Terra incognita в сердце России

В ноябре исполняется 65 лет одному из уникальных научно-педагогических коллективов всемирно знаменитого вуза России – факультету «Специальное машиностроение» Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Он ведет свою историю от образованных в 1938 г. трех оборонных факультетов – танкового, артиллерийского и боеприпасов. Плоды труда его ученых и выпускников – от патронов до мощнейших артиллерийских систем, легендарных «Катюш», боевых машин – прокладывали путь к Великой Победе. Затем будни лабораторий стали предтечей прорыва человечества во Вселенную, космического и многих других научно-технических приоритетов нашего Отечества и оборонного потенциала, гарантировавшего нашей стране десятилетия мирной жизни.

Факультет СМ может дать фору иному вузу по количеству студентов. И не одному десятку вузов – по числу знаменитых имен, составивших мировую славу российской науки и техники.

Сфера научно-технических интересов коллектива необъятна, а сочетание неповторимо – от глубин океанов до просторов вселенной. Необычно и то, что в его структуре – целый… НИИ специального машиностроения. Он создан в 1971 г., а в 1988 г. образован Научно-учебный комплекс (НУК СМ) специального машиностроения, включающий факультет СМ и НИИ.

Научно-техническая база НУК СМ уникальна. К примеру, в двух демзалах – ракетно-космическом и ракетно-артиллерийском собраны образцы созданных за последние 50 лет вооружений и техники. Их коллекции нет аналогов в вузах России. Создание нескольких КБ позволило институту не зависеть от оборонных НИИ, за рамками оборонного заказа ускоренно развивать новые направления научно-технической деятельности. НИИСМ стал головным в создании робототехнических комплексов. Всеобщее признание получили его работы по созданию подводных технических средств и глубоководных технологий. Он играет ведущую роль в создании специальных радиосистем миллиметрового диапазона, трудится над городскими транспортными средствами, машинами для лесного хозяйства, принципиально новыми системами пожаротушения, взрывными технологиями двойного (военного и гражданского) назначения, многими другими разработками.

Все это – малая толика забот научно-учебного комплекса СМ.

При всей известности МГТУ многие заслуги бауманцев десятилетиями остаются неизвестными обществу.

Вузу в центре столицы и его факультету из высших интересов страны и впредь суждено во многом оставаться для широкой публики «неизвестной землей». Сделаем несколько шагов по этой terra incognita.

Тот самый Жуковский и другие

Основоположником направления «Внешняя баллистика» научной школы МГТУ «Теория полета и аэродинамика» по праву считается один из профессоров вуза Н.Е. Жуковский – тот самый всемирно известный прародитель российской авиации. В начале Первой мировой он с коллегами проводил фундаментальные исследования, ставшие теоретической основой авиационного бомбометания, а в 1918 – 1920 гг. – связанные с созданием артиллерийских систем. Возродилось это направление в 1938 г., когда была создана кафедра «Баллистика».

На трудах баллистиков МГТУ выросло несколько поколений специалистов проектирования боеприпасов и ракетно-артиллерийских систем. Ныне кафедра СМ3 «Баллистика и аэродинамика» продолжает традиции научной школы внешней баллистики – самой известной среди аналогичных школ гражданских вузов страны, по значимости не уступающей научным школам военных академий, во взаимодействии с которыми она решает важные проблемы обороноспособности России.

В ряду заслуг кафедры «Ракетные и импульсные системы» – подготовка специалистов и достижения одноименной научной школы ракетно-артиллерийского оружия. Фундаментальные исследования и опытно-конструкторские работы ее ученых определили теоретические основы ракетно-артиллерийской науки.

Среди воспитанников кафедры – лауреаты Государственных премий СССР, доктора технических наук, профессора, главные конструкторы: авиационных автоматических пушек – А.А. Рихтер, дистанционно управляемых комплексов наземного и морского базирования – Н.П. Мазуров, высокоэффективных ракетных комплексов вооружения сухопутных войск – действительный член ряда Российских академий С.П. Непобедимый, а также лауреат премии им. С.И. Мосина, создатель комплексов крупнокалиберного стрелкового оружия В.Ю.Соколов.

