Киевская политехника - альма-матер выдающихся конструкторов авиационной и космической техники, изменили свое время наш мир к лучшему. В частности, у нас учились С.П. Королев, И.И. Сикорский, В.М. Челомей, Л.В. Люльев, А.М. Люлька, В.И. Калинин и другие. Одной из традиций науки КПИ, как и многих других университетов Украины, во все времена было решение научно-технических проблем, поставленных жизнью. Поэтому и сегодня мы адекватно отреагировать на то, что приоритетная для Украины ракетно-космическая отрасль нуждается в сохранении и развитии своего научно-технического потенциала. Реальными резервами такого развития является внедрение в новые разработки передовых идей по разным направлениям науки. Необходима также организация на современных принципах сотрудничества высших учебных заведений с предприятиями отрасли, прежде всего с государственным предприятием "Конструкторское бюро" Южное "им. М.К. Янгеля". Примером такого сотрудничества может быть выполнение проекта создания межуниверситетского микроспутника, для чего под эгидой КБ "Южное" с участием Центра аэрокосмического образования молодежи объединяют свои возможности и наработки специалисты четырех университетов: Днепропетровского национального университета имени О. Гончара, Национального аэрокосмического университета "ХАИ" , НТУУ "КПИ" и Национального авиационного университета. Это иллюстрирует новое качество сотрудничества университетов с высокотехнологичной промышленностью и заслуживает поддержки.
Ученые Киевской политехники сотрудничают с КБ "Южное" более двух десятилетий по нескольким научно-техническим направлениям. Системный подход к организации нашего сотрудничества в последние годы определил подписан в 2005 Станиславом Николаевичем Конюховым и Михаилом ЗГУРОВСКИЙ договор о сотрудничестве и координации действий по разработке и внедрению наукоемких технологий в области космической техники. Приложением к договору стала программа, выполнение которой присоединились ученые нескольких институтов и факультетов университета.
Так, с 1998 объектами совместных исследований ученых Механико-машиностроительного института и КБ "Южное" является ракеты-носители космических аппаратов с жидкостными ракетными двигателями. Тематика научно-исследовательских работ связана с созданием имитационных динамических моделей жидкостных ракет-носителей, а также изучение динамики движения ракеты-носителя и ее конструктивных элементов в процессе вывода на орбиту спутников.
Созданные методы, алгоритмы и программное обеспечение на уровне мировых стандартов обеспечили разработку эффективных имитационных динамических моделей современных ракет-носителей и расчетно-теоретическое исследование динамики ракет на всех стадиях полета.
В конце 90-х годов в КБ "Южное" создано конструкцию ракеты-носителя "Циклон-4" с полным циклом технологического изготовления в Украине. Имитационное моделирование для проверки новых технических решений и определения динамических характеристик этой ракеты-носителя выполнен в НТУУ "КПИ". Для разработанного методического и программного обеспечения характерен широкий спектр возможностей, ориентированных на создание полноценных конечно-элементных моделей механико-гидравлических аэрокосмических систем и выполнения различных видов расчетов.
Разнообразные конструкции спутников, размещаемых как полезный груз в ракете-носителе, имеют соответствующие массово-инерционные и технические характеристики. За вывод спутников без повреждений на орбиту соответствуют как надежная работа ракеты на активном участке полета, так и конструкция обтекателя. Поэтому за последнее десятилетие в КБ "Южное" особое внимание уделялось разработкам новых конструкций обтекателя из традиционных и новых композиционных материалов. Для апробации технических решений НТУУ "КПИ" поручено разработка математической модели и исследование упругой динамики корпуса обтекателя в процессе полета и отделения.
Проведение комплексного решения задач динамики для ракет-носителей продолжается и сегодня. Обоснованные выводы и рекомендации, полученные при выполнении научно-исследовательских работ, используются специалистами КБ "Южное" для улучшения технических решений и параметров надежной эксплуатации ракет-носителей.
Ученые теплоэнергетического факультета НТУУ "КПИ" плодотворно сотрудничают с КБ "Южное" также по нескольким направлениям, ключевым из которых является использование так называемых тепловых труб, предложенных и созданных научной группой профессора Михаила Григорьевича Семены еще в 70-е годы прошлого века. Уникальные свойства этих труб и Сотопанели с их использованием для космической техники обусловили значительную заинтересованность в их применении многими компаниями разных стран (России, Германии, США) и, конечно, КБ "Южное". Например, в конце 2010 мы получили Акт внедрения от Института космических систем Германского аэрокосмического центра, которым засвидетельствовано высокую эффективность использования созданных в КПИ тепловых труб в немецком микроспутников нового поколения "Bird", который успешно работает на орбите более 9 лет, превысив планируемый период функционирования в 5 раз. И это достигнуто, в том числе, благодаря новым технологическим и конструкторским подходам к поддержке тепловых режимов всех составляющих элементов микроспутника, что реализовано на тепловых трубах, разработанных в НТУУ "КПИ".
Для выполнения исследований и практической реализации конструкций космической техники мы создали у себя необходимую научную и технологическую базу. Это дало возможность выполнить для КБ "Южное" ряд разработок, в том числе тепловой макет несущей сотопанельнои конструкции с тепловыми трубами для проекта "Лыбидь" (1996-1998 гг.), Осуществить летные испытания сотопанельнои конструкции с тепловыми трубами на аппарате АУОС-СМ КФ (1998-2002 гг.), отработать и предоставить узлы и комплекты тепловых труб для проекта "Циклон 4".
Эффективным оказалось применение технологии тепловых труб для создания солнечных батарей космических аппаратов "Лыбидь" и "Сич-2". Летные испытания солнечных батарей на сотопанельному углепластиковых каркасе для аппаратов АУОС-СМ-КФ, "Сич-1М" и UNISAT-3 (разработка Римского университета с фотоэлементами НТУУ "КПИ") дали положительные результаты.
