МАИ / Факультет «Двигатели летательных аппаратов»
История факультета PDF Печать E-mail

Факультет «Двигатели летательных аппаратов» создан в 1930 году. Первоначальное название - факультет моторостроения. Современное название факультет получил в 1945 году. Hа первом этапе (1930-1945) факультет готовил специалистов по поршневым двигателям, т.е. отвечал на запросы промышленности. В этот период создавались кафедры и их лабораторная база, и в первую очередь общефакультетская моторная лаборатория.

Руководителями проектированием и созданием этой лаборатории были: профессора А.В. Квасников, Л.Б. Евангулов, H.И. Ворогушин, преподаватели, инженеры Д.И. Абугов, Г.И. Бондарев, Г.H. Чиликиди, М.С. Штехер и многие другие. Первоначально в состав факультета входили кафедры теории авиадвигателей, конструкции авиационных двигателей, термодинамики и тепловых двигателей, производства авиационных двигателей, резания конструкционных материалов, режущего инструмента и станков. В последующие годы были созданы еще три кафедры: допусков и технических измерений (1944), специальных двигателей (1945), двигательных, энергетических и энергофизических установок космических ЛА (1961).

В настоящее время на факультете работают следующие кафедры:

Кафедра «Теория воздушно-реактивных двигателей»

Кафедра «Ракетные двигатели»

Кафедра «Конструкция и проектирование двигателей»

Кафедра «Авиационно-космическая теплотехника»

Кафедра «Технология производства двигателей летательных аппаратов»

Кафедра «Метрология, стандартизация и сертификация»

Кафедра «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки»

Деканами факультета были:

1930 - 1931  - В.А. Ляхов

1931 - 1932  - к.т.н.  С.Н. Васильев

1932 - 1933  - Н.С. Казанцев

1933 - 1935  - А.Ф. Гусаров

1935 - 1936  - профессор Е.Н. Тихомиров, профессор Н.И. Копылов

1936 - 1937  - профессор П.А. Моишеев

1937 - 1939  - профессор М.А. Попов

1940 - 1941  - профессор Д.И. Абугов

1942 - 1943  - доцент В.Н. Беликов

1943 - 1947  - профессор А.Н. Журавлев

1948 - 1949  - профессор А.Ф. Гуров

1949 - 1951  - профессор М.П. Макарук

1951 - 1952  - профессор Л.Б. Евангулов

1952 - 1986  - профессор Г.Г. Гахун

1986 - 1990  - профессор В.В. Рыбаков

1990 - 2000  - профессор Е.П. Мышелов

2000 - 2009  - профессор В.В. Черваков

2009 - н/в    - д.т.н.  А.Б. Агульник

История факультета тесно связана с развитием отечественного авиационного и ракетно-космического двигателестроения. У истоков научных школ стояли видные ученые и организаторы инженерного образования профессора факультета Н.В. Иноземцев, А.В. Квасников, Г.Г. Гахун, Г.Н. Абрамович, Л.Б. Евангулов, Г.С. Скубачевский, В.К. Кошкин, В.А. Кривоухов и др.

Огромный вклад в развитие научных школ факультета внесли выдающиеся ученые и конструкторы авиационной и ракетной техники Б.С. Стечкин, В.С. Авдуевский, А.П. Ваничев, Ю.А. Победоносцев, А.М. Люлька, В.Я. Климов, М.М. Бондарюк, Л.С. Душкин, Д.Д. Севрук.

Мощный импульс росту научных школ факультета дало интенсивное развитие реактивной, атомной и космической техники в 50-х годах. прошлого века. Создание на факультете с помощью промышленности солидной экспериментальной базы позволило проводить натурные и модельные испытания изделий. Были получены фундаментальные научно-технические результаты в области прикладной газодинамики, термодинамики рабочих процессов, теории тепло- и массообмена, лопаточных машин, теории струйных течений, плазмодинамики и теории течений низкотемпературной плазмы. На этой основе были созданы и переданы в промышленность различные приоритетные образцы энергопреобразующих систем, физико-химических установок и тяговых устройств, измерительных приборов и исследовательской аппаратуры. Написаны фундаментальные учебники, учебные пособия и монографии, ставшие основой инженерной и научной подготовки многих поколений высококвалифицированных специалистов как в МАИ, так и в других аэрокосмических вузах России.

Кафедра «Теория воздушно-реактивных двигателей»

Научная школа «Изучение характеристик воздушно- реактивных двигателей, процессов в их узлах и элементах» является основой кафедры 201. Она ведет свою историю с первых лет существования кафедры, которая была создана профессором Н.В. Иноземцевым в 1945 году. Учебник профессора Н.В. Иноземцева и В.С. Зуева «Авиационные газотурбинные двигатели» в 1951 году был удостоен Государственной премии СССР. Это был первый учебник преподавателей МАИ, удостоенный премии государственного значения.

В разные годы на кафедре вели преподавательскую и научно-исследовательскую работу крупные ученые академики А.М. Люлька, Б.С. Стечкин, член-корреспондент РАН А.П. Ваничев, профессора К.В. Холщевников, В.Ф. Болховитинов, Л.А. Вулис, М.Н. Востриков, Г.Ф. Кнорре, И.Ф. Фролов, Е.С. Щетинков.

Научное направление «Исследование рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей» основано на кафедре профессором Г.М. Горбуновым. Всестороннему исследованию подвергались как камеры сгорания для традиционных воздушно-реактивных двигателей (ВРД), так и камеры сгорания для перспективных гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД). За разработку принципиально новой сверхзвуковой камеры сгорания ГПВРД большая группа сотрудников факультета (Г.Н. Абрамович, В.Н. Аврашков, С.И. Барановский, С.В. Григорьев, И.В. Коновалов, В.П. Коротков, П.Д. Лебедев, В.М. Левин, А.Г. Смолин, В.А. Сычев, В.С. Терентьева, А.Г. Тихонов, М.Ю. Федяев, Н.В. Холодков) в 1989 году. была удостоена премии Совета Министров СССР.

