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


Работы по созданию лаборатории были начаты в 1965 году (ранее «Лаборатория материальной части и эксплуатации комплексов и Лаборатория динамики и теплопрочности»). Основной целью являлось обеспечение учебного процесса и НИОКР по направлению проектирования, динамики и прочности космических аппаратов реальными образцами изделий, оборудованием и научно-экспериментальными установками — такими, которые по техническим причинам невозможно разместить в Москве.

  • В. Н. Зимин
    В. Н. Зимин

Общее научное и методическое руководство работами осуществляет кафедра СМ-1 «Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ им. Н. Э. Баумана (ранее М-1). Заведующий кафедрой — доктор технических наук, профессор В. Н. Зимин.

В структуре филиала направление представлено учебным (учебная лаборатория Ц-1) и научным (научно-исследовательский сектор СМ1.1 Ф) подразделениями. Научно-исследовательский сектор входит в состав НИИ СМ.

  • В. И. Феодосьев
    В. И. Феодосьев
  • Л. И. Балабух
    Л. И. Балабух

В образовании и становлении научного подразделения лаборатории огромная заслуга принадлежит члену-корреспонденту Академии наук СССР, лауреату Ленинской премии и Государственной премий СССР, Герою Социалистического Труда, доктору технических наук, профессору В. И. Феодосьеву, заведовавшему кафедрой в 1950–1989 годах.

Созданием этого подразделения была решена задача непосредственного участия кафедры в разработке новых современных образцов ракетно-космической и авиационной техники, проведения промышленных испытаний конструкций летательных аппаратов. Научным руководителем подразделения стал доктор технических наук, профессор Л. И. Балабух — выдающийся ученый, заместитель Главного конструктора экспериментального машиностроительного завода (ОКБ-23), возглавлявшегося В. М. Мясищевым, а затем работавший в ОКБ-52 В. М. Челомея.

В состав научного подразделения вошли несколько лабораторий:
— испытаний натурных конструкций и их моделей,
— теплопрочностных испытаний элементов конструкции летательных аппаратов в условиях высокоинтенсивного нагрева,
— исследований крупногабаритных саморазворачиваемых космических конструкций и их элементов,
— изготовление и исследование изделий из композитов.

Лабораториями руководили ведущие ученые кафедры СМ-1. Эти подразделения оснащены самой современной испытательной техникой и аппаратурой. Испытания натурных изделий проводились в зале статико-динамических испытаний по заказам промышленных предприятий. На базе этого зала испытаний был создан уникальный комплекс лабораторных работ для студентов и организован учебный процесс.

За прошедшие годы сотрудниками научного подразделения опубликовано более 400 научных работ в ведущих отечественных и зарубежных изданиях, получено более 150 авторских свидетельств и патентов на изобретения, защищено более 15 докторских и кандидатских диссертаций.

Лаборатория испытаний натурных конструкций и их моделей начала интенсивно развиваться в 1969 году после создания Отраслевой лаборатории динамики и прочности (научный руководитель Л. И. Балабух, заведующий лабораторией Ю. К. Щербаков). В лаборатории велись работы по договорам с ведущими предприятиями страны (РКК «Энергия», НИИПГМ, ЦНИИМАШ, ЦНИИСМ, ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова и др.). Были созданы оригинальные методы динамических и статических испытаний натурных конструкций в лабораторных условиях, уникальные стенды для имитации сложных стационарных и динамических нагрузок, возникающие 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 лаборатории теплопрочностных испытаний элементов конструкции летательных аппаратов в условиях высокоинтенсивного нагрева связано с именами доктора технических наук, профессора Г. Б. Синярева и доктора технических наук, профессора В. Н. Елисеева. В лаборатории были созданы уникальные теплофизические стенды и экспериментальные установки на основе оригинальных источников высокоэффективного излучения. Это позволило с высокой точностью имитировать широкий диапазон реальных тепловых нагрузок, действующих на теплонапряженные 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, которые раскаляли до красна в течение нескольких секунд; элементов теплозащиты системы «Энергия – Буран», физико-механических свойств жаропрочных и других материалов и т. д.

Лаборатория исследований крупногабаритных саморазворачиваемых космических конструкций и их элементов (научный руководитель доктор технических наук, профессор В. И. Усюкин) создана в 1980 году. Особенности таких конструкций, в основном антенных, заключаются в том, что они раскрываются и функционируют в невесомости, т. е. в условиях космического пространства. Вследствие больших размеров и низкой жесткости конструкций отработка их режима раскрытия и определение динамических характеристик в наземных условиях часто затруднены. Для обеспечения их надежного функционирования возникла необходимость в специальных методах механических испытаний и анализа их работы. Исследования, проведенные в специально создаваемых условиях невесомости, а затем в условиях космического полета, позволили определить эффективный класс разворачиваемых антенных конструкций.

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. 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.

  • Антенна космического радиотелескопа в зале испытаний
    Антенна космического радиотелескопа в зале испытаний

В начале 1980-х годов сформировалось новое научное направление «Исследование свойств композиционных материалов и конструкций из них». Научным руководителем работ стал доктор технических наук, профессор Н. А. Алфутов. Значительное развитие это направление получило благодаря доктору технических наук, профессору кафедры СМ-1 П. А. Зиновьеву, под руководством которого создана лаборатория композитов. В настоящее время лаборатория, реализовавшая крупные разработки в области изучения и применения композиционных материалов, продолжает активно развивать это направление в Дмитровском филиале. До 2020 года этим направлением исследований руководил доктор технических наук, профессор А. А. Смердов. По заказам ведущих предприятий авиационной и космической отраслей сотрудниками лаборатории проводятся теоретические и экспериментальные исследования свойств композиционных материалов и конструкций из них. 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 деформационных свойств композиционных материалов при трехосном напряженном состоянии. Результаты выполненных исследований широко используются при разработке образцов современной техники, что позволило, например, значительно улучшить характеристики головных обтекателей ракет-носителей и снизить акустические нагрузки на выводимые аппараты.