На кафедре продолжают развиваться два научных направления: прикладная термогазодинамика и синтез технических решений при проектировании ракетного и артиллерийского оружия. Первое возглавляют член-корреспондент Российской академии ракетно-артиллерийских наук, руководитель Научно-учебного комплекса СМ, декан факультета В.В. Зеленцов и доктор технических наук, профессор А.А. Королев. В числе их достижений – результаты исследований, касающихся твердотопливных ракетных двигателей, управления ими, энергоснабжения бортовых систем, а также артиллерийского и стрелкового оружия. Второе направление разрабатывает фундаментальные проблемы формирования принципиально новых информационных технологий проектирования ракетного и артиллерийского оружия. Его возглавляет заведующий кафедрой с 1987 г., действительный член Российской академии ракетно-артиллерийских наук, доктор технических наук, профессор Б.К. Новиков.

Достижения научной школы широко используются при создании ракетного и артиллерийского оружия и благодаря универсальности результатов применяются в мирных целях. Разработка противоградовых средств, сейсморазведка, бурение глубоких скважин, установка взрывных устройств в подземных выработках, тушение пожаров, демонтаж металлических и бетонных конструкций, забивание и обрезка свай, ликвидация заторов при лесосплаве, утилизация старого вооружения и промышленных отходов – вот далеко неполный перечень сфер, в которых используются разработки кафедры.

Кафедра «Высокоточные летательные аппараты» – прямая наследница факультета «Боеприпасы». Кафедра готовит специалистов по перспективной технике, работающей в экстремальных условиях и широком диапазоне скоростей, температур и давлений – от сверхнизких до сверхвысоких, при применении ее от космоса и верхних слоев атмосферы до сверхбольших глубин в воде и земной коре. К числу задач, решаемых выпускниками кафедры, относится разработка высокоточных летательных аппаратов, приобретающих высокую скорость и изменяющих ее.

Выпускники занимаются разработкой зондирующих устройств для исследования планет солнечной системы, методов защиты космических кораблей от воздействия метеоритных частиц, созданием новых материалов с уникальными свойствами (импульсное прессование и сварка, синтез алмазов, новейшие методы преобразования энергии), использованием импульсных процессов при сверхглубоком бурении скважин, в высокоэффективных технологиях импульсной обработки материалов, газо- и нефтедобычи, в ракетно-космической технике и т.п.

Научная школа кафедры обеспечила создание в стране высокоэффективных газодинамических импульсных устройств различного назначения и подготовку инженерных кадров для отрасли. Трудами, в первую очередь профессоров А.Г. Горста, Н.Л. Соловьева, В.В. Королева, К.П. Станюковича, В.Н. Ионова, Г.С. Батуева, О.Д. Антоненкова заложены основы этой научной школы.

От патронов до ракет

Создание кафедры «Специальная технология» – ныне «Технология ракетно-космического машиностроения», связано с именем заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, Героя Социалистического Труда, доктора технических наук, профессора Э.А. Сателя. Он выделил направления исследований в области стрелково-пушечного вооружения и боеприпасов, которые заложили основы крупной научной технологической школы.

Важным этапом подготовки и повышении квалификации кадров стало создание Э.А. Сателем Академии промышленности вооружений, привлечение к ее работе выдающихся организаторов производства.

На кафедру был приглашен выдающийся ученый, конструктор и технолог артиллерийских систем доктор технических наук, профессор В.Г. Грабин. Он разработал и внедрил систему ускоренного проектирования и изготовления пушек, которая в годы войны позволила в сверхкороткие сроки разрабатывать артсистемы, в том числе лучшую пушку Великой Отечественной знаменитую ЗИС-3.

После Победы с организацией 1948 г. факультета «Ракетная техника» заведующий кафедрой «Специальная технология» Э.А. Сатель, профессора В.Г. Грабин, СЛ. Ананьев и В.Г. Саксельцев возглавили исследования и создание учебных курсов в области технологий ракетно-космических систем. Исследования во многих направлениях заложили основы комплексной научной школы в этой области.

Научное направление, связанное с созданием основ новых физико-химических методов обработки высокопрочных и тугоплавких материалов возглавляли доктора технических наук, профессора В.Н. Подураев, В.С. Камалов, А.А. Суворов, А.А. Барзов, А.В. Сгибнев и другие. Исследования в области неразрушающего контроля, измерения перемещений и колебаний узлов, деталей, элементов конструкций ракетно-космической техники (виброметрия) получили развитие в работах члена-корреспондента РАН В.В. Клюева.

С именами докторов технических наук, профессоров М.А. Анучина, В.А. Тарасова связано создание теоретических основ технологии и оборудования для импульсного формообразования. Развивалось и научное направление, касающееся автоматизации технологических процессов, систем управления оборудования и разработки автоматизированных систем технической и технологической подготовки производства. Дальнейшим его развитием стали работы по проектированию современных гибких и интегрированных производственных систем.