В настоящее время под руководством доктора технических наук В.М. Левина созданы демонстрационные образцы камер сгорания ГПВРД, подтверждающие возможность разработки в ближайшие годы прямоточного двигателя для летательного аппарата, совершающего полет со скоростью, соответствующей числу Маха М=7. Разработана камера сгорания широкодиапазонного прямоточного двигателя, которая имеет возможность изменения геометрии своей проточной части в процессе полета в зависимости от числа Маха. При этом двигатель превращается из сверхзвукового в гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

В 60-е годы на кафедре начинаются исследования по газовой динамике различных узлов и элементов воздушно-реактивных двигателей до скоростей, соответствующих числу Маха М=26. Руководил этими работами известный ученый, профессор Г.Н. Абрамович. Он является одним из соавторов научного открытия № 389 «Закономерность расхода жидкости в закрученном потоке» (1990). Учебник Г.Н. Абрамовича «Прикладная гидрогазодинамика» выдержал пять изданий. Работы Г.Н. Абрамовича были удостоены Государственной премии СССР (1943) и премии Н.Е. Жуковского (1940). В области изучения газовой динамики входных и выходных устройств ВРД работы возглавлял профессор В.В. Поляков. Были проведены экспериментальные исследования перспективных входных и выходных устройств воздушно-реактивных двигателей, в том числе и поворотных сопел с управляемым вектором тяги.

В 70-е годы на кафедре под руководством профессора И.А. Лепешинского начинаются исследования газодинамики двухфазных течений. В кооперации с НИИ НТ при МАИ, возглавляемым академиком В.В. Костюком, группой И.А. Лепешинского были разработаны высокоэффективные средства пожаротушения, основанные на разгоне в сопле двухфазной струи, состоящей из воздуха и мелкодисперсной воды. Эта работа получила в 2001 году. премию Правительства РФ (авторы А.В. Карпышев, Э.А. Доркин, В.В. Костюк, С.В. Лосев, В.Г. Веретенников, А.Л. Душкин, Ю.В. Зуев, И.А. Лепешинский).

Широкий комплекс исследований проводится на кафедре в области аэродинамики компрессоров и турбин. Начались эти работы под руководством профессора К.В. Холщевникова. В 1970 году им был написан учебник «Теория и расчет авиационных лопаточных машин». За научные достижения в области теории авиационных лопаточных машин К.В. Холщевников был удостоен Государственной премии СССР (1950). В 1986 году его учениками профессорами О.П. Еминым и В.Т. Митрохиным было подготовлено и выпущено существенно переработанное новое издание учебника. В настоящее время на кафедре начинается широкое применение методов 3D-математического моделирования в области аэродинамики лопаточных машин.

Исследования в области развития методов регулирования воздушно-реактивных двигателей на кафедре возглавлял профессор Б.А. Черкасов. Под его руководством были созданы математические модели различных воздушно-реактивных двигателей как объектов управления, которые позволили развернуть на кафедре работы по оптимизации управления воздушно-реактивными двигателями. Б.А. Черкасовым был написан учебник «Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей», выдержавший два издания.

Работы по изучению перспективных ВРД для высоких скоростей полета, работающих на водороде, начались в 70-е годы под руководством профессора В.И. Бакулева. Позднее работы по изучению возможностей перспективных, нетрадиционных схем ВРД для различных типов летательных аппаратов на кафедре возглавляли заведовавшие кафедрой в разные годы лауреат Ленинской премии, профессор С.М. Шляхтенко и профессор Д.С. Ковнер. Под их руководством в 80-е годы создаются математические модели, и в настоящее время успешно применяющиеся для решения задач исследования перспективных газотурбинных воздушно-реактивных двигателей. Профессор В.А. Голубев за создание методик расчета двухконтурных ВРД удостоен премии Совета Министров СССР (1988).

Обобщение теоретических и экспериментальных работ кафедры нашло отражение в учебнике «Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей», выдержавшем два издания (авторы В.И Бакулев, В.В. Поляков, В.А. Сосунов, С.М. Шляхтенко и др.). В 2003 году вышло 3-е издание учебника под названием «Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок» (авторы В.И. Бакулев, В.А. Голубев, Б.А. Крылов, Е.Ю. Марчуков, Ю.Н. Нечаев, И.И. Онищик, В.А. Сосунов, В.М. Чепкин).

С 1975 году на кафедре начинаются работы в области создания систем автоматизированного проектирования (САПР) авиационных двигателей. Возглавил эти работы профессор С.В. Румянцев. Была создана САПР авиационных двигателей на этапе согласования с самолетом, которая первой в СССР широко применялась в промышленности. В настоящее время работы по развитию методов согласования двигателя и самолета возглавляет заведующий кафедрой профессор А.Б. Агульник. Разработан широкий спектр математических моделей авиационных газотурбинных двигателей и самолетов, позволяющих моделировать полет самолета совместно с работой двигателя практически для всех типов имеющихся самолетов и двигателей.

Новое для кафедры направление научной деятельности — изучение проблем конверсии авиационных двигателей в наземные энергетические установки. Эти работы возглавляют профессора О.Н. Емин и А.Б. Агульник.

Кафедра «Ракетные двигатели»

Научная школа «Повышение эффективности рабочих процессов в ракетных двигателях» заложена основателем кафедры 202, заведующим кафедрой с 1953 г. по 1961 г., профессором А.В. Квасниковым. Кафедра создавалась в тесном сотрудничестве с крупными специалистами промышленности, уже имевшими опыт создания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), М.В. Мельниковым и Л.С. Душкиным.

Научное направление «Интенсификация внутрикамерных процессов в ракетных двигателях» применительно к жидкостным ракетным двигателям возглавляли профессора В.Д. Курпатенков и доцент Д.И. Абугов. Результаты исследований широко внедрялись в промышленность и в учебный процесс, было выпущено большое число учебных пособий. Учебник «Основы теории и расчета ЖРД», написанный профессором В.Д. Курпатенковым совместно с коллективом авторов кафедры Э-1 МГТУ им. Баумана, выдержал четыре издания и был отмечен Государственной премией СССР (1985). Доктор технических наук В.Г. Базаров провел исследования процесса смесеобразования и отладки устойчивости ЖРД с широким диапазоном плавного изменения тяги, результаты которых внедрены в двигателях НИИМАШ и МАИ.

