Итоги и достижения

Учебная работа

Учебная работа на кафедре «Строительная механика и

прочность» занимала и занимает центральное место. Являясь

итогом индивидуального и коллективного творчества всех

преподавателей, она традиционно слагается из

непосредственной работы со студентами - аудиторных занятий

и учебно-методической работы.

С момента основания кафедры аудиторные занятия

проводятся в форме лекций, практических занятий и консультаций по самостоятельно выполняемым студентами курсовым и расчетно-графическим работам. Лабораторные работы стали неотъемлемой частью учебного процесса после появления лабораторной базы.

Учебно-методическая работа на кафедре направлена на обеспечение всех видов занятий и самостоятельной работы студентов.

Время существования кафедры можно разделить на два приблизительно равных этапа. На первом этапе кафедра выполняла функции только обеспечивающей кафедры – преподаватели кафедры обучали строительной механике и прочности студентов конструкторских специальностей 1-го факультета. На втором этапе, продолжающемся и поныне, кафедра, сохраняя функции обеспечивающей кафедры, но уже на 1-м, 6-м, 9-м, 11-м и 16-м факультетах, стала еще и выпускающей кафедрой - кафедрой, готовящей инженеровмехаников по прочности практически всех летательных аппаратов.

В самом начале первого этапа развития кафедры предстояло определить содержание читаемых курсов, практических занятий и самостоятельных работ студентов, а позже и лабораторных работ. Не менее важными были и методы преподавания. Коллектив кафедры сначала состоял из 4-х, а спустя 3 года с момента ее основания из 9-ти человек, и решал эти проблемы впервые, что было совсем не просто.

В состав кафедры в то время входили: профессор Черемухин А.М.; доценты: Абрамов Г.Д., Байков В.Т., Ромашевский А.Ю., Шишкин С.Н.; ассистенты: Виноградов, Грозеевский Г.В., Калюжный В.Г., Муратов Г.А. Основная нагрузка легла на плечи наиболее опытного А.М. Черемухина.

Он не только поставил, но и, по отзывам студентов, блестяще читал курсы «Строительная механика самолета» и «Расчет самолета на прочность».

Становление кафедры проходило в тесном сотрудничестве с научными работниками ЦАГИ и инженерами КБ. Участие в этом приняли главные конструкторы Н.Н. Поликарпов, А.Н. Туполев и другие. При разработке учебных программ учитывался передовой опыт авиастроения.

Вычислительными средствами инженеров в то время были арифмометр и логарифмическая линейка. Поэтому особое значение приобретали методы преподавания, направленные исключительно на развитие практических навыков и интуиции. Черемухин великолепно владел всеми этими методами и понимал как обучить этому других. Им было создано свыше 50 наглядных моделей, помогавших студентам понять, как работает конструкция. Для будущих конструкторов это было очень важно.

Одна из моделей А. М. Черемухина.

В 1947 г. Черемухин написал уникальное учебное пособие «Основы строительной механики самолета на моделях». Это пособие увидело свет лишь в 1965 г. в избранных трудах А.М. Черемухина. Издание было приурочено к его 70-летию и выпущено издательством «Машиностроение» под редакцией академиков А.Н. Туполева и А.И. Макаревского, докторов технических наук М.Л. Миля и А.К. Мартынова, инженера Г.А. Черемухина и кандидата технических наук А.П. Ганнушкина.

В учебных пособиях Черемухина рассматривались в основном стержневые конструкции и конструкции с тонкими стенками, работающими только на сдвиг. Сегодня эти пособия могут показаться слишком простыми и архаичными. Однако в век тотальной компьютеризации, когда научить считать можно многих, а понимать только некоторых, учебные пособия Черемухина не менее актуальны, чем в годы их написания, и, пожалуй, не только и не столько для конструкторов, сколько для инженеров-механиков, специализирующихся в области прочности летательных аппаратов.

С начала 1950-х годов авиастроение практически полностью перешло на металлические конструкции. Главная их особенность - в несущей обшивке. И если ранее основное внимание студентов акцентировалось на стержневых системах, то теперь настало время обучать студентов учету работы несущей обшивки. Потребовались новые и более сложные модели конструкций и новые методы решения задач строительной механики и прочности. Преподаватели кафедры стали внедрять в учебный процесс новейшие модели тонкостенных стержневых систем, теорию пластин, балочную теорию оболочек и элементы общей теории оболочек.