Важнейшее достижение сотрудников лаборатории — разработка конструкций и технологий изготовления баллонов из композиционных материалов, удовлетворяющих высоким эксплуатационным требованиям, в частности высокоэффективных сферических баллонов для космических аппаратов. Под руководством П. А. Зиновьева в 1995–2005 годах в лаборатории были открыты производственные участки для изготовления опытных партий баллонов давления из композитных материалов, которые успешно используются в настоящее время.

  • С. В. Цветков, Г. Г. Кулиш и руководитель лаборатории композиционных материалов П. А. Зиновьев (слева направо) у станка для намотки сферических баллонов из композитных материалов
    С. В. Цветков, Г. Г. Кулиш и руководитель лаборатории композиционных материалов П. А. Зиновьев (слева направо) у станка для намотки сферических баллонов из композитных материалов
  • Композитная диэлектрическая вставка для газопровода, подготовленная для испытания на прочность при совместном действии внутреннего давления и изгибающего момента
    Композитная диэлектрическая вставка для газопровода, подготовленная для испытания на прочность при совместном действии внутреннего давления и изгибающего момента
  • Установка высокого давления для исследования механических свойств композиционных материалов
    Установка высокого давления для исследования механических свойств композиционных материалов

Инженеры и научные сотрудники лаборатории композиционных материалов Л. П. Таирова, Г. Г. Кулиш, С. В. Цветков, В. А. Селезенев, С. В. Соколов и А. Н. Барышев продолжают развитие научных направлений, связанных с применением композиционных материалов в ракетно-космической и гражданской технике. Экспериментальные исследования органично дополняются аналитическими расчетами с участием доктора технических наук, профессора Б. С. Сарбаева и кандидата технических наук А. Н. Барышева.

В лаборатории композиционных материалов обучаются студенты кафедры СМ-1, СМ-12 «Технологии ракетно-космического машиностроения» и СМ-13 «Ракетно-космические композитные конструкции». Сотрудники лаборатории ведут преддипломную и эксплуатационную практики, дипломное проектирование, лабораторные работы, стараются приобщить студентов к научным исследованиям.

  • Студенты на практических занятиях в лаборатории композиционных материалов
    Студенты на практических занятиях в лаборатории композиционных материалов

В состав учебного подразделения лаборатории Ц-1 «Космические аппараты и ракеты-носители» входит демонстрационный зал ракетно-космической техники (РКТ), созданный в 1965–1968 годах при активном участии заведующего кафедрой СМ-1 В. И. Феодосьева, а также Г. Б. Синярева и Б. К. Ковалева.

  • С. П. Королев
    С. П. Королев
  • Б. К. Ковалев
    Б. К. Ковалев

Первоначально зал представлял собой лабораторный комплекс для обеспечения учебного процесса по курсам «Введение в специальную технику», «Проектирование изделий», «Двигатели летательных аппаратов» и др., читаемых на кафедрах факультета «Специальное машиностроение». Впоследствии в демонстрационном зале были организованы занятия со студентами и других факультетов. В настоящее время, кроме лабораторных работ, в зале проводят курсовое и дипломное проектирование, эксплуатационную и дипломную практики.

В настоящее время демонстрационный зал РКТ возглавляет Г. Г. Кулиш. Методическое руководство осуществляется доцентом кафедры СМ-1, кандидатом технических наук Г. Н. Товарных.

  • Г. Г. Кулиш
    Г. Г. Кулиш
  • Г. Н. Товарных
    Г. Н. Товарных

Инженерная смекалка и золотые руки сотрудников демонстрационного зала позволили разместить и задействовать в качестве учебных пособий образцы отечественной ракетно-космической техники, использовавшейся на различных этапах освоения космического пространства и применяемых в настоящее время. Так, в зале, в частности, представлены: двухступенчатая ракета-носитель с параллельным делением ступеней Р-7 (1957) и пилотируемый корабль «Союз ТМ» (1987). В зале также расположен учебный класс, оборудованный компьютерами и современной проекционной техникой, имеется большое количество учебных плакатов с образцами отечественной и зарубежной РКТ.

  • Ракета <nobr>Р-7</nobr>
    Ракета Р-7
  • Пилотируемый космический корабль «Союз»
    Пилотируемый космический корабль «Союз»
  • Г. Г. Кулиш со студентами на практических занятиях у космических аппаратов (2009)
    Г. Г. Кулиш со студентами на практических занятиях у космических аппаратов (2009)
  • Студенты на занятиях в демонстрационном зале
    Студенты на занятиях в демонстрационном зале
  • Учебный класс демонстрационного зала РКТ
    Учебный класс демонстрационного зала РКТ

Общий годовой объем занятий со студентами составляет более 1000 учебных часов. Работу со студентами проводят доценты кафедры СМ-1 Г. Н. Товарных, С. В. Цветков, В. Е. Мешковский, А. Н. Еремичев, старшие преподаватели кафедры СМ-1 Н. Н. Генералов, Г. Г. Кулиш, ассистент А. Н. Барышев.

Раздел в разработке

Контакты

Адрес: 141801, Московская область, Дмитровский городской округ, п. Орево

Тел: (495) 993-95-51

Факс: (496) 226-97-99

E-mail:

Подробнее...


© ДФ МГТУ им. Н. Э. Баумана 2021