Научное направление в области создания новых неметаллических композиционных материалов различных классов активно развивается в работах докторов и кандидатов технических наук, профессоров и доцентов А.К. Добровольского, И.М. Буланова, Ю.П. Плотникова, А.Ф. Пузрякова, В.А. Шишацкого, Ю.Ц. Куникова и других. На основе их разработок получили развитие теория и технологии различных покрытий, изготовленных плазменными методами. Важны и разработки, изготовления деталей из тугоплавких (вольфрам, молибден, их сплавы и других) материалов методами осаждения из газовой фазы. В 2000 г. на факультете создана кафедра «Ракетно-космические композитные конструкции».

Ученые кафедры добились крупных успехов в сборке и испытании ракетно-космической техники.

Звездные имена

В 1948 г. был создан факультет «Ракетная техника». В его становлении принимали участие профессора В.В. Уваров, Ю.А. Победоносцев, М.А. Попов. Особенно большую роль сыграл главный конструктор ракетно-космических систем С.П. Королев. Выпускник МВТУ 1930 г., он в 1932-м возглавил Группу изучения реактивного движения, в 1933 г. стал главным инженером Реактивного НИИ, а в 1946 г. – главным конструктором баллистических ракет. Особое КБ Королева впоследствии выросшее в научно-производственное объединение (ныне – Ракетно-космическая корпорация) «Энергия», стало центром развития ракетно-космической техники. На его основе созданы несколько КБ и опытных производств, из его стен вышли многие видные ученые и инженеры, академики М.К. Янгель, В.П. Макеев, М.Ф. Решетнев, член-корреспондент РАН Д.И. Козлов.

Первая отечественная стратегическая ракета разработки ОКБ Королева с ядерным боезарядом принята в эксплуатацию в 1956 г. Вскоре созданы оперативно-тактическая ракета с ядерным зарядом и ракета для подводных лодок. В августе 1957 г. впервые в мире стартовала межконтинентальная баллистическая ракета. Она оказалась перспективной в качестве ракеты-носителя. Было разработано несколько модификаций, которые вывели в космос множество аппаратов – от автоматических спутников Земли, Луны, межпланетных станций до пилотируемых кораблей «Восток», «Восход», «Союз», «Союз-Т», грузового корабля «Прогресс».

4 октября 1957 г. запущен первый в мире искусственный спутник Земли, а в ноябре – второй, также разработанные в ОКБ Королева. 12 апреля 1961 на корабле «Восток» Юрий Гагарин совершил первый в истории космический полет. Затем на «Востоках» совершено еще 5 полетов космонавтов.

ОКБ Королева разработало трехместный «Восход». В октябре 1964 г. экипаж из трех человек побывал в космосе. Затем на «Восходе-2» совершили полет два космонавта, А.А. Леонов впервые в истории вышел в открытый космос.

Королев возглавлял Совет главных конструкторов ракетной техники. Все члены его преподавали или консультировали в МВТУ им. Баумана. При жизни Королева начато создание автоматических межпланетных станций серий «Зонд», «Луна», «Венера». В 1961 г. запущена первая межпланетная станция к Венере, затем созданы несколько ее вариантов, в том числе посадочный. В 1966 г. «Луна-9» совершила мягкую посадку на спутник Земли, несколько ее предшественников облетели Луну, исследовав обратную сторону.

Королев читал лекции и вел занятия в МВТУ, опубликовал в нем курс лекций «Основы проектирования баллистических ракет дальнего действия» – первое учебное пособие, которое легло в основу преподавания этой дисциплины в вузах и до сих пор имеет большую научную значимость. Он уделял большое внимание молодежи, встречался со студентами и аспирантами МВТУ, поддерживал их разработки. ОКБ Королева было тесно связано с кафедрами вуза. Заложенные им традиции связи учебы с работой в ОКБ живы и ныне.

После безвременной кончины Королева созданный им коллектив продолжил его дело. Были выведены на орбиту станции «Салют» и «Мир», уникальный ракетно-космический комплекс «Энергия»-»Буран», многие другие системы. Во всех этих работах активно участвовали выпускники МВТУ им. Баумана. За первые 20 лет космической эры в нашей стране было не менее 600 успешных запусков в космос. Основные, этапные разработки космических аппаратов принадлежали ОКБ Королева.

