Кафедра космических летательных аппаратов

Базовая организация: ФГУП «ЦНИИМаш» (Центральный научно-исследовательский институт машиностроения), относится к государственной корпорации «Роскосмос».

Заведующий кафедрой — генеральный директор ФГУП «ЦНИИМаш», кандидат технических наук, Коблов Сергей Владимирович.

На базовой кафедре существует три специализации: «Прочность», «Газодинамика» и «Системный инжиниринг космических систем».

Чем именно занимается кафедра? Какие направления исследований?

Центральный Научно-Исследовательский Институт Машиностроения – головное научное подразделение госкорпорации «Роскосмос».
Именно ЦНИИМаш дает окончательное разрешение на запуск объекта в космос, потому что именно здесь проводятся все расчеты и эксперименты, необходимые для уверенности в том, что объект будет в состоянии выполнять свою задачу.

Здесь же расположен Центр управления полетом, который координирует запуск и полеты и осуществляет управление объектами на орбите.
Сегодня на Кафедре космических летательных аппаратов, расположенной в ЦНИИМаш, реализуются 3 направления обучения: «Газовая динамика и теплообмен», «Прочность», «Системный инжиниринг».

Можно сказать, что задача ЦНИИМаш – удостовериться в том, что поведение объекта на каждом этапе будет соответствовать заложенному смыслу.
Центр прочности должен убедиться, что ракета не разрушится при транспортировке, не рухнет при старте, не лопнет при разделении ступеней или от скоростного напора, не треснет в процессе эксплуатации из-за колебаний, вызванных работой внутреннего оборудования или стыковками. И при этом она должна быть легкая.

Центр газовой динамики моделирует движение ракеты-носителя в атмосфере планеты, ее обтекание, нагрев. Уравнения газовой динамики нелинейные, сложные, поэтому именно газовая динамика стала толчком для развития многих направлений численных методов. Помимо аэродинамических сил, огромную роль играют температурные эффекты: во время прохождения слоев атмосферы температура головного обтекателя ракеты нагревается до нескольких тысяч градусов, поэтому он и устанавливается, то есть газ вокруг представляет собой плазму. И в этом режиме оборудование, которое несет ракета, не должно пострадать. И, конечно, тепловые эффекты играют роль на орбите, ведь там нет кондуктивного и конвективного теплообмена, а есть только лучистый теплообмен, которого должно хватить на охлаждение КА. Этими вопросами ведает Центр газовой динамики и теплообмена.

Преподавательский состав кафедры — это ведущие мировые специалисты в своих отраслях, многие из которых своими руками реализовывали Советскую космическую программу. Но так же на ЦНИИМаш есть уникальные установки, позволяющие повторить условия на орбите, обдуть модель КА потоком газа с любым числом Маха, нагрузить ракету-носитель или, в прямом смысле, потрясти ее стоя или лёжа, а так же провести другие необходимые исследования.

Космос — это не наука ради науки. Сегодня в космос запускается огромное количество различного оборудования по реализации различных типов связи, изучению планеты, снятия ее текущих «характеристик», например, метеорологических, и для многих других целей.

Какие предметы изучают студенты?

В бакалавриате и дальнейшей магистратуре студенты изучают основы, которые необходимы и при работе над дипломом, и для потенциального участия в исследовательских и инженерных проектах кафедры:

• основы системного проектирования космических систем;
• управление космическими программами и проектами;
• системное проектирование малых космических аппаратов;
• технология параллельного проектирования космических систем.

В магистратуре проходят уже более углубленные вещи, включая применение информационных технологий и основу управления качеством ракетно-космической техники.

Студенты, прошедшие обучение на кафедре «Космические летательные аппараты»:

• владеют знаниями в различных областях механики сплошной среды;
• могут провести исследование изделия ракетно-космической техники (в любой стадии готовности), определить имеющиеся в нём недостатки и разработать способы их устранения;
• на высоком уровне владеют современными инженерными программными пакетами.

Какие предметы нужно знать хорошо до поступления на кафедру?

Особенно часто в работе используются знания из курса обыкновенных дифференциальных уравнений, но также будет проще со знаниями из механики сплошных сред: гидрогазодинамика. Даже если вы ничего не помните, то для вас на 3 курсе прочитают этот предмет, и вы будете очень хорошо в нем разбираться и применять уже в практических задачах.

Работа носит практический или теоретический характер?

Проектирование КА — невероятно сложная комплексная задача, в которой нужно учитывать газовую динамику, баллистику, прочностные характеристики, компоновку аппаратуры, типы и задачи аппаратуры, которую часто приходится создавать под конкретный КА, ее защищенность, защищенность самого КА, воздействие многих факторов, например, радиационное излучение, статическое электричество, испарение веществ в безвоздушном пространстве, и огромное количество других.

Расскажите, пожалуйста про проекты, которыми могут заниматься студенты младших курсов.

Практически все студенты, обучающиеся на кафедре, с 4-го курса работают в подразделениях ФГУП ЦНИИМаш и участвуют в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах. Также они имеют возможность принять участие в создании и оптимизации космических аппаратов, ракет-носителей и орбитальных станций, поучаствовать в уникальных экспериментах по исследованию Земли из космоса. Учеба протекает с привлечением студентов в реальные актуальные проекты Роскосмоса.

Какими проектами сейчас занимается кафедра?

ФГУП ЦНИИМаш занимается достаточно большим спектром инженерных задач, вот некоторые направления деятельности:

• теоретические и экспериментальные исследования прочности конструкций ракетно-космической техники;
• разработка математических моделей движения изделий в аэрогазодинамической среде.

Контакты
DWKornev@tsniimash.ru

Корнев Денис Владимирович

Сайт ФГУП «ЦНИИМаш»

Адрес: г. Королев, Пионерская ул., д.4.