Кафедре СМ10 «Колесные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана – 80 лет
Заведующие кафедрой
Е.А. Чудаков А.А. Липгарт Г.А. Смирнов А.А. Полунгян Г.О. Котиев
С 1936 по 1953 г. — Е.А. Чудаков (1890-1953), академик, вице-президент академии наук СССР, по его инициативе была организована кафедра «Автомобили».
С 1953 по 1973 г. — А.А. Липгарт (1898-1980), заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат пяти Государственных премий, бывший Главный конструктор Горьковского автомобильного завода, доктор технических наук, профессор.
С 1973 по 1988 г. — Г.А. Смирнов (1920-1993), доктор технических наук, профессор.
С 1988 по 2003 г. — А.А. Полунгян (1931-2011), заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор.
С 2003 года по настоящее время кафедру возглавляет Г.О. Котиев, заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор.
В 1936 г. по инициативе Евгения Алексеевича Чудакова (1890-1953) была организована кафедра «Автомобили», и он сам становится ее первым руководителем вплоть до конца своей жизни. За это время кафедрой выпущено более 2500 квалифицированных инженеров, выполнено более 40 научно-исследовательских работ, подготовлено 10 кандидатов наук. При кафедре работали 5 студенческих научных кружков по различным научным направлениям автомобилестроения. Е.А. Чудаков (впоследствии академик, вице-президент Академии наук СССР) сыграл выдающуюся роль в создании и развитии науки об автомобиле. Он является основоположником теории движения автомобиля.
В 1953 г. после Е.А. Чудакова кафедру возглавил главный конструктор Горьковского автомобильного завода Андрей Александрович Липгарт (1898-1980) и руководил ею по 1973 г. Кафедра получила новое название «Колесные машины». За время работы на кафедре и в НАМИ, где он был заместителем директора и главным конструктором, он создал и внедрил в практику новый научный метод решения конструкторских задач, заключающийся в широком использовании экспериментальных и исследовательских работ. А.А. Липгарт внес огромный вклад в развитие нашей автомобильной промышленности и конструкторской школы.
С 1974 по 1988 г. кафедрой заведовал профессор Глеб Анатольевич Смирнов (1920-1993). Под его руководством велись работы по созданию и исследованию оригинальных типов движителей (колесно-шагающего, волнового, металлоэластичного и др.), которые находят применение при создании мобильных роботов, а также при движении по поверхности других планет. Были проведены работы по исследованию управляемости и устойчивости многоприводных колесных машин. Совместно с КАМАЗом проведены поисковые опытно-конструкторские работы по созданию семейства полноприводных «экологически чистых» грузовых автомобилей.
Исследованы процессы стационарного бокового увода у крупногабаритных (диаметром до 3 м) шин и построена оригинальная теория нестационарного увода. Совместно с МАЗом был построен и проходил испытания уникальный ходовой макет многоосного шасси полной массой 60 т, имеющий электрогидравлический привод поворота всех колес и бортовую цифровую систему управления.
На кафедре сложились научные направления, возглавляемые профессорами кафедры. Под руководством профессора Николая Федоровича Бочарова создана научная школа по разработке методов расчета на прочность рам автомобилей, исследовались новые типы движителей (пневмокатки и пневмогусеницы и др.), обеспечивающие значительное повышение проходимости транспортных средств, велись также работы экологического направления по снижению уровня шума автомобилей. Для ряда моделей Волжского автозавода предложены новые конструкторские решения деталей двигателя, показана возможность уменьшения вибрации путем установки вставок из пористого материала на основе стальной сетки под коренные подшипники коленчатого вала двигателя, подшипники коробки передач и редуктора ведущего моста, разработана новая конструкция подвески силового агрегата с использованием виброизоляторов из металлорезины, что позволило снизить вибрации на рулевом колесе до нормативных требований. Для грузовых автомобилей МАЗ и КрАЗ и для трактора МТЗ были разработаны специальные капсулы для силового агрегата и изменена система выпуска отработавших газов, что позволило снизить шум без ухудшения характеристик двигателя.