Применительно к ракетным двигателям на твердом топливе (РДТТ) регулирование рабочего процесса и многократный запуск двигателя исследовались под руководством доцента В.А. Суворова. Д.И. Абуговым и профессором В.М. Бобылевым написан учебник «Теория и расчет ракетных двигателей твердого топлива» (1987).

Основоположником научного направления «Испытания и обеспечение надежности ракетных двигателей» является профессор Л.Б. Евангулов, удостоенный в 1951 году Государственной премии СССР за разработку гидротормозных установок для испытания двигателей, которые нашли широкое применение на испытательных стендах многих ОКБ. Профессор Р.С. Трофимов разработал ряд эффективных диагностических признаков, на основе которых создан приборный модуль системы аварийной защиты объединенной двигательной установки КК «Буран». В настоящее время руководителем направления является профессор А.И. Коломенцев.

Заведующий кафедрой с 1986 г. по 2000 г., лауреат Государственной премии СССР, профессор А.А. Сергиенко со своими учениками проводит научную работу по снижению потерь в реактивных соплах и разработке регулируемых высотных сопел одноступенчатых РН.

Основы направления «Системы питания и управления жидкостными ракетными двигательными установками (ЖРДУ)» заложили заведующий кафедрой с 1961 г. по 1972 г. профессор Н.Б. Рутовский и доцент Е.В. Соловьев. В 1990 году Е.В. Соловьеву была присуждена Государственная премия СССР за работу в области космической техники. В настоящее время руководителем направления является профессор А.А. Козлов. Под его руководством выполнены исследования внутрибаковых процессов и предложены методы расчета этих процессов. Разработаны заборные устройства жидких компонентов для условий микрогравитации, которые были испытаны на космической станции «Мир». Изготовлена серия ЖРД малой тяги на стабильных высококипящих и на экологически чистых газифицированных компонентах топлива. Учебник «Системы питания и управления ЖРДУ» (авторы А.А. Козлов, В.Н. Новиков, Е.В. Соловьев) вышел в 1988 году.

Основатель направления «Повышение эффективности насосных агрегатов ЖРД» (1953) — заведующий кафедрой с 1972 г. по 1985 г., профессор Б.В. Овсянников. Главной решаемой научной проблемой явилось повышение кавитационной устойчивости насосов ЖРД. На основе теоретических и экспериментальных исследований, проводимых научной группой под руководством Б.В. Овсянникова, был создан метод расчета шнекоцентробежного насоса с высокими антикавитационными качествами. Предложены эффективные конструктивные меры для повышения устойчивости насоса к кавитационным низкочастотным колебаниям. За работы в области кавитационной устойчивости насосов ЖРД Б.В. Овсянникову была присуждена в 1990 году премия Совета Министров СССР. Учебник Б.В. Овсянникова и его ученика Б.И. Боровского «Теория и расчет турбонасосных агрегатов ЖРД» выдержал три издания. С 1980 года под руководством Б.В. Овсянникова проводились работы по созданию насоса-движителя для подводных реактивных аппаратов, который применяется в серийных изделиях, разрабатываемых НПО «Регион».

Руководителем направления «Моделирование течений в сложных гидравлических и газовых трактах» является профессор В.А. Целиков. Исследовательской группой В.А. Целикова проведены обширные исследования течений одно- и многофазных сред в трактах жидкостных и ядерных ракетных двигателей. Разработанные расчетные методики и рекомендации по проектированию узлов ракетных двигателей используются в КБ и НПО при создании новой техники. Способ моделирования турбин при испытаниях на рабочих телах с большой молекулярной массой отмечен в 1968 году Государственной премией СССР (авторы В.А. Целиков, А.В. Квасников, В.В. Рамодина и сотрудники НПО «Энергомаш» А.А. Мотров, Р.И. Гемранов). В рамках этого научного направления в 1999 году на кафедре организована подготовка инженеров по новой специальности «Инженерная защита окружающей среды».

Основателем и руководителем научного направления «Разработка энергосиловых схем» является профессор О.И. Кудрин, академик РАЕН. Научной группой О.И. Кудрина с 1946 года решаются вопросы совершенствования проточной части ракетных двигателей пульсирующего и стационарного действий. Впервые решена задача прямого нагрева газа до 2000-3000 К в системе с солнечным концентратором. При анализе задачи селективного поглощения солнечных лучей дано существенное для оцениваемых результатов уточненное толкование закона Кирхгофа. Предложены варианты теплового солнечного ракетного двигателя, в частности (1967) исследована схема двигателя с дожиганием нагретого за счет солнечной энергии рабочего тела. Предложены новый термодинамический цикл для двигателя Стирлинга и новые схемы его построения. В Государственном реестре зарегистрировано открытие № 314 «Явление аномального высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей» (1986) О.И. Кудрина в соавторстве с А.В. Квасниковым и В.Н. Челомеем. По результатам работ О.И. Кудриным изданы четыре монографии.

Руководителем нового для кафедры направления «Математическое моделирование рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей» является заведующий кафедрой, профессор В.К. Чванов. В рамках этого направления обобщен огромный опыт НПО «Энергомаш» и в 1999 году вышел учебник «Математическое моделирование рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей» (авторы Е.Н. Беляев, В.К. Чванов, В.В. Черваков).

Кафедра «Конструкция и проектирование двигателей»

Кафедра 203 создана в 1930 году одновременно с организацией МАИ. В течение нескольких лет кафедра являлась единственной выпускающей кафедрой на моторном факультете. В настоящее время кафедра читает курсы по конструированию двигателей и их узлов, динамике и прочности, системам автоматизированного проектирования, надежности двигателей для всех специальностей факультета.

Практически с первых лет работы кафедры формируется научная школа «Конструирование, прочность, динамика, надежность двигателей и их узлов». Наибольший вклад в развитие научной школы кафедры внесли профессора Г.С. Скубачевский, Г.Г. Гахун, Д.В. Хронин, А.Ф. Гуров, А.В. Котельников, Р.Г. Перельман, Ю.М. Никитин, И.Е. Ульянов, В.И. Поликовский, В.В. Косточкин.

