16
НОЯ
2015

Лаборатория Ц-1 «Космические аппараты и ракеты — носители»

Общее научное и методическое руководство работой лаборатории осуществляет кафедра СМ-1 «Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Заведующим кафедрой является доктор технических наук, член-корреспондент РАН, профессор В.А. Лопота. Заместитель заведующего кафедрой – доктор технических наук, профессор В.Н. Зимин. Работы в этом подразделении начаты в 1965 году. В настоящее время в состав лаборатории «Космические аппараты и ракеты-носители» как основное учебное подразделение входит демонстрационный зал ракетно-космической техники. Демонстрационный зал был создан под руководством заведующего кафедрой члена-корреспондента АН СССР В.И. Феодосьева и при активном участии профессора Г.Б. Синярева и доцента Б.К. Ковалева. Зал создавался как лабораторный комплекс для обеспечения учебного процесса по курсам «Введение в спецтехнику», «Проектирование изделий», «Двигатели летательных аппаратов» и др., читаемых на кафедрах факультета «Машиностроение» («Специальное машиностроение»). Руководство работой демонстрационного зала осуществляет заведующий лабораторией Г.Г. Кулиш, научный руководитель – доцент кафедры СМ-1 Б.К. Ковалев. Методическое руководство от кафедры СМ-1 осуществляет доцент, кандидат технических наук Г.Н. Товарных.
Демонстрационный зал занимает площадь около 990 кв.м. В нем представлены образцы отечественной ракетно-космической техники большинства советских и российских конструкторских бюро и предприятий. Его роль выходит далеко за рамки учебных планов профилирующей кафедры СМ-1. На его базе проводятся лабораторные занятия со студентами тринадцати кафедр университета. Демонстрационный зал со своими изделиями служит увеличению компетентности студентов. Здесь они познают основы ракетной техники, конструкции ракет, повышая тем самым свои знания по выбранной специальности. Главными объектами изучения являются двухступенчатая жидкостная баллистическая ракета с параллельным делением ступеней Р-7, созданная в 1957 году в ОКБ-1 С.П. Королева и пилотируемый корабль «Союз». Занятия со студентами обеспечены учебными пособиями. Общий годовой объем занятий со студентами составляет более 1000 часов. Учебный процесс в демонстрационном зале со студентами ведут преподаватели: доценты кафедры СМ-1 Г.Н. Товарных, С.В. Цветков, К.П. Баслык, Ерёмичев А.Н., старшие преподаватели кафедры СМ-1 Н.Н. Генералов, Г.Г. Кулиш, В.Е. Мешковский.

Активно ведётся учебный процесс со студентами кафедры СМ-1 и других кафедр университета (СМ-12 «Технологии ракетно-космического машиностроения» и СМ-13 «Ракетно-космические композитные конструкции») и по направлению композитных материалов  . Сотрудники лаборатории ведут преддипломную и эксплуатационную практики, дипломное проектирование, лабораторные работы. К.т.н.,  доцент Таирова Л.П. читает курс лекций «Испытания композиционных материалов и конструкций», основанный на опыте экспериментальных исследований, проводимых в лаборатории.

Работники и преподаватели демонстрационного зала, в распоряжении которых уникальное собрание образцов космической техники отечественного производства, работают и со школьниками в форме проведения экскурсий и научных конференций. Примерами такой работы служат организация и проведение совместно с Молодёжным космическим центром МГТУ им. Н.Э. Баумана (руководитель – доктор технических наук, профессор кафедры СМ-1 В.И. Майорова) Всероссийской олимпиады школьников «Шаг в будущее» по направлению «Космонавтика и ракетная техника»; ежегодная работа со школьниками Московского лицея №1581 во время проведения на базе Дмитровского филиала летнего лагеря для одарённых детей по Московской научно-образовательной программе «Эксперимент в космосе»; проведение экскурсий для учащихся школ Москвы,  Дмитрова, других городов  Московской области.

На базе лаборатории реализуются несколько научных направлений.
Направление «Испытание натурных конструкций и их моделей» получила наиболее интенсивное развитие в 1969 году после создания «Отраслевой лаборатории динамики и прочности» (научный руководитель д.т.н, профессор Л.И. Балабух, заведующий лабораторией Ю.К. Щербаков). В лаборатории велись работы по договорам с ведущими предприятиями страны (НПО «Энергия», НИИПГМ, ЦНИИМАШ, ЦНИИСМ, ЦНИИ им. Академика А.Н. Крылова и др.). Там же были разработаны оригинальные методы динамических и статических испытаний натурных конструкций в лабораторных условиях, созданы уникальные стенды для имитации сложных стационарных и динамических нагрузок, которые возникают в реальных условиях работы изделий, а также системы измерений нагрузок, деформаций и частотных характеристик. Испытательные стенды защищены авторскими свидетельствами, некоторые стенды внедрены в промышленность. Разработка стендового оборудования, испытания и отработка надежной работы натурных изделий осуществлялись под руководством доктора технических наук, профессора В.А. Северова и кандидата технических наук, доцента В.П. Печникова. Эта работа стала важной частью комплекса теоретических исследований, проведенных научным коллективом кафедры СМ-1, позволила обеспечить своевременную государственную приемку изделий. Авторы работ были отмечены правительственными наградами.