Лекция профессора В. М. Стригунова.

В эти годы усилиями А.Ю. Ромашевского, А.Ф.

Феофанова, В.И. Климова и других преподавателей формируется новый по своему содержанию курс «Строительная механика самолета». Итогом этой работы явился учебник «Строительная механика самолета», написанный А.Ю. Ромашевским и В.И. Климовым и увидевший свет в 1965 г. Новый курс «Прочность самолета»

был поставлен в основном В.М. Стригуновым. Следует также упомянуть курс «Прочность вертолета», который читал В.А.

Судинин.

Консультация профессора В. М. Стригунова.

В эти же годы появился и курс «Строительная механика летательных аппаратов», поставленный И.Ф. Образцовым для студентов ракетных специальностей, зарождавшихся в недрах 1-го факультета.

В отличие от времен А.М. Черемухина значительно больше внимания стало уделяться вариационным принципам и методам расчета пластин и тонкостенных авиационных конструкций. В эти же годы начали обучать студентов вариационному методу В.З. Власова, ученики которого составляли тогда основу коллектива кафедры.

1960-е годы поставили перед кафедрой новые учебнометодические задачи. На кафедре занимались главным образом статическими задачами. С ростом скорости летательных аппаратов возросла роль динамики конструкций и аэроупругости. С другой стороны традиционные курсы строительной механики и прочности стали профилироваться по типам летательных аппаратов.

сложившихся и вновь появившихся дисциплин требовал углубленной теоретической подготовки студентов, что привело к появлению новых дисциплин. Так традиционные для конструкторских специальностей дисциплины строительной механики и прочности были предварены курсом теории упругости.

Для студентов, специализирующихся в области ракетной техники, известный в промышленности прочнист, кандидат технических наук Ю.Е. Ильенко поставил и прочитал курс динамики конструкций ракет. Для студентов 1-го факультета профессор А.И. Смирнов прочитал курс «Аэроупругость самолета». Совершенно новый и единственный в стране курс «Прочность вертолетов» поставил, пришедший из Летного исследовательского института Р.А. Михеев. Доцент В.И.

Фигуровский поставил и долгое время преподавал сам курс прочности беспилотных летательных аппаратов (зенитных ракет), профессор А.С. Авдонин - курс прочности баллистических ракет и космических аппаратов, а доцент И.П.

Хлызов - курс прочности двухсредных летательных аппаратов.

В последствии их преемниками стали В.А. Сибиряков, Ю.С.

Матюшев, К.А. Жеков, О.Д. Волчков, В.С. Войнов и другие преподаватели кафедры. Преемницей профессора Р.А.

Михеева стала доцент А.И. Братухина.

Итак, на первом этапе развития кафедры деятельность её преподавателей была нацелена исключительно на адаптацию традиционных курсов к различным типам летательных аппаратов и углубление содержания всех этих курсов в соответствии с развитием и запросами авиационной и ракетнокосмической техники. Кроме того, вводились дополнительные курсы, призванные улучшить усвоение студентами основных курсов. Вся эта работа была направлена на совершенствование обеспечивающих функций кафедры.

Консультация профессора А. С. Авдонина.

В 1968 году появился 6-й факультет. Кафедра «Строительная механика и прочность» вошла в состав этого факультета, сменив номер 106 на номер 603.

Вновь были кардинально пересмотрены курсы, читавшиеся студентам конструкторских специальностей. По согласованию с выпускающими кафедрами традиционные дисциплины были снова перепрофилированы по типам летательных аппаратов и обновлены. Появились, например, такие предметы, как строительная механика летательных аппаратов, строительная механика самолета, строительная механика вертолета, строительная механика антенн.

Примером тесного сотрудничества с выпускающими кафедрами при формировании содержания читаемых курсов может служить строительная механика вертолета. По просьбе кафедры 102 «Пректирование вертолётов» в этот курс был включен большой раздел, посвященный механике разрушения.

Курс поставил доцент Л. С. Рыбаков, выпустивший в 1980 г. в издательстве МАИ, одно из первых в стране, учебное пособие по механике разрушения.

Существенной модификации были подвергнуты и курсы прочности. Ведущая роль здесь принадлежала специалистам, пришедшим на кафедру из промышленности и научноисследовательских организаций.

В том же 1968 году изменился и статус кафедры.