Научное направление «Конструирование двигателей летательных аппаратов» развивается с первых лет организации кафедры. Широко известны работы по созданию сверхмощного авиационного двигателя МАИ-250, которыми руководил заведующий кафедрой с 1933 г. по 1977 г. Г.С. Скубачевский. Огромную роль в становлении школы конструирования сыграл учебник Г.С. Скубачевского «Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей», выдержавший пять изданий и удостоенный Государственной премии СССР (1970). Учебник Ю.М. Никитина «Конструирование элементов, деталей и узлов авиадвигателей» выдержал три издания. Последний учебник по конструированию ГТД «Конструирование и проектирование ГТД» вышел в 1989 году под редакцией Д.В. Хронина, возглавлявшего кафедру с 1977 г. по 1987 г.

Под руководством лауреата Государственной премии СССР, профессора Д.Д. Гилевича возрождено направление «Конструирование авиационных двигателей внутреннего сгорания (ДВС)».

Большая роль в развитии направления конструирования ЖРД принадлежит Г.Г. Гахуну, который более 33 лет возглавлял моторный факультет. Под его редакцией был издан учебник «Конструкция и проектирование ЖРД» (1989).

Направление по конструированию РДТТ на кафедре сформировано А.В. Котельниковым, соавтором учебника «Конструкция и проектирование РДТТ» (1987). Сегодня это направление возглавляет профессор В.М. Абашев. Под его руководством выполняются исследования по проектированию конструкций РДТТ, статическим расчетам на прочность и оптимизации конструкций с применением САПР. Результаты исследований внедрены в изделия предприятия МКБ «Искра».

Направление по конструированию ЭРД и энергосиловых установок в течение многих лет на кафедре возглавлял А.Ф. Гуров. В группе А.Ф. Гурова проводились исследования прочности, высокотемпературной прочности и устойчивости космических энергосиловых установок (реакторов, теплообменных аппаратов, электромагнитных насосов, электроракетных двигателей), малоцикловой прочности и ползучести элементов космических ядерных энергетических установок. Под его редакцией был издан учебник «Конструкция и расчет на прочность космических электроракетных двигателей», выдержавший два издания. В настоящее время работы по данным направлениям ведутся под руководством профессора А.С. Демидова.

С 1987 г. по 2003 г. кафедру возглавлял лауреат Государственной премии СССР, профессор С.А. Дубенец, под руководством которого создано направление «Конструирование двигателей подводных реактивных аппаратов».

В настоящее время направление по конструированию ГТД возглавляют профессор М.К. Леонтьев и доцент А.А. Афанасьев; по ЖРД — профессор Ю.А. Равикович; по РДТТ — профессор В.М. Абашев; по ЭРД — профессор А.С. Демидов.

С 1992 года на кафедре развивается научное направление «Конструирование, прочность, динамика высокоскоростных турбомашин с подшипниками скольжения» (руководитель заведующий кафедрой Ю.А. Равикович). Работы ведутся по пяти направлениям — турбодетандеры (турбохолодильники), турбокомпрессоры, турбокомпрессоры-генераторы, компрессоры и турбокомпрессоры со встроенным электроприводом. Созданы турбомашины большого ресурса с газодинамическими подшипниками для криогенных и воздухоразделительных установок, холодильного оборудования, систем кондиционирования, пневмотранспорта сыпучих материалов, малоразмерных газотурбинных энергоузлов.

В течение нескольких десятилетий на кафедре развивается научное направление «Колебания в авиационных двигателях и вибрационная диагностика». Основатель направления — Д.В. Хронин. Он же является автором учебника «Колебания в двигателях летательных аппаратов», выдержавшего два издания. Сегодня это направление возглавляет профессор М.К. Леонтьев. Теории, методы, компьютерные программы, созданные сотрудниками кафедры, применяются в НПО «Сатурн», ММПП «Салют» и других ОКБ.

В последние годы группой профессора И.В. Гаранина развивается направление разработки диагностики и контроля применительно к ДВС. Этой же группой развито и поддерживается направление системного анализа двигательных установок различных типов ракетного, авиационного, подводного и наземного применения.

В течение многих лет на кафедре работала группа Р.Г. Перельмана. В этой группе проводились исследования сопротивляемости эрозии лопаток турбины, ресурсов насосов и подшипников качения при смазке жидкометаллическим теплоносителем для машинных преобразователей космических энергоустановок.

В.В. Косточкиным был издан учебник «Надежность авиационных двигателей», выдержавший два издания. Сегодня вопросы эксплуатационной надежности газотурбинных двигателей исследуются на кафедре под руководством профессора Н.Н. Сиротина. Им написан учебник «Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей» (2002).

Кафедра «Авиационно-космическая теплотехника»

Кафедра 204 была создана в 1930 году. В период с 1930 г. по 1950 г. основным научным направлением кафедры было исследование рабочего процесса в двигателях внутреннего сгорания.

В конце 50-х годов по инициативе заведующего кафедрой с 1945 г. по 1988 г., профессора В.К. Кошкина кафедра переходит на решение теплотехнических проблем авиационно-космической техники.

Большой заслугой В.К. Кошкина явилось привлечение к работе на кафедре молодых талантливых ученых B.C. Авдуевского, Ю.А. Рыжова, Ю.И. Данилова, что способствовало постановке новых учебных курсов и успешному развитию на кафедре научных исследований в различных областях теплообменных процессов — созданию научной школы кафедры.

B.C. Авдуевский создает новый курс лекций по теплопередаче, который и в настоящее время остается основным курсом кафедры.

Академик B.C. Авдуевский внес большой вклад и в развитие научных исследований. Под его руководством в 1957 году на кафедре создана научная группа профессора В.П. Солнцева, которая провела обширные экспериментальные исследования конвективного теплообмена, возникающего при взаимодействии внешнего потока с элементами конструкций летательных аппаратов.

Основными направлениями фундаментальных и прикладных исследований группы являются: теплообмен на шероховатой поверхности; течение и теплообмен в отрывных зонах, образующихся перед и за уступами; течение и теплообмен в отрывных зонах, образующихся перед струйными препятствиями; влияние на теплообмен турбулентности потока; течение и теплообмен в донной области многосопловых компоновок; теплообмен при изменении вектора тяги космического аппарата; аэродинамика и теплообмен при работе системы аварийного спасения космических аппаратов; течение и теплообмен на поверхности сверхзвукового парашюта; течение и теплообмен на поверхности спускаемого космического аппарата при взаимодействии сверхзвуковых струй системы мягкой посадки с дозвуковым встречным потоком и посадочной поверхностью; теплообмен в кольцевых щелях люков спускаемых космических аппаратов.

