СМ-13

Кафедра сегодня

С 2008 года по настоящее время кафедру возглавляет Резник Сергей Васильевич, д. т. н., профессор, Почетный работник высшего профессионального образования РФ.

Одна из особенностей КМ заключается в том, что их нельзя рассматривать отдельно от конструкции и технологии производства. На современном этапе развития ракетно-космической техники выделяются несколько направлений, в которых применение КМ будет играть ключевую роль: развертываемые космические конструкции (антенны, энергетические установки, сооружения большого объема), головные обтекатели ракет, многоразовые космические аппараты, гиперзвуковые летательные аппараты с прямоточными воздушно-реактивными двигателями.

Новым словом в создании силовых космических конструкций стали сетчатые оболочки из КМ (рис. 3-6). Теория и технология производства таких конструкций развиваются в ЦНИИСМ под руководством чл.-корр. РАН В. В. Васильева, его коллег А. Ф. Разина, В. А. Бунакова и др.

 Рис. 3 Композитный сетчатый отсек ракеты-носителя «Протон-М»

 Рис. 4 Композитный сетчатый адаптер полезной нагрузки

 Рис. 5 Композитная сетчатая несущая конструкция корпуса космического аппарата серии «Экспресс»

Рис. 6 Композитные сетчатые спицы развертываемой космической антенны

Объектами научных исследований профессоров А. М. Думанского, Г. В. Малышевой, П. В. Просунцова, С. В. Резника, М. Ю. Русина, Б. И. Семенова, О. В. Татарникова, В. П. Тимошенко являются узлы, агрегаты и отсеки искусственных спутников Земли, напланетных и орбитальных станций, космических антенн, многоразовых космических аппаратов туристического класса, разнообразных ракет, двигателей. Характерная особенность этих исследований — сочетание вычислительного и физического эксперимента (рис. 7-9).

Рис. 7 Сверхлегкие рефлекторы бортовых зеркальных космических антенн из углепластика

 Рис. 8 Результаты математического моделирования температурного состояния рефлектора бортовой зеркальной космической антенны

Рис. 9 Студенческий проект многоразового космического аппарата «Сивка» (проект был инициирован первым ученым-космонавтом, профессором К. П. Феоктистовым и разрабатывался студентами кафедр СМ-1 и СМ-13)

В рамках НИР с ПАО «РКК «Энергия» им. С. П. Королева» с помощью программ конечно-элементного анализа пакета «CAR» были изучены температурные поля, напряжения и деформации в тонкостенных элементах композитной конструкции рефлектора антенны диаметром 14 м перспективного геостационарного спутника связи. Полученные результаты хорошо совпали с результатами независимых расчетов, проведенных итальянскими специалистами из фирмы Alenia Spazio, по вычислительным программам Европейского космического агентства ESATAN и EASARAD, а также с данными, полученными при тепловых испытаниях в Европейском центре космических исследований и технологий в г. Нордвейк, Нидерланды.

Среди успешно выполненных проектов — участие в проектировании и отладке испытательных стендов и установок в АО «ОНПП «Технология им. А. Г. Ромашина». По техническим заданиям ОАО «Композит» выполнен ряд НИР и ОКР по освоению технологий производства и комплексному исследованию характеристик углерод-керамических материалов. С 2011 г. несколько крупных проектов выполнены в содружестве НОЦ «Новые материалы, композиты и нанотехнологии» общим объемом около 300 млн. руб.

За 15 лет под научным руководством профессоров кафедры защищены 25 кандидатских и 3 докторских диссертации. Преподаватели, аспиранты и студенты кафедры были участниками НИР по 5 грантам РФФИ.

Ежегодно студенты кафедры представляют 12-15 докладов на конференции СНТО им. Н. Е. Жуковского.

Выпускники кафедры получают знания, умения и навыки, необходимые современному инженеру для проведения научных исследований и производства новой техники. Теоретический фундамент учебного процесса составляют дисциплины математического и естественно-научного цикла — высшая математика, химия, физика, теоретическая механика, термодинамика и теплопередача. Среди специальных дисциплин — «Основы физической химии композитов», «Строительная механика композитных конструкций», «Механика композитных сред», «Оптимизация композитных конструкций и технологий», «Основы ракетно-космической техники». Учебным планом предусмотрено изучение методов компьютерного проектирования, производства и испытания композитных конструкций с различным сочетанием наполнителей и матриц. В последние годы в учебный план включены новые дисциплины: «Наноинженерия космических аппаратов», «Методы формирования инновационной среды», «Техническая подготовка космических экспедиций», «Техника многоразовых космических аппаратов», которых нет ни в одном вузе России.

В демонстрационном зале собраны уникальные образцы материалов и натурных конструкций (элемент кромки крыла корабля «Буран», носовой обтекатель КА «Бор», сетчатые адаптеры ракеты-носителя «Протон», трубопроводы для подачи компонентов ракетных топлив, баллоны для сжатого газа, головные обтекатели ракет С-300, Х-35, сопловые блоки, ремонтные клеевые комплекты и др.). На кафедре создан Центр информационных технологий проектирования, оснащенный современной вычислительной техникой.

На кафедре обучаются студенты из Беларуси, Болгарии, Вьетнама, Индии, Италии, Казахстана, Китая, Кореи, Мьянмы, Словакии, Франции, аспиранты из Беларуси, Вьетнама, Казахстана, Китая, Мьянмы. Установлены связи с рядом зарубежных вузов: Люблянским университетом (Словения), Университетом Глиндора (Рексэм, Великобритания), Эколь Политехник, (Леон, Франция), Пекинским технологическим институтом (университетом), Харбинским политехничес¬ким университетом (Китай), Национальным аэрокосмическим университетом им. Н. Е. Жуковского (ХАИ), Харьков, Украина и др. Плодотворные партнерские отношения поддерживаются с Институтом тепломассобмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск.

Сотрудники кафедры — организаторы международных научных конференций и симпозиумов: «Материалы и покрытия в экстремальных условиях» (совместно с ИПМ им. И. Н. Францевича НАН Украины, п. Кацивели, Крым, 6 конференций в 2002–2012 гг. г.), «Перспективные композиционные материалы и технологии аэрокосмического назначения» (г. Рексэм, Уэльс, Великобритания, ежегодно в 2011–2015 гг. г.), «Передовые технические системы и технологии» (г. Севастополь, ежегодно с 2005 г.), «Ракетно-космическая техника: фундаментальные и прикладные проблемы» (г. Москва, 5 конференций в 1998–2018 гг. г.).

В рамках международного проекта INTAS 00-0652 в 2000–2005 гг. проведены совместные исследования со специалистами Беларуси, Германии, Испании и Франции в области теплозащитных материалов для перспективных многоразовых космических аппаратов, результаты которых имеют мировой уровень.