Расширив функции обеспечивающей кафедры, она обрела еще и функции кафедры, выпускающей специалистов. Впервые в стране на кафедре 603 стали готовить инженеров по специальности 0564 «Прочность летательных аппаратов».

Значительный рост учебной и методической нагрузки на кафедре потребовал привлечения специалистов из промышленности и научно-исследовательских организаций.

Штатными преподавателями кафедры стали В.А. Судинин, В.И. Фигуровский, Ю.С. Матюшев, А.Н. Елпатьевский, А.С.

Авдонин, Р.А. Михеев, В.М. Плеханов и другие. Состав преподавателей кафедры вырос до 23 человек.

На кафедре было организовано два цикла:

цикл строительной механики, объединивший преподавателей, читавших курсы строительной механики (первый руководитель цикла - профессор В.И. Климов, затем доцент Б.А. Коновалов);

цикл прочности и динамики, в который вошли преподаватели, обучавшие студентов прочности и динамике конструкций (первый руководитель цикла - профессор А.С.

Авдонин, затем - профессор Ф.Н. Шклярчук).

Преподаватели цикла строительной механики (1978 г.):

В первом ряду слева направо: Л С. Рыбаков, А Н. Елпатьевский, И.Ф. Образцов, Б А. Коновалов, Ю.С. Матюшев, В В. Власов.

Во втором ряду слева направо: А.А. Дудченко, Т Д. Смольянинова, Обязательными для рассмотрения на заседаниях циклов были вопросы:

учебные планы и программы дисциплин;

содержание и методика чтения лекций;

содержание и методика проведения практических занятий;

содержание и методика проведения лабораторных работ;

содержание курсовых работ и методических указаний к ним;

преемственность курсов строительной механики и прочности.

На отдельных заседаниях циклов велись дискуссии по различным методическим вопросам. Особенно полезным был обмен опытом путем обсуждения лекций, читаемых преподавателями. Циклы в значительной степени способствовали совершенствованию учебно-методической работы как отдельных преподавателей, так и кафедры в целом.

Более того, они явились прекрасной школой для молодых преподавателей, начинавших обучать студентов прочностным наукам.

Большая методическая работа была проведена на кафедре при подготовке учебного плана, программ и специализирующихся в области прочности. Эта работа выполнялась в той или иной мере, всеми преподавателями кафедры. Однако, наибольшая загруженность пала на наиболее опытных. Например, ведущая роль в постановке основополагающих теоретических курсов «Теория упругости»

и «Строительная механика» принадлежала профессорам А.Н.

Елпатьевскому и В.И. Климову.

Среди других новых дисциплин или вводимых в учебный процесс научных направлений следует выделить вариационные принципы механики, пластины и оболочки, устойчивость упругих систем, теорию пластичности и ползучести, механику разрушения, теорию колебаний, аэроупругость, динамику конструкций, прочность конструкций летательных аппаратов, вычислительную механику, экспериментальные методы исследования.

В дальнейшем название специальности претерпевало изменения, а одно время кафедра готовила прочнистов по трем специализациям. Сегодня таких специализаций две:

- динамика и прочность аэрокосмических конструкций;

- математическое и компьютерное моделирование прочности конструкций из композиционных материалов.

В настоящее время студентов конструкторских специальностей факультетов 1, 6, 9, 11 и 16 кафедра обучает следующим дисциплинам:

- строительная механика самолета;

- строительная механика вертолета;

- строительная механика ракет;

- строительная механика антенн;

- прочность самолета;

- прочность вертолета;

- прочность ракет-носителей;

- прочность космических летательных аппаратов;

- прочность беспилотных летательных аппаратов;

- прочность двухсредных летательных аппаратов.

Для выпускаемых кафедрой специализаций преподаются курсы:

- компьютерная графика;

- аналитическая динамика;

- теория колебаний;

- вариационные принципы механики;

- теория упругости;

- теория упругости анизотропных материалов;

- термоупругость композиционных материалов;

- теория пластичности и ползучести;

- основы физики прочности и механика разрушения;

- механика разрушений волокнистых композитов;

- строительная механика (механика упругих систем);

- строительная механика композитных конструкций;

- теория пластин и оболочек;

- теория анизотропных оболочек;

- вычислительная механика;

- численные методы строительной механики;

- метод конечных элементов в расчетах композитных конструкций;

- устойчивость механических систем;

- устойчивость упругих систем из композиционных материалов;

- динамика конструкции летательных аппаратов;

материалов;

- статистическая механика и теория надежности;

- экспериментальная механика;

- экспериментальные методы прочности летательных аппаратов;

- механика композиционных материалов;

- методы исследования материалов и процессов;

материалов;

- математическая теория механики композитов;

- методы оптимизации композитных систем;

- современные проблемы конструкций из волокнистых композитов;

- конструкционная прочность;

- аэроупругость самолета;

- аэроупругость конструкций из композиционных материалов;

- прочность летательных аппаратов;

- прочность самолета;

- прочность композитных конструкций;

- расчет на прочность и методы испытаний композитных конструкций.

