Кафедра теплотехники
и тепловых двигателей

Специальность, связанная с разработкой, производством и эксплуатацией двигателей внутреннего сгорания появилась при основании в 1942 году Куйбышевского авиационного института (в настоящее время Самарский университет). Основной целью её появления являлась подготовка инженеров-двигателистов для фронта и куйбышевской промышленности, которая являлась основным производителем штурмовиков ИЛ-2 и двигателей для них. С участием сотрудников кафедры в середине 80-х годов ХХ века создаётся двигатель для первого отечественного беспилотного летательного аппарата с поршневым двигателем. В конце 80-х - начале 90-х годов под руководством Лукачёва С.В. был выполнен ряд научно-исследовательских работ по оценке загрязнения окружающей среды отработавшими газами автомобильных двигателей. В этот период на кафедре открывается специальность "Двигатели внутреннего сгорания". Значительный вклад в развитие процесса обучения по ней внёс доцент Ю.Л. Ковылов. Им были разработаны методики расчёта двигателей с наддувом, послойным смесеобразованием и газогенераторных установок на базе автомобильных двигателей. На протяжении более чем 10 лет преподаватели кафедры обучали специалистов АвтоВАЗа в филиале в г. Тольятти. В начале 2000-х сотрудники кафедры под руководством д.т.н. Бирюка В.В. занимались исследованием работы быстродействующей топливной аппаратуры.

   В последнее время вновь возникла потребность в авиационных поршневых двигателях, которые необходимы малой авиации и беспилотным летательным аппаратам. Для решения этой проблемы на кафедре под руководством доцента М.Ю. Орлова выполнена разработка проектов нескольких авиационных двигателей мощностью от 2 до 100 л.с. В ходе научно-исследовательских работ отрабатываются технологии создания новых двигателей, их производства и испытаний.

   Для решения поставленных задач происходит освоение новых расчётных методов, изучение параметров рабочего процесса, исследование свойств новых топлив и т.д. Так, например проектирование основных элементов двигателей, их узлов и агрегатов на сегодняшний день невозможно без 3D-моделирования и автоматизированного проектирования (программы Компас 3D, MathCAD, SolidWorks. Ansys, NX), современных инструментов организации и управления качеством и жизненным циклом сложных технических изделий (Лоцман, CML-Bench, PLM-системы), тепломассобмена и гидрогазодинамики в элементах двигателей.

С 1958 года на кафедре теплотехники и тепловых двигателей проводятся исследования в области криогенной и холодильной техники. Основными направлениями исследований с решением проблем аэрокосмической отрасли, машиностроения и энергетики, являются:
·Разработка и создание нового класса энергопроизводящих устройств, использующих низкопотенциальную энергию сжиженного природного газа и других криогенных веществ.
·Разработка и создание высокоэффективных энергоресурс сберегающих систем подачи, хранения и регазификации сжиженного природного газа и других криогенных веществ (СПХР СПГ) с возможностью получения дополнительной энергии за счет использования «Энергии холода».
·Разработка и создание высокоэффективных криогенных систем охлаждения бортовой аппаратуры космических и летательных аппаратов.
·Разработка и создание криогенных гибридных двигателей и силовых установок для БПЛА.
·Разработка и создание термоакустических преобразователей энергии для бортовых энергетических комплексов.
·Исследование теплофизики процессов в многофазных системах с криогенными рабочими телами (например, сжиженный природный газ, жидкий азот и др.), а также создание методик расчета криогенных преобразователей энергии (энергопроизводящих и холодопроизводящих) с учетом сложности протекания гидрогазодинамических и термодинамических процессов в таких системах.

Созданная в 2020 году лаборатория криогенной техники приняла участие в создании первого в России речного пассажирского судна, работающего на криогенном топливе - сжиженном природном газе (СПГ).

Проведены работы по проектированию и изготовлению системы подачи, хранения и регазификации сжиженного природного газа (СПХР СПГ) для котельных в городе Североморск и Мурманск. Генеральный заказчик Федерального государственного автономного учреждения «Управление имуществом специальных проектов» Министерства обороны Российской Федерации. Исполнители работ ООО «НОВАТЭК-Научно-технический центр» и ООО "Югорский машиностроительный завод".

Процессы горения в камерах сгорания ГТД и ГТУ - одно из научных направлений НОЦ ГДИ, которое объединяет ряд лабораторий: лаборатория исследования моделей камер сгорания ГТД (руководитель - проф. Лукачев С.В.), лаборатория моделирования процессов горения (руководитель - проф. Матвеев С.Г.), лаборатория лазерной диагностики структуры потока (руководитель - доц. Диденко А.А.) и конструкторское бюро "Водород СМ" (руководитель - доц. Матвеев С.С.).

В данных лабораториях проводятся фундаментальные исследования процессов горения и решаются прикладные задачи, среди которых можно отметить:
- предварительный проектировочный расчёт малоэмиссионных камер сгорания ГТД и камер сгорания малоразмерных ГТД;
- моделирование рабочего процесса в камерах сгорания;
- применение водорода в качестве топлива;
- квантово-механические расчёты и детальные кинетические механизмы горения традиционных и альтернативных видов топлива (биотопливо). Модели реакторных сетей.
- разработка механизмов образования NOx, CO, канцерогенных ПАУ и сажи;
- определение скорости ламинарного пламени традиционных и альтернативных видов топлива;
- составление модельных топлив – суррогатов для проведения расчётных и экспериментальных исследований;
- нестационарные процессы горения: срыв пламени и термоакустика;
- исследование характеристик распыливания топлива с использованием лазерно-оптических систем измерения;
- исследование характеристик нагрева и испарения капель топлива;
- экспериментальное исследование процессов горения в моделях и отсеках камер сгорания ГТД и ГТУ.

В период с 2010 г выполнен ряд научно-исследовательских работы как в рамках договоров с индустриальными партнёрами (ПАО «ОДК-Кузнецов», АО «ОДК-Авиадвигатель», АО "Силовые машины", АО «Объединённая двигателестроительная корпорация», АО «ОДК-Климов», ООО "Самара-Авиагаз" и др.), так и в рамках работ по грантам различного уровня (РНФ, РФФИ, Мегагрант, ФЦП и др.)