Профессором Валерием Сергеевичем Цыбиным основана научная школа по созданию элементов колесных машин из композиционных полимерных материалов. Были разработаны технологические методы, обеспечивающие крупносерийное производство изделий из композиционных полимерных материалов методами прессования и литьем под давлением. Под его руководством впервые в стране был создан легковой автомобиль с кузовом из композиционных материалов, а также несущий кузов для плавающей колесной машины из композиционных полимерных материалов. Затем эти работы возглавил доцент Борис Алексеевич Афанасьев.
Впервые был создан несущий (безрамный) корпус для плавающей колесной машины высокой проходимости из композиционных полимеров, нашедший в дальнейшем реализацию в промышленности. В результате этих работ была создана оригинальная методика оценки эффективности применения композиционных полимерных материалов, позволяющая на стадии проектирования правильно выбрать объект для его воплощения в новом материале и наметить пути повышения эффективности.
С 1988 по 2003 г. заведующим кафедрой был Аркадий Авсеевич Полунгян (1931-2011), заслуженный деятель науки РФ. Под его руководством была разработана система автоматизированного моделирования динамической нагруженности трансмиссий многоприводных колесных машин, их ходовых частей и несущих систем. В целях ускорения внедрения результатов исследований в производство был разработан, изготовлен и введен в эксплуатацию стендовый комплекс для исследования динамической нагруженности колесных машин на физически подобных моделях и оценки демпфирующих устройств трансмиссий. Разработаны, изготовлены, испытаны и внедрены в серийное производство транспортных машин конструкции упругофрикционных демпферов.
Преподаватели кафедры всегда придавали большое значение научно-исследовательским работам и внедрению их результатов в промышленность и в учебный процесс.
Группой доцента Владимира Алексеевича Галашина велись работы, по повышению плавности хода и управляемости колесных машин, снижению их массы и металлоемкости благодаря применению оригинальных пневматических упругих элементов с резинокордной оболочкой. Совместно с НПО «Прогресс» разработаны рукавные элементы для подвесок колес автобусов, троллейбусов, грузовых автомобилей и специальных колесных машин. Проведены исследования по надежности пневморессор, предложены конструктивные и технологические мероприятия, позволяющие в 1,5-2 раза повысить срок их службы. Создана система вторичного подрессоривания (кабин, мотоотсеков и др.) многоосных колесных машин, в результате чего достигнуто значительное снижение вибронагруженности в наиболее опасной низкочастотной области. Это, в свою очередь, привело к повышению комфортабельности, а также к сохранности оборудования и грузов.
Разработанные упругие элементы и система подрессоривания защищены несколькими авторскими свидетельствами.
Кафедра сегодня
С 2003 г. кафедру возглавляет профессор Георгий Олегович Котиев, выпускник МГТУ им. Н.Э. Баумана, под руководством которого в МГТУ им. Н.Э. Баумана создана научная межотраслевая школа по разработке колесных и гусеничных транспортных систем с применением современных средств трехмерного проектирования, имитационного математического моделирования рабочих процессов агрегатов и систем, а также прочностного анализа и оптимизации элементов конструкции. Научная школа непрерывно пополняется молодыми кадрами за счет применения созданной высокоэффективной технологии подготовки специалистов, интегрированных в процесс разработки современных транспортных систем на отраслевых предприятиях и в рамках НИР и ОКР, выполняемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
В настоящее время ведутся работы со многими отраслевыми предприятиями и научными центрами в РФ: ПАО «КАМАЗ», Группой «ГАЗ», ООО «Ростсельмаш», АО «Автомобильный завод «Урал», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» и другими предприятиями отраслей экономики РФ. Под научным руководством профессора Котиева Г.О. на кафедре выполняются проекты совместно с отраслевыми предприятиями и в рамках Гособоронзаказа:
— по созданию производства многофункциональных энергоэффективных и экологически безопасных лесных машин (с ПАО «КАМАЗ»);
— по разработке электрических беспилотных мотовездеходов нового поколения (с АО «Русская механика»);
— по разработке и созданию высокотехнологичного производства автономных тяжёлых платформ для безлюдной добычи полезных ископаемых в системе «Умный карьер» и семейства электромеханических беспилотных автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности в интересах добывающих отраслей промышленности РФ (с ПАО «КАМАЗ»);
— по разработке ведущих мостов для семейства автомобилей Урал (с АО «Автомобильный Завод «Урал»).