С 1951 по 1984 г. в МВТУ профессором, затем заведующим кафедрой «Крылатые ракеты и космические аппараты» работал генеральный конструктор, дважды Герой Социалистического Труда, академик В.Н. Челомей. Его научные интересы были сосредоточены на разработке крылатых и баллистических ракет, космических аппаратов. В 1943 г. он впервые в стране создал пульсирующий воздушно-реактивный двигатель и первую отечественную крылатую управляемую ракету, которая в начале 1945 г. была принята на вооружение. Под его руководством разработан целый ряд боевых крылатых ракет.

В 1959 г. Челомей стал генеральным конструктором авиационной и ракетно-космической техники. В 1960-м начаты разработки и впоследствии успешно испытаны экспериментальные образцы воздушно-космических аппаратов с аэродинамическим входом в атмосферу. Тогда же начались разработки спутников, маневрирующих на орбите (серия «Полет»). Разрабатывалась ракета-носитель для них. Этот опыт способствовал созданию пилотируемой станции «Салют», тяжелого носителя «Протон» и ряда уникальных образцов космической техники. Универсальность ракеты «Протон» позволяла использовать ее для облета Луны беспилотными и пилотируемыми аппаратами, мягкой посадки на нее, облета автоматическими станциями Венеры и Марса и посадки на эти планеты, других задач. Затем коллектив во главе с Челомеем перешел к созданию тяжелых станций серии «Алмаз» – уникального комплекса, долговременной орбитальной станции многоцелевого назначения.

КБ Челомея создало первую универсальную баллистическую ракету УР-200. Ряд его идей лег в основу новых эффективных ракетных комплексов. В конце 60-х – начале 70-х гг. созданы автоматизированные ракетные комплексы с универсальными ракетами ампульного типа и упрощенной шахтной пусковой установкой.

Челомей был и выдающимся педагогом, в 1960 г. создал в МВТУ кафедру «Динамика машин» и воспитал большую группу учеников.

Одно из важнейших направлений ракетно-космической техники, связанное со стартовыми комплексами, в конце 50-х гг. основано генеральным конструктором КБ общего машиностроения, Героем Социалистического Труда, лауреатом Ленинской и Государственной премий В.П. Барминым.

После окончания МВТУ в 1930 г. он работал конструктором завода «Компрессор», а в 1941 г. стал руководителем Специального КБ, которое в первые месяцы войны доработало опытные образцы ракетной пусковой установки (ПУ) залпового огня «Катюша» и организовало ее серийное производство. Всего за годы войны изготовлено около 17000 установок, СКБ создало 78 новых образцов этого оружия, 36 из них были приняты на вооружение.

После войны СКБ разработало несколько более совершенных систем залпового огня, технический и стартовый комплексы для зенитных управляемых ракет, долгие годы стоявших на вооружении ПВО страны.

Велики заслуги академика Бармина и в создании ракетно-ядерного щита страны. Под его руководством создавались многие стартовые комплексы.

КБ общего машиностроения создало и основные виды стартовых комплексов для космических ракет. Уникальны по техническому решению и жизнеспособности стартовый комплекс, с которого впервые в истории выведен на орбиту корабль с космонавтом на борту, а также стартовые комплексы для ракет «Протон», «Энергия» и других.

Под руководством Бармина созданы установки космической технологии на спутниках и станциях, уникальные конструкции для забора и исследования грунтов Луны и Венеры, доставке на Землю лунного грунта.

Преподавательскую деятельность в вузе Бармин начал в 30-е гг., с 1959 г. около 30 лет руководил созданной им кафедрой «Стартовые комплексы ракетно-космической техники», ныне «Стартовые ракетные комплексы». Сотни инженеров, десятки ученых с гордостью называют себя его учениками.

Вуз готовил специалистов по ракетной технике еще до создания специализированного факультета. В эту работу внес большой вклад известный ученый, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат Государственной премии СССР, профессор, доктор технических наук Ю.А. Победоносцев. Он работал в МВТУ в 1941 – 1950 гг., с 1948-го заведовал кафедрой, готовящей ракетостроителей, исследовал внутреннюю баллистику ракетных двигателей твердого топлива, горение порохов в камере ракетного двигателя, установив критерий его устойчивости, известный как «критерий Победоносцева».

