Без механики нет космоса

Праздновать День космонавтики в Сибирском федеральном университете могут сразу несколько институтов – Политехнический институт, Институт космических и информационных технологий, Институт инженерной физики и радиоэлектроники, Институт военного обучения. В сегодняшних материалах мы не пытаемся объять необъятное – рассказать обо всех исследованиях, которые ведутся при участии ученых университета в области космоса. Мы лишь хотим напомнить, что разработка космических технологий – один из приоритетов СФУ.

Партнер СФУ – ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва» – в 2009 году выиграл конкурс, объявленный Федеральным космическим агентством, и получил государственный контракт на разработку перспективной спутниковой платформы тяжелого класса «Экспресс-4000». В научных исследованиях по созданию, изучению и отработке отдельных элементов, узлов и систем принимают участие сотрудники и ученые СФУ.

Платформа для спутника – то же самое, что кузов (салон) для автомобиля. Новая модель платформы предназначена для создания коммерческих геостационарных спутников связи и телевещания и отличается более мощной системой электропитания и применением бортового оборудования, в основном, российских разработчиков. Финансирование проекта «Экспресс-4000» осуществляется из федерального бюджета. В соответствии с планом работ в этом году специалисты ОАО «ИСС» должны провести конструкторско-доводочные испытания солнечных батарей, а также изготовить и отработать инженерную модель самой платформы.
В частности, над вопросами устройств исполнительной автоматики механических систем работает коллектив под руководством заведующего кафедрой «Теория и конструирование механических систем» Политехнического института СФУ Петра Никифоровича Сильченко. С ним и встретился наш корреспондент.

– Петр Никифорович, вот уж не предполагала, что кафедра «Теория и конструирование механических систем» ПИ СФУ имеет какое-либо отношение к космосу!
– Действительно, на первый взгляд название нашей кафедры далеко от космической тематики. Однако в космических аппаратах есть механизмы, например, поворота антенны или же солнечной батареи, аналогичные механизмам поворота стрелы башенного крана в подъемно-транспортных машинах. Разница – лишь в условиях работы этих механизмов, в их конструктивно-функциональных особенностях и в том, какие требования к ним предъявляются. По заказам решетнёвской фирмы мы занимаемся многими проблемами повышения эксплуатационно-функциональных характеристик устройств исполнительной автоматики механических систем, которые будут использоваться и в новой спутниковой платформе. К примеру, одна из задач – обеспечить работоспособность подшипниковых узлов и различных видов передаточных механизмов в условиях космического пространства на 12-15 лет.

ДОСЬЕ
Петр Никифорович Сильченко. В 1969 г. окончил Могилевский машиностроительный институт по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование». Доктор технических наук, профессор; тема докторской диссертации: «Методы обеспечения функциональных параметров механических систем космических аппаратов». Результаты исследований помогли увеличить срок активного существования механических систем космических аппаратов с 3,5 до 7 лет.Награжден: золотой и бронзовой медалями ВДНХ СССР; медалью К.Э. Циолковского и золотой медалью М.Ф. Келдыша; в 2006 г. получил нагрудный знак «Почетный работник науки и техники Российской Федерации»; в 2004 г. присвоено звание члена-корреспондента Академии космонавтики РФ.

Допустим, в коробке скоростей автомобиля смазка меняется через определенное количество километров пробега, и через какое-то время производится регулировка и настройка. В механизме поворота солнечной батареи космического аппарата (при заданном сроке эксплуатации на орбите до 10-15 лет и более) смазку, регулировку, настройку произвести невозможно.
Если в автомобиле, предположим, выйдет из строя ремень вентилятора, то он «встанет на прикол». Точно так же и в космическом аппарате: поломка любого из элементов механической системы способна вывести из строя весь космический аппарат, а ведь на орбите – не на земле: невозможно что-то срочно отрегулировать, настроить, подлатать. Поэтому каждый элемент должен быть исследован и рассчитан на безотказную, качественную работу в течение длительного срока его эксплуатации.

Из 1160 космических аппаратов, созданных ОАО «ИСС им. акад. М.Ф. Решетнева», в настоящее время успешно функционируют
на разных орбитах – 72, что составляет более 2/3 от всех ныне действующих на орбитах космических аппаратов производства СССР
и России.

Сейчас наш коллектив решает проблему повышения функционально-эксплуатационных характеристик контактирующих поверхностей, т.е. узлов трения. C этой целью на кафедре создана установка холодного ионно-плазменного модифицирования трущихся поверхностей. Получен патент на более совершенную технологию изготовления устройств приема и передачи информации. Все, что создается для космического аппарата, должно успешно функционировать в экстремальных условиях (вакуум и температура окружающей среды от минус 900С до плюс 900С). Какие проблемы в этой связи предстоит решать? Необходимо разрабатывать новые конструкционные материалы, которые реагируют и адаптируются к внешним (силовым, температурным и др.) воздействиям путем изменения своих свойств. Нужна технология покрытия поверхностей наноалмазной пленкой, которая в космическом пространстве не отслаивалась бы, как известь от стены или как обои после их приклеивания при открытых окнах. Кроме того, предстоит создавать такие смазочные материалы, которые в экстремальных условиях космоса на протяжении 12-15 лет максимально сохраняли бы свои эксплуатационные свойства. Вот далеко не полный перечень перспективных тем.

Выполняя заказ ОАО «ИСС» сотрудники нашей кафедры действуют в тесной связке с другими подразделениями СФУ. Для проведения экспериментов, решения вопросов проектирования, изготовления и т.д. привлекаем специалистов и сотрудников таких кафедр, как «Вычислительная техника», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Динамика и прочность машин», «Теоретическая механика и триботехника» и др. Объем хоздоговорных работ между СФУ и решетнёвским предприятием в прошлом году составлял около 7 млн руб, а в плане на 2009 год заложено порядка 16 млн руб!
– Задействованы ли студенты в научных исследованиях, связанных с этими разработками?
–Да, и довольно успешно работают в этой области. Чтобы не быть голословным, приведу пример. Мой бывший студент Илья Кудрявцев (специальность «Динамика и прочность») на третьем курсе перешел на индивидуальный график учебы. Под моим руководством он выполнял курсовые проекты и дипломную работу именно по механическим системам космических аппаратов. Защитив диплом, в течение года выпускник проходил годичную стажировку на кафедре. Затем поступил в аспирантуру, где продолжал работать над кандидатской диссертацией по специальности «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов». Защитился досрочно.
– Петр Никифорович, какие знания требуются от абитуриента, решившего связать свою судьбу с вашей кафедрой?
– Прежде всего, необходимо хорошо учиться по естественным и техническим дисциплинам, знать математику, физику. Позднее, когда ребята станут студентами, им предстоит глубоко изучать теоретическую механику, теорию упругости, дифференциальную и аналитическую геометрию, методы вычисления, программирования и многое другое.
– И последний вопрос. В 2011 году разработка космического аппарата на новой платформе «Экспресс-4000» должна быть завершена. Есть ли гарантии, что сотрудничество ПИ СФУ с ОАО «ИСС» будет и далее столь же плодотворным?
– В рамках Федеральной космической программы в ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва» предполагается начать создание экспериментального спутника связи «Енисей-А1», в связи с чем получат старт новые разработки по этому и ряду других проектов, в которых СФУ будет принимать самое активное участие. Также в перспективе – участие в ряде международных проектов, проведение научных исследований по созданию механических систем и устройств исполнительной автоматики для более совершенных космических аппаратов нового поколения.

Соб. инф
Фото Л. Шостак
Средняя оценка: 3.4 (проголосовало: 16)