Для привлечения к научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам (НИОКР) преподавателей, научных и инженерных работников, студентов и аспирантов кафедр создан кластер наземных транспортно-технологических систем (НТТС) (всего более 200 человек), в состав которого входят структурные подразделения университета: научно-образовательные центры (НОЦ «КАМАЗ-БАУМАН» и НОЦ «РОСТСЕЛЬМАШ-МГТУ»); инжиниринговые центры (ИЦ «Группа ГАЗ» им. А.А. Липгарта и ИЦ «Импортозамещения в машиностроении»). Таким образом, в настоящее время на кафедре активно ведется научно-исследовательская и опытно-конструкторская деятельность, что дает возможность привлекать студентов с 3-4 курса обучения, повышая их мотивацию к получению профессиональных знаний и навыков в области конструкторских и исследовательских работ, что позволяет студентам приобрести дополнительные умения и навыки, выходящие за пределы образовательной программы.
В настоящее время обучение студентов осуществляется путем сочетания глубокой теоретической подготовкой при проведении лекционных и практических занятий, формирующих фундамент базовых знаний, и прикладной подготовкой с реализацией в практических занятиях, лабораторных работах, при выполнении курсовых проектов, домашних заданий, научно-исследовательских работ, при прохождении практик, формирующих навыки использования современных инженерных «цифровых инструментов». Стратегические цели кафедры связаны с углублением «цифровизации» процесса обучения.
Кафедра готовит специалистов по двум специальностям: «Наземные транспортно-технологические средства», специализация «Автомобили и тракторы» и «Транспортные средства специального назначения», специализация «Военные гусеничные и колесные машины»; бакалавров по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», направленность «Электромобили»; магистров по направлениям подготовки: «Электроэнергетика и электротехника», направленность «Электромобили» и «Наземные транспортно-технологические комплексы», направленность «Колесные машины»; аспирантов по научной специальности: «Наземные транспортно-технологические средства и комплексы»; осуществляет повышение квалификации работников отрасли по данным направлениям. Основные учебные курсы, читаемые на кафедре: конструкция колесных машин; теория движения колесных машин; методы расчета и проектирования колесных машин; методы расчета и проектирования электромобиля, динамика транспортных средств; моделирование систем транспортных средств; системы автоматизированного проектирования транспортных средств; управление техническими системами; электрооборудование наземных транспортно-технологических средств; бортовые источники энергии и зарядная инфраструктура электромобилей; бортовые информационно-управляющие системы; электронная и микропроцессорная техника.
Студенты получают углубленные теоретические знания в области электрических транспортных средств, полноприводных колесных машин и специальных транспортных средств, получают навыки математического моделирования движения колесной машины в различных условиях эксплуатации и моделирования рабочих процессов различных систем колесных машин (электромеханические трансмиссии, беспилотные системы, системы помощи водителю, системы подрессоривания, несущая система и др.), а также проводят расчеты на прочность методом конечных элементов, используют твердотельное проектирование и владеют технологиями «сквозной» разработки конструкторской, технологической и программной документации. Для реализации образовательных программ и проведения НИОКР на кафедре созданы 3 вычислительных центра с новейшей современной компьютерной техникой и 9 научно-учебных лабораторий. Производственные практики студентов проводятся на ведущих предприятиях отрасли: ПАО «КАМАЗ», группа «ГАЗ», ООО «Ростсельмаш», АО «Автомобильный завод «Урал», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» и др.
На базе проводимых научно-исследовательских работ на кафедре подготовлено более 170 кандидатов технических наук, 19 докторов технических наук, издано более 20 учебников, более 1 200 научных статей, 14 монографий, более 80 внедренных авторских свидетельств и патентов.