Результаты всех исследования внедрены в промышленность, в том числе в такие изделия, как РН «Союз», H-I, «Буран», «Энергия».

В 1960 году по инициативе B.C. Авдуевского начаты исследования характеристик уносимых теплозащитных покрытий. Под руководством В.К. Кошкина была создана научная группа, получившая в дальнейшем название «Плазменная технология». Коллектив группы создал уникальные газодинамические стенды, позволяющие проводить исследования в широком диапазоне изменения траекторных параметров КЛА с температурой торможения от 5000 до 18000 К и давлением торможения от 0,5 до 25 атм и воспроизводящие условия полета КЛА в атмосфере Земли, Венеры и Марса со второй и более космическими скоростями. В 1976 году за цикл научных исследований тепловой защиты КЛА типа «Союз», «Венера», «Марс», «Луна» сотрудники группы (В.К. Кошкин, A.M. Шведов, Н.В. Холодков, П.В. Никитин, И.А. Зеленов, Н.Н. Давыдов) удостоены Государственной премии СССР.

В последние десятилетия под руководством профессора П.В. Никитина проводятся комплексные исследования процессов моделирования межфазного обмена в гетерогенных средах. За цикл работ в этой области П.В. Никитин в соавторстве с представителями ряда ведущих фирм удостоен Государственной премии РФ за 1998 год.

В 1961 году на кафедре по руководством академика Ю.А. Рыжова и доцента И.И. Шкарбана создается научная группа, которая начинает исследования энерго- и массообмена между ионизированными потоками и поверхностями. Для проведения экспериментальных исследований созданы уникальные вакуумные стенды. Энергооборудование позволяет получать ускоренные до 20 кэВ потоки атомарных частиц различных масс. На основе кварцевых В4-резонаторов разработан радиочастотный метод, позволяющий изучить динамику изменения массы облучаемых мишеней с точностью до 10-8 г/с. Научная группа проводила исследования, связанные с задачами конструирования электроракетных двигателей (ЭРД), решала вопросы энергетического взаимодействия плазмы с поверхностью применительно к задачам управляемого термоядерного синтеза, проблемы взаимодействия космической среды, прежде всего солнечного ветра, с конструкционными материалами космических аппаратов. Разрабатывались физические основы ионно-плазменных технологий, используемых в машиностроении и микроэлектронике. Большое развитие получили расчетно-теоретические работы, создание компьютерных программ для моделирования процессов и расчета их характеристик. Результаты работ по ЭРД были внедрены в ряд изделий ОКБ «Факел» и использованы при создании исследовательских термоядерных реакторов в РНЦ «Курчатовский институт».

В 1963 году под руководством профессора Э.К. Калинина образуется научная группа, которая начинает проводить исследование процессов теплообмена при однофазных и двухфазных течениях в каналах и возможности их интенсификации. С 1972 года научной группой руководил заведующий кафедрой с 1988 г. по 2004 г., профессор Г.А. Дрейцер. Основными направлениями фундаментальных исследований группы являются: теплообмен и гидродинамика при турбулентном течении газов в каналах сложной формы; нестационарный теплообмен при турбулентном течении газов и жидкостей в каналах; турбулентная структура потока при турбулентном нестационарном и неизотермическом течении газа в трубах; нестационарные тепловые процессы в баках при их наддуве, заполнении и опорожнении; интенсификация теплообмена в каналах при течении однофазных теплоносителей, при кипении и конденсации теплоносителей в условиях солеотложения; теплообмен и гидродинамика при кипении криогенных жидкостей в каналах и в большом объеме; теплообмен при течении в каналах парогазовых смесей в условиях конденсации и образования льда. Сотрудниками группы в 1981 году сделано научное открытие № 242 «Закономерность изменения теплоотдачи на стенках каналов с дискретной турбулизацией потока при вынужденной конвекции» (Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, С.А. Ярхо). Научные достижения коллектива отмечены Государственной премией СССР за фундаментальные исследования процесса теплообмена в криогенных жидкостях — 1985 г. (В.К. Кошкин, Г.А. Дрейцер, В.В. Костюк) и Государственной премией РСФСР за фундаментальные исследования нестационарных тепловых и гидродинамических процессов при течении в каналах однофазных и двухфазных сред — 1990 г. (Г.А. Дрейцер, Б.М. Галицейский, В.В. Костюк).

В 1963 году на кафедре начаты исследования контактного теплообмена. Руководителем научной группы был профессор Ю.И. Данилов. В настоящее время исследованиями руководит доцент С.Ю. Меснянкин. Научная группа проводила исследования теплообмена в коммутационных элементах электрогенерирующих узлов, исследование контактного теплообмена в цилиндрических конструкциях термоэмиссионных преобразователей энергии, исследование контактного теплообмена в материалах с электроизоляционными и мягкими металлическими покрытиями и прокладками, ресурсные исследования контактных пар и изучение контакта металлов с полупроводниками. Результаты этих исследований были использованы при создании ядерных космических энергетических установок «Бук».

В 1970 году под руководством профессора Б.М. Галицейского сформировалась научная группа, которая начала исследования систем охлаждения и тепловой защиты высокотемпературных энергоустановок летательных аппаратов. Научной группой проведены исследования теплообмена в колеблющихся турбулентных потоках, в струйных и пористых системах, исследованы тепловая защита и системы охлаждения высокотемпературных газовых турбин. Разработана методика исследования теплообмена в пористых структурах. Впервые проведены обширные исследования механизма локального тепломассопереноса в струйных системах. Проведен цикл фундаментальных исследований теплообмена в системах охлаждения лопаток газовых турбин. Результаты исследований были использованы при разработке систем тепловой защиты высокотемпературных газовых турбин двигателей РД-33 и РД-1700.

Успешное развитие научной школы кафедры позволило начать в 1987 году подготовку инженеров по специальности «Авиационная и ракетно-космическая теплотехника».