Также результативной является наше сотрудничество по разработке и реализации программ и методик термовакуумных испытаний с использованием камер ТВК-2,5 и ТВК-0,2, имитирующие в лаборатории условия космоса. Это уникальное научное оборудование создано нашими учеными и конструкторами. На нем мы проводим исследования конструкций космической техники, разрабатывается как в КПИ, так и в других организациях, в том числе и КБ "Южное". В частности, исследованы конструкции для микроспутника МС-1-ТК, "Египт ТВ", "Сич-1М", инженерной модели наноспутника собственной разработки и др.
Мы продолжаем выполнять свои обязательства по действующим хоздоговорах с КБ "Южное", прежде всего по теме на 2012-2013 годы "Разработка, изготовление и автономные испытания экспериментальных панелей с терморегулирующими покрытиями для летных испытаний на КА" Микросат ".
КБ "Южное" совместно с "Южмаш" являются одними из главных участников проекта "Лыбидь" вместе с соисполнителями из России и Канады относительно изготовления и запуска на геостационарную орбиту первого украинского спутника связи "Лыбидь". Заказчиком этого проекта является Государственное предприятие "Укркосмос". В рамках договора с этим предприятием Институт телекоммуникационных систем НТУУ "КПИ" осуществляет информационную, консультативную, научную и практическую помощь по вопросам, касающимся телекоммуникационной системы проекта "Лыбидь". Здесь задействован наш опыт по координации частотно-орбитального ресурса, проведение научно-технических экспертиз телекоммуникационной части "Лыбидь" и подготовки специалистов.
В рамках межуниверситетского проекта создания молодежного микроспутника ученые факультета авиационных и космических систем решают задачи создания модуля системы угловой ориентации и стабилизации, датчика координат Солнца, аппаратуры спутниковой навигации, панели с терморегулирующим покрытием, минитепловои трубы и солнечной батареи и двигателя-маховика с блоком управления.
Наша молодежная команда студентов и аспирантов из четырех факультетов КПИ (ТЭФ, ФЭЛ, РТФ, ФЭА) под руководством Б.М. Рассамакин инициативно создала инженерную модель наноспутника в рамках формата CubeSat - концепции космических аппаратов, предложенной профессором Стэнфордского университета Робертом Твайгсом. Наноспутник КПИ PolyITAN-1 имеет массу около 1 кг и размеры 14х14х13 см. После презентации этой разработки в Институте имени Калмана (Бельгия) нас пригласили участвовать в Международном проекте QB50. Сегодня в рамках этого проекта мы создаем две конструкции наноспутников - "КПИ-1" и "КПИ-2", которые вместе с 50 Наноспутники университетов других стран, при условии соответствующей оплаты, могут быть запущены на орбиты соответственно в 2013 и 2015 в контейнере CubeSat фирмы ISIS с Делфта (Нидерланды).
Отметим, что опыт создания наноспутников, в частности применение конструкции модуля навигации украинской разработки и доработки его конструкции в условиях космоса, а также новые технические решения модуля электропитания и защиты каналов обработки информации могут быть задействованы в разработках космических аппаратов КБ "Южное".
Приведенные примеры осуществляемых разработок соответствуют направлениям исследований, предусмотренных подписанным 7 февраля с.г. Генеральным соглашением между Государственным предприятием "Конструкторское бюро" Южное "им. М.К. Янгеля" и высшими учебными заведениями Министерства образования и науки Украины. Анализ новых тематических предложений, составляющих содержание указанного соглашения, показывает, что подразделения нашего университета имеют возможность существенно расширить внедрение своих исследований в ракетно-космическую отрасль страны. Так, ученые инженерно-физического факультета предлагают разработку композитов, представляющих углеродную матрицу, армированную углеродными волокнами, углеродными нанотрубками, наполненными наночастицами порошков с материалов различной природы, что позволит изменять, например, свойства проводимости в 100-1023 раза. Терморасширенный модифицированный магнитными, электропроводящими или диэлектрическими нанопорошков и тонкими нанопленку графит может быть применен для защиты от электромагнитного и радиационного излучения.
Эту же проблему защиты электронных приборов от излучения ученые химико-технологического факультета предлагают решать созданием пленочных композиционных нерезонансных магнитных покрытий на основе полимерных связующих.
Ученые Механико-машиностроительного института предлагают разработку новых технологий получения высокоточных изделий из пластических и металопластичних материалов с использованием процессов холодной объемной штамповки, а также разработку методов расчета на прочность при сложном термосилового статическом и динамическом нагрузке.
Разработку технологий сварки неразъемных соединений углерод-углеродных материалов с металлами предлагают исследователи сварочного факультета.
Среди разработок факультета авиационных и космических систем можно назвать такие, как система ориентации и стабилизации малых космических аппаратов, двигатель-маховик для микроспутников, датчик угловой скорости для телеметрии и бесколлекторный двигатель постоянного тока большой мощности.
Интересными для применения в будущих проектах КБ "Южное" могут быть наработки инженерно-физического факультета по использованию катодов и катодно-подогревающее узлов из монокристаллического гексаборид титана для ионных двигателей коррекции орбиты космических летательных объектов в рамках проекта "Двойной старт".
Эти и другие предложения НТУУ "КПИ" передаются в КБ "Южное". По итогам упомянутого совещания при проведении нашим министерством конкурсов госбюджетных тем предполагается целевая приоритетная поддержка тех предложений, по которым высшие учебные заведения будут хоздоговорные темы с КБ "Южное".
М.Ю. Ильченко, академик НАН Украины, проректор по научной работе НТУУ "КПИ"