Кафедра автоматических систем энергетических установок

Общая информация

Шахматов

Шахматов Евгений Владимирович
Заведующий кафедры

Мехатроника — новейшая область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением, которая базируется на знаниях в области МЕХАники, элекТРОНИКИ, информатики и микропроцессорной техники. Мехатронные системы гидропневмоавтоматики широко применяются на предприятиях аэрокосмической, энергетической, нефтегазовой, автомобильной и других отраслях промышленности. Во все мире отмечается бурный интерес к мехатронике в образовательной, научно-исследовательской и производственной сферах. Объемы мирового производства мехатронных модулей и систем ежегодно увеличиваются, охватывая все новые сферы профессиональной и повседневной жизни современного человека. Создание и эксплуатация таких систем требует подготовки специалистов нового типа с глубокими знаниями компьютерных систем управления, программирования, механики, гидравлики и пневматики.

Наши выпускники способны решать комплексные задачи автоматизации современного производства. Подготовка ведётся с использованием учебного оборудования мирового уровня. Сегодня ни один ВУЗ Поволжья не готовит подобных специалистов, востребованных во всех отраслях промышленности.

Создание в СГАУ современной учебной базы для обучения бакалавров по профилям «Агрегаты и системы управления» и «Мехатронные и робототехнические комплексы», для обучения магистров по программе «Мехатронные пневмогидравлические агрегаты и системы» и стажировки инженеров промышленных предприятий дает возможность готовить в регионе высококвалифицированный технический персонал, удовлетворяющий жестким современным требованиям рынка труда.

Немного о создании кафедры. В 1982 году в Куйбышевском авиационном институте на факультете «Двигатели летательных аппаратов» создана кафедра «Автоматические системы энергетических установок» (АСЭУ).

Основу ее составил выделенный с кафедры конструкции двигателей цикл «Автоматика и регулирование двигателей» и исследовательские группы ОНИЛ-1 и НИГ кафедры физики.

Основателем кафедры и ее заведующим является академик РАН, профессор, д.т.н. В.П.Шорин. В штат преподавателей новой кафедры вошли доценты Ю.С.Анисимкин, А.Г. Гимадиев, А.Е.Жуковский, О.А.Журавлев, А.Е.Изжеуров, ст. преподаватель Ю.А.Балашевич и ассистент А.Г.Конев. В качестве совместителей к учебной работе были привлечены ведущие специалисты отрасли: главный конструктор КБАС А.В.Кислецов, главный конструктор КБ «Арматурпроект» В.М.Квасов. Первым зам. зав. кафедрой работал доцент Жуковский А.Е. с 1982 по 1986 гг. Затем с 1987 г. обязанности зам. зав. кафедрой исполнял доцент В.И. Мордасов. После 1982 г. коллектив кафедры пополнялся новыми преподавателями. Так, например, д.т.н., профессор Шахматов Е.В., будучи к.т.н., пришел на преподавательскую работу в 1985 году, а с 1991 года по 2010 г. являлся заместителем заведующего кафедрой. В настоящее время он является заведующим кафедрой и ректором Самарского Государственного Аэрокосмического университета.

Подготовка специалистов ведется на двух учебных циклах: «Автоматика» и «Лазерные системы». Первоначально деятельность цикла «Автоматика» была связана с преподаванием теории автоматического управления и автоматики авиационных и ракетных двигателей. Позднее в 1990 году открыта специализация «Агрегаты автоматики ДЛА», разработан и освоен ряд новых дисциплин: «Конструкция и проектирование агрегатов», «Системы летательных аппаратов», «Электронные системы управления», «Автоматизация проектирования агрегатов и систем», «Испытания агрегатов», «Автоматизация испытаний агрегатов», «Моделирование процессов в системах пневмогидроавтоматики».

В 1999 году организована подготовка по специальности 15.08.02 «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика».

С 1982 по 1999 год цикл «Автоматика» возглавлял профессор А.Г.Гимадиев. Благодаря его усилиям и активности открыта специальность 15.08.02., налажены прочные контакты с руководством и членами УМО по данной специальности. К преподаванию учебных дисциплин привлечены высококвалифицированные специалисты: главный конструктор ЗАО ВКБ РКК «Энергия» д.т.н., профессор С.А. Петренко и главный инженер ОАО «Агрегат», к.т.н., доцент Ю.И.Кондрашов. На цикле также преподавали: к.т.н., доцент А.Ф.Малеев, д.т.н., профессор В.И.Санчугов, к.т.н., доцент В.В.Леньшин (возглавлял цикл в 1999-2002г.г.) и другие сотрудники. Сегодня цикл «Автоматика» возглавляет Крючков А.Н., а цикл «Лазерные системы» — Быстров Н.Д.

