, а с 2005 года – Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН). С 1949 по 1953 год Г. В. Акимов был директором этого института.

Все началось в 1929 году с создания Коллоидно-электрохимической лаборатории (ЛАКЭ) Академии наук СССР. Первоначально ее основными направлениями были исследования дисперсных систем, коррозии и электрокристаллизации. В 1934 году Академия наук СССР переехала из Ленинграда в Москву. Вместе со всей академией переехала и ЛАКЭ и сразу же была преобразована в Коллоидно-электрохимический институт АН СССР (КЭИН), в котором Г. В. Акимов организовал лабораторию коррозии металлов и сплавов и руководил ею с 1940 по 1949 год.

Георгий Владимирович тратил много усилий на техническое оснащение лабораторий как в ВИАМ, так и в КЭИН (ИФХ АН СССР), внедряя новейшую экспериментальную технику, но все же превыше всего ставил человеческий ресурс, считая, что «подбор кадров для науки – это страшно тонкое, ответственное и трудное дело»[18]. Поэтому атмосфера в лабораториях, руководимых Г. В. Акимовым, всегда была творческой и доброжелательной. При всей многогранной и напряженной деятельности ученого он всегда с большой ответственностью подходил к решению организационных вопросов, был чутким и отзывчивым по отношению к коллегам и подчиненным. Из воспоминаний Л. Я. Гурвич[19], проработавшей с Георгием Владимировичем в ВИАМ с 1943 по 1953 год: «Это был слаженный коллектив интеллигентных людей, работающих с любовью, понимающих друг друга. Эти дружеские отношения скрепляла общая любовь и уважение к Акимову и та оценка больших и малых явлений, которая образовалась под влиянием Акимова. Это не значило подавления индивидуальностей, напротив, нивелировка, сухое равнение не принималось никем, в том числе Георгием Владимировичем. Уважение к Акимову не превращалось в культ, он этого бы не потерпел. Ему высказывались мнения, противоположные его собственным, допускалась дискуссия по разным поводам, только без вранья. Помню, как я однажды, не без того чтобы набраться храбрости (авторитет Акимова был очень высок и искренне признаваем всеми), сказала ему, конечно, один на один, что он несправедлив по отношению к одному из ведущих сотрудников. Сначала он удивился, потом попросил объяснения, затем принял и скорректировал свое отношение»[20].

Отмечу также, что отличительной чертой возглавляемых Г. В. Акимовым лабораторий была их неразрывная связь с промышленными предприятиями – результаты лабораторных исследований успешно воплощались в новых технологических решениях и инновационных продуктах.

Вклад в победу в Великой Отечественной Войне

С первых дней Великой Отечественной войны под руководством директора ВИАМ, генерал-майора инженерно-авиационной службы А. Т. Туманова[21], была организована масштабная работа института по обеспечению боевой живучести военной техники, включавшая как разработку новых технологий, так и помощь в организации производства самолето- и моторостроительным заводам в тылу.

В начале войны на Горьковском авиационном заводе была забракована (по химическому составу) крупная партия стальных труб, поставленных из Швеции. Завод прекратил изготовление шасси, а это, в свою очередь, грозило полной остановкой производства истребителей. В срочном порядке А. Т. Туманов направил в г. Горький бригаду во главе с наиболее авторитетным ученым, членом-корреспондентом АН СССР Г. В. Акимовым.

В течение нескольких дней Г. В. Акимов, применив прибор собственного изобретения – ТЭДС (термоэлектродвижущие силы), исследовал в цеховых условиях все поставленные трубы. Несмотря на имевшиеся отступления в их химическом составе от значений согласованных технических условий, он под свою личную ответственность дал разрешение пропустить основную часть труб в производство. Задача была выполнена – выпуск самолетов для фронта не прервался, и в дальнейшем никаких нареканий по качеству шасси не было.

Одной из важнейших его работ во время войны стала разработка высокожаростойкого сплава, не содержавшего дефицитных легирующих компонентов, и последующее освоение процесса наплавки им клапанов авиационных двигателей.

Воздушные бои в небе Испании и затем во время Великой Отечественной войны показали необходимость усовершенствования наших боевых самолетов: мощности поршневых двигателей не хватало. Непосредственно перед войной были разработаны более мощные форсированные двигатели, что вызвало ужесточение условий работы их деталей и в первую очередь клапанов, которые начали прогорать. Необходимо было исключить прогорание и обеспечить их ресурс при форсированной работе двигателя.

Единственным материалом, применявшимся для повышения сопротивления клапана действию раскаленных выхлопных газов, во всех странах был кобальт-хромо-вольфрамовый сплав – стеллит, которым наплавляли фаску, а у некоторых более мощных моторов – и сферическую поверхность. Недостаточная эксплуатационная стойкость стеллита препятствовала повышению мощности моторов. Требовалось также, чтобы материал не содержал в своем составе остродефицитного кобальта и других металлов, поставляемых из-за рубежа.