Кафедра «Технология производства двигателей летательных аппаратов»

Научная школа кафедры 205 — «Высокие технологии в аэрокосмическом и ракетном двигателестроении». Руководитель — заведующий кафедрой профессор В.В. Воробей.

На кафедре работали известные ученые и педагоги профессора В.А. Кривоухов, А.В. Подзей, A.M. Сулима, В.П. Фираго, М.Е. Левит, П.Г. Петруха, доценты В.Н. Беликов, М.И. Евстигнеев, И.С. Цуканов, И.А. Морозов и др. Благодаря их работам были заложены основы для развития направлений современной научной школы кафедры.

В.А. Кривоуховым и его сотрудниками уже в довоенные годы были заложены основы теории механической обработки конструкционных и специальных материалов. Эти работы получили дальнейшее развитие в последующие годы. Сотрудниками кафедры были разработаны и внедрены в оборонные отрасли промышленности технологические процессы обработки специальных жаропрочных сплавов, титана, вольфрама, композиционных материалов и т.п.

Современные подходы к созданию авиационной и ракетной техники можно охарактеризовать усиливающейся взаимосвязью всех этапов разработки изделия, начиная от выработки технических требований проектирования конструкции и заканчивая технологией её производства. Эти обстоятельства заставляют по-новому взглянуть на требования, которые предъявляются к современному специалисту в области высоких технологий. Актуальной становится задача подготовки специалистов, всесторонне разбирающихся в процессах проектирования и производства современных аэрокосмических и других видов конструкций.

Кафедра обеспечивает технологическую подготовку по всем специальностям факультета. Совершенствование системы преподавания современной технологии двигателестроения осуществляется за счёт результатов исследований научной школы кафедры.

Научное направление «Балансировка роторов и вибродиагностика двигателей летательных аппаратов» создано профессором М.Е. Левитом. Коллективом научных сотрудников возглавляемой им исследовательской группы выполнены комплексные исследования динамики роторных систем, даны решения основных задач балансировки, разработаны теоретические положения и практические рекомендации по вибродиагностике роторных машин. Выпущены основополагающие труды по балансировке роторов и единственный до настоящего времени «Справочник по балансировке» (1992). Внесен значительный вклад в разработку и создание государственного стандарта по балансировке.

Под руководством профессора М.Е. Левита был разработан и создан уникальный вакуумный стенд для исследований и балансировки гибких роторов. Длительное время стенд был единственным в нашей стране. На нем выполнены исследования роторов ряда отечественных двигателей летательных аппаратов, энергетических установок и других изделий. За более чем пятидесятилетний период работы научной группы были решены сложные теоретические и практические задачи балансировки гибких и жестких роторов и вибродиагностики различных изделий. Разработаны и применяются в промышленности специальное оборудование и аппаратура для высокочастотной балансировки и исследований гибких роторов, комплексная технология низкочастотной балансировки, специальная аппаратура для повышения точности и эффективности балансировки квазигибких роторов.

В настоящее время это направление возглавляется профессором А.И. Максименко и доцентом В.М. Рыженковым. Сотрудниками лаборатории разработаны САПР технологических процессов балансировки и аппаратно-программный комплекс «Балансировка», по своим техническим характеристикам превосходящий аналогичные зарубежные разработки. Этот комплекс обеспечивает оценку состояния механической части балансировочного оборудования, выбор оптимальных оборотов балансировки роторов, быструю настройку на любой тип ротора и сохранение неограниченного числа настроек; двухплоскостную балансировку ротора, балансировку по главному вектору и главному моменту дисбаланса, многоплоскостную балансировку; расчет оптимальной корректировки масс ротора съемом металла, постановкой балансировочных грузов, расстановкой рабочих лопаток; сопряжение со стандартными и оригинальными приборами для определения статического момента рабочих лопаток.

Научное направление «Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей двигателей» создано известным учёным, профессором A.M. Сулимой. Им и его учениками разработаны фундаментальные вопросы теории поверхностного слоя, решены важнейшие технологические проблемы, связанные с методами воздействия на поверхностный слой, выпущены фундаментальные труды по исследованию свойств поверхностного слоя деталей. Работами по этому научному направлению в настоящее время руководит профессор В.А. Шулов. Сотрудниками лаборатории в последние три года были разработаны технологические процессы электронно-лучевой обработки и ремонта лопаток компрессора и турбины двигателей РД-33 и РД-1700, технологические процессы затачивания хирургического инструментария и обработки имплантатов с помощью мощных ионных пучков наносекундной длительности. Последняя разработка сотрудников лаборатории — технологический процесс нанесения эрозионно-стойких покрытий системы титан — кремний — бор на лопатки компрессора из сплавов ВТ6, ВТ8 и ВТ9 вакуумно-дуговым методом при ассистировании процесса ионной имплантации и сепарировании плазмы от капельной фракции.

Научное направление «Плазменные технологии покрытий» создано на кафедре доцентом И.А. Морозовым. Итогами деятельности этого направления были разработки целого ряда специальных покрытий (тугоплавких, оптических, электроизоляционных), полученных атмосферным плазменным напылением, они успешно использовались в отечественной промышленности. В настоящее время научные исследования продолжаются под руководством лауреатов премии Совета Министров СССР, профессора Л.Н. Лесневского и доцента В.Н. Тюрина. Лаборатория оснащена комплексом экспериментальных установок для реализации плазменных технологий: атмосферного плазменного напыления, магнетронного осаждения в вакууме, микродугового оксидирования в электролите. Сотрудниками лаборатории разработаны и внедрены плазменные покрытия типа «твёрдая смазка» для узлов трения ЖРД и ВРД на предприятиях России, США, Франции.

Созданы образцы исследовательского оборудования: опытно-промышленная автоматизированная установка микродугового оксидирования, ряд магнетронов с увеличенным ресурсом мишеней, робототехнические комплексы измерения геометрических параметров покрытий и проведения термоциклических испытаний, ряд специализированных машин по исследованию плазменных покрытий на эрозионную стойкость и фреттинг-износ.