К середине 1990-х годов преподавателями кафедры выпущены в центральных издательствах учебники и учебные пособия:

- Фигуровский В.И. Расчет на прочность беспилотных летательных аппаратов. Учебное пособие для вузов. - М.:

Машиностроение, 1973. 354 с.

- Стригунов В.М. Расчет самолета на прочность. Учебник для вузов. - М.: Машиностроение. 1984. 376 с.

- Михеев Р. А. Прочность вертолетов. Учебник для вузов. - М.:

Машиностроение, 1984. 280 с.

- Авдонин А.С., Фигуровский В.И. Расчет на прочность летательных аппаратов. Учебник для вузов. - М.: Машиностроение.

1985. 440 с.

- Васильев В.В, Добряков А.А., Дудченко А.А., Молодцов Г.А., Царалов Ю.С. Основы проектирования и изготовления конструкций летательных аппаратов из композиционных матераилов. Учебное пособие. –М.: Изд-во МАИ, 1985. 302 с.

- Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики ЛА. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа. 1985. 392 с.

- Образцов И.Ф., Булычев Л.А., Васильев В.В. и др.

Строительная механика летательных аппаратов. Учебник для вузов. М.: Машиностроение. 1986. 536 с.

- Оболенский Е.П., Сахаров Б.И., Сибиряков В.А. Прочность летательных аппаратов. Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1995. 504 с.

Коллектив авторов учебника «Строительная механика летательных аппаратов» удостоен I-й премии имени 25-летия МАИ.

В 2007 г. увидело свет учебное пособие Волчкова О.Д.

«Прочность ракет-носителей. Часть I» (М.: Изд-во МАИ, 2007, 752 с.). Вторая его часть выходит в 2010 году.

На настоящий момент преподаватели кафедры выпустили 13 учебников и 108 учебно-методических пособий.

Лабораторные занятия на кафедре были введены после появления экспериментальной базы. Студенты всех специальностей, изучающие на кафедре курсы прочности, обязательно выполняют лабораторные работы, призванные познакомить студентов с экспериментальными методами лабораторных работ студенты сопоставляют результаты экспериментальных исследований с расчетными данными.

экспериментальные установки:

- испытание крыла самолета;

- испытание хвостовой части самолета;

- испытание соединения отсеков;

- испытание оболочки с вырезом;

- испытание стреловидного кессона крыла;

- поперечные колебания ракеты;

- изгибные колебания лопасти вертолета;

- поперечные колебания стержня;

- изгибно-крутильные колебания крыла;

- установка, демонстрирующая шимми носового колеса шасси;

- установка, демонстрирующая флаттер самолета.

Лабораторная установка Лабораторная установка Лабораторная установка «Испытание соединения отсеков».

Лабораторная установка «Испытание оболочки с вырезом».

Лабораторная установка «Испытание стреловидного кессона крыла».

Лабораторная установка Лабораторная установка «Поперечные колебания «Изгибные колебания «Поперечные колебания стержня»

Лабораторная установка «Изгибно-крутильные колебания крыла».

Установка, демонстрирующая шимми носового колеса шасси.

Сегодня на кафедре успешно ведется подготовка кадров не только для нашей страны, но и для зарубежных государств (КНР, Иран, Сирия, Мьянма, Малайзия).

Обучение студентов на кафедре осуществляется в течение 5 лет и 6 месяцев по двум специальностям:

1. «Динамика и прочность машин» со специализацией «Динамика и прочность аэрокосмических конструкций»;

2. «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов» со специализацией «Математическое и компьютерное моделирование прочности композитных конструкций».

Соответственно специальностям на кафедре обучаются две группы студентов.