Под непосредственным руководством А. Т. Туманова и Г. В. Акимова были организованы работы по поиску новых жаропрочных материалов для наплавки фасок клапанов. Вскоре Г. В. Акимов и инженер А. А. Киселев разработали мягкий жаростойкий сплав ЭИ334, в основу которого входил нихром, рафинированный кальцием. Последнее обеспечивало хорошую прирабатываемость клапана к седлу, что исключало возникновение зазора, а следовательно, и пригара. К тому же сплав обладал хорошей износостойкостью, стойкостью к газовой коррозии и тем самым обеспечил необходимый ресурс клапанов моторов повышенной мощности. В 1945 году эта работа была удостоена Сталинской премии.

Кроме того, в период Великой Отечественной войны Г. В. Акимов разработал новые ускоренные методы (анодирование, пассивирование и др.) защиты металлов от коррозии. Несмотря на бешеную нагрузку, тогда же, находясь в эвакуации, он читал курс лекций по авиационному металловедению для студентов Казанского авиационного института.

В 1945 году за вклад в победу в Великой Отечественной войне Г. В. Акимов был удостоен ордена Ленина – высшей государственной награды СССР.

Участие в создании атомной бомбы – коррозионное обеспечение технологии производства урана

В 1941–1946 годах Г. В. Акимов руководил группой по металловедению и дефектоскопии отдела трения и износа ИМАШ АН СССР. В 1945 году (совместно с К. С. Акимовой) он завершил составление единой спецификации металлических материалов машиностроения. В 1947 году Георгий Владимирович стал председателем организованной им же Комиссии по борьбе с коррозией металлов при Отделении химических наук АН СССР.

В 1945 году вышла в свет монография Г. В. Акимова «Теория и методы исследования коррозии металлов» (за которую автор в 1946 году был удостоен Сталинской премии), а в 1946 году – книга «Основы учения о коррозии и защите металлов». В них автор изложил теорию коррозии металлов с электрохимической точки зрения и представил методы исследований коррозионного поведения металлов и сплавов. «Книга никогда не была бы создана, если бы не было многолетней исследовательской работы в лаборатории физики металлов ВИАМ», – отмечал сам ученый. Эти научные труды стали основополагающими в области исследований коррозионного поведения металлов и сплавов и изданы во многих странах.

В начале 1950-х годов Г. В. Акимов занимался изучением коррозии металлов и сплавов в окислительных средах. Работы Г. В. Акимова и его учеников установили основные закономерности протекания коррозионных процессов в этих условиях.

За выдающиеся работы по изучению электрохимии защитных оксидных пленок на металлах в 1952 году Георгий Владимирович был удостоен премии Д. И. Менделеева АН СССР.

Изучение пассивности металлов и коррозии в окислительных средах привело к открытию явления перепассивации металлов – активного их растворения при высоких потенциалах, превышающих область потенциалов пассивного состояния. Исследования механизма действия неорганических ингибиторов коррозии, проведенные Г. В. Акимовым в 1946–1951 годах, получили широкое развитие в последующие годы.

После Великой Отечественной войны появилась новая задача государственного масштаба – создание атомной бомбы. Встал вопрос о коррозионном обеспечении технологии производства урана. Естественно, что Георгий Владимирович, как ведущий специалист СССР по вопросам коррозии, был привлечен к решению этой проблемы. Совместно с Р. С. Амбарцумяном[22] он возглавил комиссию по вопросам защиты от коррозии при создании первого промышленного уран-графитового реактора. За изучение коррозии металлов реактора и разработку защитного покрытия урановых блоков в 1949 году Г. В. Акимов был награжден орденом Трудового Красного Знамени и удостоен звания лауреата Сталинской премии второй степени.

В 1949–1953 годах Г. В. Акимов был членом бюро Отделения химических наук АН СССР и членом редакционной коллегии «Журнала физической химии» АН СССР.

Создание первых в СССР станций для климатических испытаний материалов и конструкций

Учитывая весь опыт эксплуатации авиационной техники, показавший, что наиболее существенное влияние на ее техническое состояние оказывают процессы коррозии и старения материалов под воздействием нагрузок и факторов окружающей среды – влажности, температуры и солнечной радиации, Г. В. Акимов инициировал создание сети коррозионных станций Советского Союза и принимал самое активное участие в ее организации. В 1945 году он писал: «Огромная советская страна обладает большим разнообразием климатических условий, и различное применение металлов и разнообразный выбор методов защиты в большой степени будут зависеть от результатов широко поставленных испытаний в различных атмосферных условиях»[23]. В 1947 году для исследования атмосферной коррозии в наиболее представительных климатических зонах СССР были построены климатические станции ИФХ АН СССР (Звенигородская, Московская, Южная, Северная) и станция ВИАМ в г. Батуми – с самым теплым влажным субтропическим климатом на всем черноморском побережье.