Научное направление «Ультразвуковые методы обработки конструкционных и специальных материалов» создано на кафедре профессором А.И. Марковым, ему принадлежат фундаментальные работы в этой области. В лаборатории ультразвуковой механической обработки и средств технической отчистки, возглавляемой его учеником доцентом Е.И. Ивкиным, разработаны многочисленные уникальные технологические процессы механической ультразвуковой обработки высокопрочных и хрупких материалов. При этом лаборатория ведёт разработки новых технических средств, аппаратуры, инструмента для ультразвуковой обработки и отчистки деталей.

Научное направление «Технология композиционных материалов и аэрокосмических конструкций» создал на кафедре и возглавляет профессор В.В. Воробей, известный учёный в этой области. Им и его учениками разработаны фундаментальные вопросы теории и практики конструкций из композиционных материалов, выпущены монографии по расчёту и проектированию конструкций, разработаны многочисленные технологии производства, испытаний, контроля качества современных конструкционных и теплозащитных материалов. Учебник «Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов», который профессор В.В. Воробей написал в соавторстве с профессором И.М. Булановым (МГТУ), удостоен премии Правительства РФ за 2002 год.

В настоящее время все более актуальными становятся задачи разработки материалов, сочетающих в себе высокие механические, конструкционные характеристики с высокой термической и окислительной стойкостью, а также возможностью их многоразового использования. Для рационального использования уникальных свойств этих материалов как с точки зрения технологичности конструкции, так и с точки зрения оптимизации сырьевых и энергетических затрат при их производстве, необходимо тщательно проектировать эти материалы на начальной стадии их разработки.

Оптимальное проектирование конструкторско-технологических решений изделий из композиционных материалов представляет собой значительную проблему, которую необходимо решать на основе комплексного подхода, обеспечивающего одновременный учёт эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкции, и оптимальное использование имеющихся технологических возможностей. Основу совмещённого проектирования, разрабатываемого сотрудниками кафедры, составляют современные информационные технологии: компьютерные базы данных, современные программные комплексы, которые позволяют создавать виртуальные модели композиционных конструкций, моделировать их поведение в натурных условиях и на этой основе получать оптимальные конструкторско-технологические решения.

Результаты работ кафедры в этом направлении широко известны и реально внедряются при создании специальных конструкций аэрокосмической техники.

Кафедра «Метрология, стандартизация и сертификация»

Кафедра 207 «Допуски и технические измерения» создана в 1944 году на базе измерительной лаборатории моторостроительного факультета МАИ.

Основы научно-методической школы кафедры были заложены научными трудами и педагогической деятельностью известных ученых, профессоров Г.А. Апарина, И.Е. Городецкого, А.Н. Журавлева, внесших весомый вклад в развитие стандартизации в авиационном двигателестроении, в исследования и разработку прогрессивных методов и средств линейно-угловых измерений, в создание научно-методических основ расчета и выбора допусков и посадок сложных узлов авиационных и машиностроительных конструкций. Учебник профессора А.Н. Журавлева «Допуски и технические измерения» выдержал семь изданий.

В 1993 году в результате расширения тематики кафедра получила новое название: «Метрология, стандартизация и сертификация». Труды профессоров Э.Л. Солохина, Е.А. Яковлева, Р.В. Медведевой служат основой для развития направления по метрологическому обеспечению авиационного производства, анализу погрешностей технических измерений отклонений формы и расположения, исследованию функциональной взаимозаменяемости узлов и деталей авиационных двигателей. Учебник профессоров кафедры Е.А. Яковлева, Р.В. Медведевой, Е.П. Мышелова и доцента К.И. Гусева «Метрологическое обеспечение, взаимозаменяемость и стандартизация» и задачник по этому курсу доцентов Э.Н. Никипорец, Л.А. Парамоновой, М.Н. Черновского удостоены премии имени 25-летия МАИ (1993).

С 2000 года кафедра при научном руководстве заведующего кафедрой профессора Е.П. Мышелова начала подготовку студентов по специальности «Стандартизация и сертификация», уделяя основное внимание метрологическому обеспечению качества и эффективности процессов. Усилением роли международных стандартов по качеству при создании и организации современных российских предприятий и производств объясняется увеличение спроса на научно-методические материалы по проблемам менеджмента качества, обеспечения эффективности технических решений и их соответствия требованиям стандартов и регламентов. По этому направлению кафедрой выпущен ряд методических рекомендаций по освоению и внедрению в инженерную практику современных стандартизированных инструментов по управлению качеством, его оценке, анализу и улучшению. Изданное в 2001 году учебное пособие «Стандартизация и сертификация качества» (авторы Е.П. Мышелов, Р.В. Медведева и В.А. Лебедев) удостоено премии имени 25-летия МАИ.

В рамках Целевой федеральной программы «Национальная технологическая база» на кафедре получило развитие направление по исследованию и разработке рекомендаций по целевой подготовке инженерных кадров в области авиационного и ракетного двигателестроения в кооперации с базовыми предприятиями. Пилотный проект организации целевой подготовки инженеров, методические рекомендации по разработке учебных планов и программ отмечены серебряной медалью ВДНХ.

В связи с быстрым развитием информационно-вычислительных систем заложены основы для изучения и освоения стандартов CALS-технологий, разработки методических рекомендаций по их практическому использованию в инженерных расчетах и производственной деятельности.

Кафедра «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки»

Создателем научной школы «Энергосиловые установки космических аппаратов» является основатель кафедры 208 профессор А.В. Квасников. Под его руководством в конце 50-х годов группа молодых ученых (В.Б. Тихонов, Л.А. Латышев, И.Г. Паневин, Л.А. Квасников, О.И. Кудрин и Л.Л. Клочкова) приступила к исследованию механизмов ускорения рабочего тела в новых типах ракетных двигателей, получивших впоследствии название электроракетных.

Деятельность коллектива ученых кафедры, основу которого составили профессора В.Б. Тихонов, Л.А. Латышев, И.Г. Паневин, Л.А. Квасников, О.И. Кудрин, Л.Л. Клочкова, Р.К. Чуян, Г.А. Попов, В.В. Рыбаков, Е.Ю. Красильников, М.П. Бургасов, И.П. Назаренко, в течение почти 50 лет связана с исследованием рабочих процессов в электроракетных двигателях и в энергетических установках КЛА.