Выдающуюся роль в становлении научной школы «Ракетно-космическая техника», объединяющей различные кафедры и научно-исследовательские подразделения МВТУ, сыграл Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, член-корреспондент АН СССР, замечательный ученый-механик В.И. Феодосьев. Он около 40 лет возглавлял кафедру «Баллистические ракеты дальнего действия». На ней работали такие крупные ученые и конструкторы, как В.Н. Челомей, В.П. Бармин, К.С. Колесников, Н.Ф.Краснов, В.В. Симакин, К.С. Хитрик, К.П. Феоктистов, А.С. Елисеев, Л.И. Балабух, С.А. Алексеев, Г.Б. Синярев, В.Ф. Разумеев и другие. Учениками Феодосьева стали профессора В.И. Усюкин, Н.А. Алфутов, В.С. Зарубин, В.Н. Елисеев, В.П. Качура, Б.Г. Трусов.

Феодосьев участвовал в разработке многих ракетных систем, был консультантом по вопросам прочности в КБ Королева, разработал методы расчета ряда узлов ракет и ракетных двигателей. В вузах Феодосьев известен и как автор труда по основной инженерной дисциплине машиностроителей – «Сопротивление материалов», который выдержал 12 изданий в нашей стране и 15 за рубежом, в 1976 г. удостоен Государственной премии СССР.

С начала 60-х гг. все большую роль в научной школе «Ракетно-космическая техника» играет кафедра «Баллистика и аэродинамика» во главе с профессором Л.Н. Лысенко. Под его руководством формировалось научное направление в области динамики, навигации и управления движением беспилотных летательных аппаратов. Разработки с участием представителей этой научной школы признаны изобретениями, внедрены на ряде орбитальных пилотируемых станций, орбитальном комплексе «Мир»-«Квант»-«Квант-2». За разработку более 80 изобретений, использованных на предприятиях ракетно-космической отрасли, профессор Лысенко удостоен звания «Заслуженный изобретатель РСФСР».

Научные исследования в области ракетно-космической техники в МГТУ продолжаются. Его педагоги и ученые сохранили связи с крупнейшими организациями, разрабатывающими ее, – НПО «Энергия», ЦНИИмаш, КБ «Салют», НПО им. С.А. Лавочкина, Московским институтом теплотехники. Расширяются связи с фирмами и вузами разных стран.

Роддом для роботов

В начале 60-х гг. в МВТУ возникло научное направление, положившее начало новой научной школе «Робототехнические системы», которую возглавил выпускник МВТУ, академик РАН Е.П. Попов. Вуз стал пионером робототехники. В нем проведены фундаментальные исследования в области компьютеризированных систем управления и очувствления роботов и роботизированных технологических комплексов, использования элементов искусственного интеллекта и создания сенсорных устройств. Впервые в мире были предложены принципы построения робототехнических систем дистанционного управления в копирующем, супервизорном и интерактивном режимах. И такие системы были построены в содружестве с другими организациями.

Первые работы в этой области проводились под руководством профессоров В.С. Кулешова и Н.А. Лакоты. 1971-й, когда коллектив кафедры возглавил Е.П. Попов, стал годом возникновения новой научной школы – ведущей в области научных основ робототехники в нашей стране и широко известной за ее пределами. На базе ее научных результатов с начала 70-х началась подготовка инженерных кадров. Ученые вуза предложили принципы построения робототехнической системы для обслуживания термоядерного реактора типа ТОКАМАК. Были созданы системы управления манипуляторами для сложных операций и опасных научных экспериментов в экстремальных условиях атомных электростанций. Под руководством Н.А. Лакоты разработаны мобильные роботы на колесном и гусеничном ходу. Три робота, построенные в МВТУ, успешно действовали при ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС.

Исследования по космическим манипуляторам велись совместно с ОКБ Королева. А в ходе исследований в области подводных роботов сложился коллектив, образовавший в 1989 г. кафедру технических средств освоения Мирового океана, которую возглавил директор НИИ СМ, доктор технических наук, профессор В.А. Челышев.

* * *

В одной публикации немыслимо охватить все разнообразие научных школ и направлений, достижений, которыми знаменит факультет СМ. Многие из них, в том числе созданные на кафедрах «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы», «Колесные машины» станут темами отдельных публикаций.

Созданные в 1938 г. оборонные факультеты обеспечили первый выпуск специалистов уже в 1941 г. потому, что опирались на созданные в вузе научные школы мирового уровня. Так зарождались традиции, которые хранит и достойно продолжает факультет «Специальное машиностроение». 65 лет он верно служит России.

Публикацию подготовили Андрей ВОЛОХОВ, пресс-секретарь МГТУ им. Н.Э. Баумана; Сергей МАНЮКОВ