Работа на станциях позволила добиться прорывных результатов в исследовании механизмов коррозии и старения авиационных материалов, поскольку экспонирование образцов на натурной экспозиции дает возможность учесть все факторы воздействия природной среды. В свою очередь, разработчик, основываясь на результатах климатических испытаний, корректирует выбор материалов, режимов термообработки, защитных покрытий и проводит конструктивные доработки в необходимом объеме.

К сожалению, после распада СССР не все климатические станции удалось сохранить и работы по климатическим испытаниям находились в кризисном состоянии. Для возобновления полномасштабных исследований ВИАМ начал создание собственной сети климатических станций. В 2009 году на побережье Черного моря в г. Геленджике был открыт уникальный по технической оснащенности и географическому расположению Центр климатических испытаний ВИАМ, строительство которого продолжалось около восьми лет. И вполне закономерно, что новому климатическому центру было присвоено имя Георгия Владимировича Акимова.

Станция климатических испытаний в Батуми. 1970-е годы. Фотоархив НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.

Геленджикский центр климатических испытаний им. Г. В. Акимова. Геленджик, 2010-е годы. Фотоархив НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.

В настоящее время исследования и эксперименты, связанные с защитой сложных технических систем и сооружений от коррозии и различных форм повреждения, становятся все более актуальными и востребованными. С началом широкого применения полимерных композиционных материалов помимо коррозии предметом изучения стали процессы, связанные со старением и деградацией полимеров, а также проблема биоповреждений.

Результаты ускоренных испытаний необходимо подтверждать натурными испытаниями в различных климатических зонах. Поэтому специалисты ВИАМ проводят масштабные испытания и изучают специфику климатического воздействия на материалы в условиях умеренного (ГЦКИ), умеренно-холодного (МЦКИ), очень жаркого сухого (Узбекистан), влажного тропического (Куба), высокогорного сухого тропического (Иран) и очень холодного климата (Якутия). Результаты их исследований подтверждают актуальность систематических испытаний в типовых климатических зонах земного шара.

Педагогическая деятельность

По сути, четкую границу между наукой и образованием провести невозможно, это понятия неразрывные. Большинство ученых параллельно с работой в НИИ читают лекции в вузах, а преподаватели, в свою очередь, занимаются исследовательской деятельностью. Георгий Владимирович Акимов не был исключением, и научно-исследовательскую, инженерную и организационную работу сочетал с преподаванием. Он организовал первую в Советском Союзе кафедру коррозии металлов в Московском институте цветных металлов и в 1931 году прочитал там первый курс лекций по этой дисциплине, создал отечественную школу коррозионистов и металловедов и много сил отдал воспитанию целого поколения высококвалифицированных специалистов и ученых, которые продолжили его дело. Он также организовывал и проводил всесоюзные совещания и конференции по коррозии и защите металлов, вызывавшие неизменный интерес специалистов научных организаций, конструкторских бюро, промышленных предприятий, а также студентов и аспирантов.

В своих заметках Г. В. Акимов писал: «Я думаю, что теперешние наши вузы нуждаются в серьезном изменении, вернее, в некотором смысле, в возвращении к старому, испытанному нашей русской практикой, – усилению лабораторных основ, безусловной самостоятельности в исполнении работ, выборе учебников, книг, свободе в посещении лекций. Вместе с тем требования на экзаменах в отношении качества работ должны быть сильно повышены»[24]

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Каблов Евгений Николаевич – известный ученый в области материаловедения, один из основателей научной школы современного материаловедения. После окончания с отличием в 1974 году Московского авиационно-технологического института им. К. Э. Циолковского (ныне МАИ) по распределению начал работать во Всесоюзном (ныне Всероссийском) научно-исследовательском институте авиационных материалов (в наст. время – НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ), где прошел путь от инженера до Генерального директора института (1996–2022). Особенностью его научно-технической и организаторской деятельности является реализация полного инновационного цикла от фундаментальных и прикладных исследований до создания высокотехнологичных наукоемких производств по выпуску материалов, полуфабрикатов и высокотехнологичного оборудования для серийного производства конкурентоспособной авиационной, космической и других видов техники. Его научная и научно-организаторская деятельность отмечена орденами и медалями РФ и зарубежных государств. Является лауреатом Государственной премии СССР в области моторостроения (1987), Государственной премии РФ в области науки и техники (1999), премии Правительства РФ за разработку и создание новой техники (2002), премии Правительства РФ в области науки и техники (2010, 2023), Государственной премии РФ в области науки и технологий (2014), награжден орденом Почета (1998), орденом «За заслуги перед Отечеством» IV, III и II степени (2002, 2008, 2024), орденом Александра Невского (2018), Почетными грамотами Президента Российской Федерации (2012, 2024).

2

Демонис И. М., Каримов С. А., Петрова А. П. Акимов Георгий Владимирович: 110 лет со дня рождения выдающегося ученого и организатора науки. М.: ВИАМ, 2011. С. 7.