Развитие направления «Теплопрочностные испытания элементов конструкции летательных аппаратов» в условиях высокоинтенсивного нагрева связано с именами докторов технических наук, профессоров Г.Б. Синярева и В.Н. Елисеева. В лаборатории были созданы уникальные теплофизические стенды и экспериментальные установки на основе оригинальных источников высокоинтенсивного излучения. Это позволило с высокой точностью имитировать широкий диапазон реальных тепловых нагрузок, действующих на высоконапряженные элементы ракетных двигателей и конструкций летательных аппаратов, исследовать разрушения этих элементов и получать достоверные данные о теплонапряженном состоянии конструкций. Там же были разработаны уникальные средства измерения температур, тепловых потоков и других физических параметров. На стендах и установках проведены, например, развернутые исследования графитовых элементов жидкостных ракетных двигателей; элементов теплозащиты системы «Энергия – Буран», физико-механических свойств жаропрочных и других материалов и т.д. В настоящее время работами руководит ученик В.Н. Елисеева В.А. Товстоног.

Работы по направлению «Исследование крупногабаритных саморазворачиваемых космических конструкций и их элементов» (научный руководитель д.т.н., профессор В.И. Усюкин) начаты в 1980 году. В силу больших размеров и низкой жесткости конструкций отработка их режима раскрытия и определение динамических характеристик в наземных условиях часто затруднены.  Исследования, проведенные в специально создаваемых условиях невесомости, а затем в условиях космического полета, позволили определить эффективный класс разворачиваемых антенных конструкций.  В космической технике наибольшее применение получили стержневые антенны КРТ-5 и КРТ-10, разработанные совместно с Опытно-конструкторским бюро Московского энергетического института. Их жесткость и динамические характеристики были исследованы в зале статико-динамических испытаний. Большое участие в организации и проведении уникальных испытаний принимал Ю.К. Щербаков. Эти антенны успешно работали на модуле «Природа» орбитальной космической станции «Мир», спутниках серии «Космос» и др. В 1988 году комплексу работ по стержневым антеннам (руководитель В.Н. Зимин) Государственным комитетом СССР по народному образованию и ЦК профсоюза работников просвещения, высшей школы и научных учреждений присуждена премия первой степени «За лучшую научную работу в области систем связи». Дальнейшие исследования связаны с разработкой новых антенных систем. В настоящее время работы ведутся под руководством В.Н. Зимина.

В начале 1980-х годов сформировалось новое научное направление «Исследование свойств композиционных материалов и конструкций из них». Научным руководителем работ стал д.т.н., профессор Н.А. Алфутов. Значительное развитие это направление получило благодаря д.т.н., профессору П.А. Зиновьеву, под руководством которого в МГТУ создана «Лаборатория композитов».
Сотрудниками лаборатории проводятся обширные теоретические и экспериментальные исследования свойств композиционных материалов и конструкций из них по заказам ведущих предприятий авиационной и космической отраслей. Под руководством П.А. Зиновьева созданы уникальные экспериментальные установки, позволяющие проводить исследования механических, в том числе демпфирующих свойств композитов, прочности и жесткости при сложном напряженном состоянии, при воздействии климатических факторов, нестационарных тепловых потоков и т.д. Одной из таких разработок является оригинальная установка высокого давления (до 600 МПа) для исследования прочностных и деформативных свойств композитов при трехосном напряженном состоянии. Результаты выполненных исследований широко используются при разработке образцов современной техники. Они позволили, например, значительно улучшить характеристики головных обтекателей ракет-носителей и снизить акустические нагрузки на выводимые на орбиту аппараты.
Серьезным достижением лаборатории является разработка конструкций и технологий изготовления баллонов из композитов, удовлетворяющих высоким эксплуатационным требованиям, в частности высокоэффективных шар-баллонов для космических аппаратов. Под руководством П.А. Зиновьева в лаборатории созданы производственные участки для изготовления опытных партий баллонов давления из композитных материалов. В настоящее время лаборатория продолжает активно развивать это направление в Дмитровском филиале под руководством д.т.н., профессора А.А. Смердова.

В последнее время по государственной программе «Научно-исследовательские университеты России» научно-исследовательское подразделение оснащено новым научным оборудованием ведущих отечественных и зарубежных фирм. Это испытательные машины, виброустановки, станок для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки, тензометрическое оборудование.