В 1988 году в КУАИ открыта специальность 13.12.00 «Лазерные системы». Лидирующая роль нашего университета в подготовке инженеров-механиков по лазерным установкам признана Госкомитетом РФ по высшему образованию, доверившем кафедре АСЭУ в 1994 году разработку российского стандарта специальности 13.12.00 «Лазерные системы».

Начиная с 1995 г. специальность получила новое название 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике». Специальность «Лазерные системы» создавалась по инициативе и при непосредственном участии заведующего кафедрой В.П. Шорина.

С 1982 г. и до 2005 года циклом «Лазерные системы» руководил профессор О.А.Журавлев, который активно решал вопросы укрепления учебной, методической, научной базы и взаимодействия с предприятиями.

В это время на работу по совместительству были привлечены известные в стране и за рубежом специалисты в области лазерной физики и техники, научные сотрудники Самарского филиала ФИАН к.ф-м.н. Николаев В.Д. и к.ф-м.н. Шепеленко А.А, которые внесли ощутимый вклад в дело методического обеспечения и укрепления специальности. На лазерном цикле преподают известные специалисты конструкторских бюро: лауреат гранта Президента РФ, к.т.н., доц. Шапошников Ю.Н. (ОАО СНТК им. Н.Д. Кузнецова) и к.ф-м. н., доц. Крутиков А.В. (ГУП «КБАС»).

В 2006-2007 годах в рамках приоритетного национального проекта «Образование» переоснащена материальная база цикла «Автоматика» новейшим измерительным и стендовым оборудованием, освоены новые программные средства численного моделирования гидрогазодинамики и акустики потоков (ANSYS CFX, Star-CD, VirtulLab), автоматизированного проектирования агрегатов гидропневмосистем (Unigraphics, Ansys).

В это же время также по линии национального проекта «Образование» циклом «Лазерные системы» приобретено уникальное лазерное оборудование немецкого производства Rofin Dc010 и Stat Weld, что позволит поддерживать высокие стандарты инженерного образования в этой высокотехнологичной сфере.

Фундаментальность подготовки, умение искать и находить оригинальные проектные решения, хорошая компьютерная подготовка в области автоматизированного проектирования лазерных установок и систем – вот что отличает выпускников лазерного цикла.

В 2011 г. в рамках развития инновационной инфраструктуры СГАУ была закуплена гибкая производственная роботизированная линия.

Наша кафедра всегда стремилась быть лидирующей кафедрой не только в СГАУ, но и в России, поэтому в 2011 г. в соответствии с современными требованиями промышленности наша кафедра стала готовить студентов по направлению «Технологические машины и оборудование». Таким образом, кафедра перешла на современную двухуровневую систему подготовки высококвалифицированных кадров по двухуровневой системе подготовки кадров — бакалавриат и магистратура.

На кафедре подготовлены 12 докторов и более 30 кандидатов наук, выпущено 243 специалиста в области агрегатостроения и пневмогидроавтоматики, 285 специалистов-лазерщиков. Издано 45 учебных пособий и 19 монографий.

Проекты. Изобретения. Патенты

Подводная робототехника

На базе кафедры АСЭУ создана лаборатория бионических систем. Лабораторией создаётся научный и технический задел в области подводной робототехники. Ведутся обширные работы в области систем изменения плавучести. Осуществляются работы в области проектирования роботов, динамики и виброакустики робототехнических систем, систем управления сложными техническими системами, математического моделирования движение твёрдых тел, гидродинамики подводных роботов, испытания технических объектов, высокого виброакустического качества роботов и оптимального управления. Созданы роботы MarIam I, MariBot, MarIam II, и MarIam III, MariLine а также гибридный робот Tamerlan.

 

1
2

Аквадисплей

Он представляет собой систему для демонстрации водой форм, графических изображений и текста. С помощью дискретных клапанов в большом количестве (десятки и сотни) и контроллера формируется изображение из падающих капель (струй) воды путем открытия и закрытия клапанов с высокой частотой. При частом размещении клапанов может использоваться как двусторонний экран для видеопроекторов.

3
4

Особенности экрана:

  1. Новый вид представления информации
  2. Может использоваться как основа для проецирования изображения
  3. Привлекает внимание всех окружающих
  4. Слияние мехатроники и искусства в новом виде водопадов
  5. Длина экрана и частота клапанов зависит только от вашего желания
  6. Неограниченные возможности по световому решению и музыкальному сопровождению

Аквадисплей может применяться в рекламе, городских ландшафтах, интерьерных решениях, выставках, презентациях, автосалонах, торговых  центрах, аквапарках, местах отдыха и проч.