аэрокосмических конструкций» специальности «Динамика и прочность машин» студентам преподаются 56 дисциплин объемом 8290 часов, из которых 4488 часов – аудиторные занятия, в том числе:

геометрия Теория функций комплексной переменной уравнения Теория вероятностей и случайные процессы Введение в ракетно-космическую технику проектирования Детали машин и основы конструирования Безопасность жизнедеятельности Теория пластичности и ползучести Основы физики прочности и механика разрушения Механика композиционных материалов Численные методы строительной механики Устойчивость механических систем В процессе студенты выполняют следующие курсовые работы 1. Математический анализ;

2. Конструкционные материалы;

3. Практикум на ЭВМ;

4. Сопротивление материалов;

5. Механика сплошной среды;

6. Детали машин и основы конструирования;

7. Теория упругости;

8. Теория колебаний;

9. Строительная механика;

10. Теория пластин и оболочек;

11. Динамика машин;

12. Устойчивость механических систем;

13. Численные методы строительной механики;

14. Прочность летательных аппаратов.

Полученные знания используются в процессе практики:

1. Вычислительная - 4 недели;

2. Профессионально-ознакомительная - 4 недели;

3. Производственная - 4 недели;

4. Научно-исследовательская - 4 недели;

5. Преддипломная - 10 недель.

По специализации «Математическое и компьютерное моделирование прочности композитных конструкций»

специальности «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов» студентам преподаются дисциплин объемом 8302 часов, из которых 4470 часов – аудиторные занятия, в том числе:

Линейная алгебра и аналитическая геометрия Теория вероятностей и математическая статистика Математическая теория механики композитов Вариационные принципы механики Вычислительные методы строительной механики Методы оптимизации конструкций Детали машин и основы конструирования Конструирование агрегатов и элементов ракетно-космич. техники из км Конструирование агрегатов и элементов самолета с использован. км Расчет соединений композитных деталей Современные проблемы конструкций из км Безопасность жизнедеятельности Конструкционные металлические и композиционные материалы композиционных материалов Организация и управление производством Введение в ракетно-космическую технику Механика композиционных материалов Строительная механика композитных конструкций процессов Основы устройства и проектирования ЛА Основы устройства и проектирования самолетов из км Оптимальное проектирование конструкций Прочность композитных конструкций Экспериментальные методы прочности ЛА Теория упругости анизотропных материалов В процессе обучения студент выполняет следующие курсовые работы 1. Математический анализ 2. Теоретическая механика 3. Практикум на ЭВМ 4. Сопротивление материалов 5. Аэрогазодинамика 6. Теория упругих анизотропных материалов 7. Методы исследования материалов и процессов 8. Конструирование агрегатов и элементов ракетнокосмической техники из композиционных материалов 9. Строительная механика композитных материалов 10. Конструирование агрегатов и элементов самолета с использованием композиционных материалов 11. Производство элементов летательных аппаратов из композиционных материалов 12. Оптимальное проект. конструкций 13. Методы оптимизации конструкций Полученные знания используются в процессе практики:

1. Вычислительная - 4 недели;

2. Профессионально-ознакомительная - 4 недели;

3. Первая производственная - 4 недели;

4. Вторая производственная - 4 недели;

5. Преддипломная - 10 недель.

Окончание обучения завершается защитой дипломного проекта, продолжительность подготовки которого составляет 11 недель.

По завершению обучения выпускнику выдается диплом государственного образца о присуждении ему квалификации инженера по соответствующей специальности.

Значительное внимание на кафедре уделяется научноисследовательской работе студентов (НИРС). Еще А.М.

Черемухин в своей многогранной деятельности много внимания уделял руководству научно-исследовательской работой студентов. Он был одним из организаторов в МАИ Авиационного научно-технического общества студентов (АНТОС).

Решением Ученого совета института А.М. Черемухин был утвержден Председателем Совета АНТОСа. Подобные общества потом появились и в других технических вузах. А в 1947 г. по инициативе Черемухина была проведена 1-я Московская городская студенческая конференция научнотехнических обществ технических вузов Москвы.

Многие преподаватели кафедры начали заниматься научно-исследовательской работой ещё в студенческие годы.

Например, член-корреспондент РАН Васильев Валерий Витальевич занялся научными исследованиями в свои студенческие годы под руководством доцента А.Н.

Елпатьевского. Исследования, выполненные Валерием Витальевичем в дипломном проекте, легли в основу его кандидатской диссертации. Подобная практика стала на кафедре традицией, поддерживаемой и сегодня.