В рамках научной школы «Энергосиловые установки космических аппаратов» за период ее существования сформировалось несколько научных направлений.

Основателем научного направления «Сильноточные плазменные двигатели» являлся профессор В.Б. Тихонов. Научным коллективом под руководством В.Б. Тихонова изучены рабочие процессы и механизмы ускорения рабочего тела в торцевых двигателях, торцевых холловских двигателях, в импульсных плазменных двигателях. Созданы экспериментальные модели и прототипы плазменных двигателей различных типоразмеров. За достижения в области исследований процессов в ускорителях плазмы В.Б. Тихонову присуждена Государственная премия СССР за 1990 год.

Научное направление «Электростатические двигатели» возглавляет профессор Л.А. Латышев. Под его руководством проведены исследования рабочих процессов и предложены методы оптимизации стационарных плазменных двигателей, плазменно-ионных двигателей и коллоидных двигателей. Разработаны экспериментальные образцы двигателей указанных типов мощностью от 50 Вт до 3—5 кВт. Намечены пути использования наукоемких электроракетных устройств в смежных отраслях науки и техники, таких, как термоядерные реакторы и ионно-плазменная обработка материалов.

Научное направление «Теплофизика плазменных устройств» возглавлялось профессором И.Г. Паневиным. Деятельность созданного им коллектива связана с исследованием оптических, теплофизических и термодинамических свойств плазмы и электропроводящих сред при наличии электрических и магнитных полей. Разработаны образцы генераторов низкотемпературной плазмы различных типов, созданы методы расчета характеристик приэлектродных процессов в плазменных устройствах, а также методы расчета процессов переноса излучений в плазменных и дисперсных средах, выработаны рекомендации по организации рабочего процесса в газофазном ядерном реакторе и струйно-капельном холодильнике-излучателе.

Научное направление «Энергетические установки космических аппаратов» возглавляет профессор Л.А. Квасников. Под его руководством изучены характеристики фотопреобразователей, концентраторов солнечной энергии, термоэмиссионных преобразователей тепловой энергии в электрическую. Разработаны научно-технические основы диагностики состояния поверхности термоэмиссионных преобразователей. Созданы лабораторные образцы преобразователей нового типа — электрохимических и термоэлектрохимических. Предложены многокаскадные схемы энергетических установок на базе ядерных реакторов.

Научное направление «Интеграция электроракетных двигателей и энергетических установок с системами космического аппарата», основателем которого являлся профессор М.П. Бургасов, связано с выявлением воздействия различных факторов, возникающих при работе электроракетных двигателей и энергетических установок, на космический аппарат. В рамках этого направления созданы математические модели, позволяющие оценить степень влияния отдельных факторов, а также получены рекомендации по учету механических, тепловых и эрозионных воздействий струй электроракетных двигателей на космический аппарат и солнечные батареи.

За исследования в области разработки двигательных, энергетических и энергофизических установок КЛА большая группа сотрудников кафедры в 1990 году была удостоена премии Совета Министров СССР (Г.А. Попов, М.П. Бургасов, Л.А. Квасников, Е.Ю. Красильников, Л.А. Латышев, И.Г. Паневин, В.В. Рыбаков, Р.К. Чуян, Л.Л. Клочкова, Ю.Б. Васильев, И.П. Назаренко, С.К. Ховрин и другие).

Для научной школы «Энергосиловые установки космических аппаратов» характерно органическое сочетание теоретических и экспериментальных методов исследования. С момента основания школы большое внимание уделяется подготовке инженерных кадров, способных успешно работать в наукоемкой, быстроразвивающейся космической отрасли. Для подготовки большого отряда инженеров-исследователей на кафедре была организована специальность «Электроракетные двигатели и энергетические установки» и создана уникальная экспериментальная база, на которой не только проводится научно-исследовательская работа, но и осуществляется и обучение студентов.

Высокий уровень научной школы кафедры способствовал созданию в 1987 году на ее базе нового научного образования — Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики (НИИПМЭ). Руководителем этого института является лауреат Государственной премии РФ, профессор кафедры, академик РАН Г.А. Попов. Заместителем директора НИИПМЭ является профессор кафедры, член-корреспондент РАН А.А. Коротеев. В этот институт перешел и большой отряд сотрудников, работавших в составе коллектива научной школы кафедры.

Важное достижение научной школы — написание и издание учебников и учебных пособий, основным из которых является учебник «Теория и расчет энергосиловых установок космических летательных аппаратов» (авторы Л.А. Квасников, Л.А. Латышев, Н.Н. Пономарев-Степной, Д.Д. Севрук, В.Б. Тихонов), выдержавший два издания.

Результаты исследований научной школы кафедры нашли широкое применение при создании ЭРД, серийно выпускаемых ОКБ «Факел»; космических энергетических установок, разработанных РКК «Энергия» и НПО «Квант»; энергофизических установок различного назначения, разработанных НПО «Зенит», НПО «Энергомаш», ИЦ им. М.В. Келдыша и НПО «Прикладная механика» им. М.Ф. Решетнева.

Всего за время существования факультета «Двигатели летательных аппаратов» подготовлено около 21000 инженеров, около 1000 кандидатов наук и более 120 докторов наук. Выпускники факультета B.C. Авдуевский (1979), А.А. Дынкин (2006), А.С. Коротеев (1994), А.И. Леонтьев (1991), И.Ф. Образцов (1974), Г.А. Попов (2008), Ю.С. Соломонов (2006) и О.Н. Фаворский (1990) стали академиками РАН. Членами-корреспондентами РАН стали: В.П. Беляков (1979), В.М. Иевлев (1964), А.А. Коротеев (2003), В.П. Радовский (1987).

Учеными факультета получены Государственные премии и премии Правительства РФ (общим количеством 21 премия). Написано большое количество учебников, учебных пособий и монографий, получены отечественные и зарубежные патенты на изобретения, большое число экспонатов на различных выставках в России и за рубежом отмечено медалями и дипломами.

Широкое международное признание научных школ факультета привело в настоящее время к значительному количеству научных контрактов с ведущими российскими и зарубежными фирмами, в рамках которых ученые факультета ведут активные исследования.

 
© «Двигатели летательных аппаратов», 2011