Размеры аквадисплеев от 2 метров в ширину и в высоту. Сбор воды, световое и аудио сопровождение разрабатывается индивидуально. Возможен монтаж установки непосредственно в интерьер. Удаленное управление через интернет.

5

Рабочая жидкость (базовая) Вода (центральное водоснабжение)
Масса коллектора (1 п.м.) 15 кг. – без рабочей жидкости 18,5 кг. – с рабочей жидкостью
Расход воды коллектором (1 п.м.) 30 литров/мин.
Потребляемая мощность 1200 Вт
Рабочее напряжение 220 В, 50 Гц
Количество клапанов в 1 п.м. от 40 шт.
Ресурс клапанов 20 миллионов срабатываний
Рабочая температура от плюс 10 до плюс 40 гр. С

Новые конечные элементы

Методика конечно-элементного моделирования виброакустических характеристик трубопроводных систем сложной пространственной конфигурации при их нагружении пульсирующим потоком жидкости на базе использования созданных конечных элементов. Разработанная методика позволяет проводить расчеты виброакустических характеристик трубопроводных систем со значительно меньшими, по сравнению с существующими методиками конечноэлементного моделирования, затратами машинных ресурсов. Разработанные конечные элементы могут быть внедрены в современные универсальные CAE-системы. Это позволяет расширить их элементную базу, а также решать задачи моделирования виброакустических характеристик трубопроводных систем с пульсирующим потоком рабочей жидкости в комплексе с анализом динамической нагруженности присоединенных агрегатов и систем, анализом технического объекта в целом, что обеспечивает существенное преимущество данной методики перед известными методиками моделирования.

Методика основана на использовании разработанного типа конечных элементов, позволяющего учитывать взаимодействие динамических процессов в трубопроводных системах.

Преимущества методики по сравнению с существующими CAE- системами:

  1. сокращение числа элементов более чем в 100 раз (простота построения геометрической модели, генерация сетки конечных элементов)
  2. сокращение вычислительной трудоемкости более чем в 1000 раз при сохранении точности вычислений.

Пневмоглушители шума

Пневмоглушители шума предназначены для уменьшения шума выхлопа пневмосистем производственного оборудования а также для фильтрации потока воздуза от масел и других включений. По совокупности технических характеристик глушители ИАМ превосходит как отечественные аналоги – «Фильтран», «Порал», так и зарубежные – «Ross», «Herion». Глушители ИАМ при эффективности свыше 30 дБА обладают малыми габаритами и снижают пропускную способность в допустимых пределах. Глушители шума внедрены в металлургическом и прессовом производстве ОАО «АвтоВАЗ».

6
7
8

На основании результатов лабораторных и промышленных испытаний пневмоглушитель ИАМ был выбран ОАО «АвтоВАЗ» в качестве основного для применения на целом ряде пневмопрессов (различных по мощности и назначению). Вместе с этим глушители ИАМ обладают повышенной надежностью и малой загрязняемостью. Гарантийный срок эксплуатации – 1 год, после чего по желанию Заказчика возможна замена звукопоглощающего элемента с продлением срока эксплуатации.

Технические характеристики:

Параметр Показатель типоразмера d, дюйм
1 1,25 1,5 2,0 2,5
Условный проход, мм 27 36 41 53 68
Максимальное давление в пневмоприводе, МПа (кгс/см2) 0,63 (6,3)
Пропускная способность, м3/ч 1192 2070 2730 4562 7400
Снижение корректированного по характеристике А уровня звуковой мощности, дБА, не менее 32 32 30 30 30
Установленный ресурс, ч (циклов) не менее 7 000 (3´106)
D, мм 72 82 98 110 128
L, мм 97 118 123 155 194
Масса, кг 0,6 1,0 1,4 1,8 2,1

Вибродемпферы

Они предназначены для предотвращения механических колебаний, возникающих в машинах и приборах при их работе. Принцип действия демпферов заключается в необратимом переводе полученной ими энергии в тепло или разрушении материала. На кафедре был разработан комплекс виброшумовой защиты формовочного станка «VIKERS» (ОАО «АвтоВаз»).

9

Контактная информация

г. Самара, Московское шоссе д. 34, корпус 14 (ул. Гая 43), каб. 305.

т. 8 (846) 335-19-05
т. 8 (846) 267-46-57

© 2016 Институт двигателей и энергетических установок. Все права защищены.