Training of specialists and scientific schools of the department

Full Text

Начало подготовки специалистов по компрессорному направлению в МВТУ им. Н.Э.Баумана относится к 1939 г., когда была создана кафедра «Компрессорные машины». Заведующим кафедрой был профессор А.Н. Ведерников, защитивший докторскую диссертацию по теории и расчету центробежных компрессоров. Преподавателями кафедры в то время работали В.П.Бармин (впоследствии академик АН СССР), подготовивший и читавший курс лекций «Поршневые компрессоры»; К.С.Буткевич, читавший курс лекций «Поршневые детандеры». Профессор А.Н.Ведерников читал курс лекций «Центробежные компрессоры». Великая Отечественная война 1941-1945 гг. прервала учебную работу кафедры.

После возвращения МВТУ из эвакуации в 1943 г. на кафедре «Холодильные и компрессорные машины» (ХКМ), которой руководил профессор В.Е. Цыдзик, была вновь начата подготовка специалистов в области компрессорных машин. Созданную в 1949 г. при кафедре специализацию «Компрессорные машины и установки» возглавил крупный работник промышленности Н.А.Доллежаль (впоследствии академик АН СССР). В 1942 г. он защитил в МВТУ докторскую диссертацию по теории поршневых компрессоров, где впервые в мире была представлена математическая модель процесса всасывания в поршневой компрессор с самодействующими клапанами. За рубежом аналогичная задача была решена М.Костаглиолой (США) только в 1949 г. Подготовка специалистов-компрессорщиков велась в то время профессором А.Н.Ведерниковым и доцентами (впоследствии профессорами) В.Д.Лубенцом и Ф.М.Чистяковым.

Профессором Н.А.Доллежалем впервые в СССР был создан и читался курс лекций «Спецкомпрессоры», в котором рассматривались теория, методы расчета и конструирования роторных объемных компрессоров.

Направления научных исследований кафедры ХКМ в области компрессорных машин: исследования поршневых холодильных компрессоров, поршневых вакуум-насосов, ротационных пластинчатых компрессоров, ротационных пластинчатых вакуум- компрессоров.

К основным научным достижениям кафедры ХКМ в этот период можно отнести следующие разработки: теория и методы расчета поршневых золотниковых одноступенчатых вакуум- компрессоров (В.Д.Лубенец) и поршневых золотниковых двухступенчатых вакуум-компрессоров (Е.С.Фролов); методы расчета холодильных турбокомпрессоров (Ф.М.Чистяков); методы расчета и конструирования ротационных пластинчатых компрессоров (А.Д.Суслов), в том числе без смазки (В.И.Ардашев, Ю.В.Пешти), и вакуум- насосов (Л.В.Мышляев, В.Д.Лубенец).

Преподавателями кафедры ХКМ написаны и опубликованы основополагающие труды, которые длительное время являлись основными для работников компрессоростроительной промышленности и вузов: Н.А. Доллежаль - раздел «Компрессорные машины» в 12-м томе энциклопедии «Машиностроение» (1948 г.); Ф.М. Чистяков, Плотников - монография «Холодильные турбоагрегаты» (1960 г.); Б.С.Вейнберг - монография «Поршневые компрессоры холодильных машин» (1960 г.); А.Г.Головинцов, В.А.Румянцев, Ю.В.Пешти, П.И.Пластинин, Е.С. Фролов и др. - монография «Ротационные компрессоры» (1964 г.).

Значительный вклад в становление научного направления по исследованию и разработке компрессоров на кафедре ХКМ внес выдающийся советский инженер, один из основателей советского компрессоростроения В.А.Румянцев. Широкую известность получили его работы в области жидкостно-кольцевых и мембранных компрессоров.

В 1961 г. кафедра ХКМ была разделена на две: Э4 - «Глубокий холод и кондиционирование» и Э5 - «Компрессорные и вакуумные машины».

Направление «Компрессорные машины и установки» было основой для организации кафедры Э5. Преподавателями кафедры Э5 стали В.Д.Лубенец, Е.Е.Соколова, Ф.М.Чистяков, IЕ.С.Фролов, В.Н.Хмара. После 1963г. на кафедре Э5 работали Л.В.Мышляев, А.Н.Василенко, Н.Т.Романенко, П.И.Пластинин, В.И.Васильев, Ю.Ф. Никитин, К.Е.Демихов (впоследствии заведующий кафедрой и первый проректор МГТУ), И.В.Автономова, Н.А. Смирнов и др. Совместителями-преподавателями на кафедре Э5 работали: А.С.Нуждин, В.А.Соловьев (кос монавт СССР), А.В.Жуков, И.И.Гальперин, А.М.Щербаков и др.

компрессоростроения В.А.Румянцев. Широкую известность получили его работы в области жидкостно-кольцевых и мембранных компрессоров.

В 1961 г. кафедра ХКМ была разделена на две: Э4 - «Глубокий холод и кондиционирование» и Э5 - «Компрессорные и вакуумные машины».

Направление «Компрессорные машины и установки» было основой для организации кафедры Э5. Преподавателями кафедры Э5 стали В.Д.Лубенец, Е.Е.Соколова, Ф.М.Чистяков,  Е.С.Фролов, В.Н.Хмара. После 1963г. на кафедре Э5 работали Л.В.Мышляев, А.Н.Василенко, Н.Т.Романенко, П.И.Пластинин, В.И.Васильев, Ю.Ф. Никитин, К.Е.Демихов (впоследствии заведующий кафедрой и первый проректор МГТУ), И.В.Автономова, Н.А. Смирнов и др. Совместителями-преподавателями на кафедре Э5 работали: А.С.Нуждин, В.А.Соловьев (космонавт СССР), А.В.Жуков, И.И.Гальперин, А.М.Щербаков и др.

В первые же годы существования кафедры Э5 кроме специализации «Компрессорные машины и установки» была открыта подготовка инженеров-механиков по специальности «Вакуумная техника электрофизических установок» со специализациями «Вакуумная техника» и «Пневмоагрегаты». В мае 1998 г. кафедра Э5 получила новое название - “Вакуумная и компрессорная техника”.

Достижения кафедры в совершенствовании преподавания и содержания учебных дисциплин обобщены в написанных преподавателями кафедры учебниках и учебных пособиях.

Чистяков Ф.М., Фролов Е.С., Романенко Н.Т., Игнатенко В.В. «Центробежные компрессорные машины».-М.: Машгиз, 1969.

Пластинин П.И. «Теория и расчёт поршневых компрессоров». - М.. Агропромиздат, 1987.Фотин Б.С., Пирумов И.Б., Прилуцкий И.К., Пластинин П.И. «Поршневые компрессоры». -Л., 1987 (совместной преподавателями ЛПИ им. М.И.Калинина);

Поспелов Г.А., Пластинин П.И..; Сафин А.А., Шварц А.И. «Объемные компрессоры: Атлас конструкций». М.: Машиностроение, 1994.

Пластинин П.И. “Поршневые ком прессоры. Том 1. Теория и расчет". 2-е изд. - М.: Колос, 2000. «Теплотехника». Под ред. В.И. Крутова. - М.: Машиностроение, 1986 (П.И.Пластининым написана глава «Компрессорные машины»).

Последний учебник получил диплом 1-й степени на Всесоюзном конкурсе учебников и учебных пособий для вузов и издан в переводе за рубежом.

Учебный процесс был неразрывно связаны с научными исследованиями, проводимыми сотрудниками кафедры.

На кафедре развивались три научных направления: компрессорные машины и низковакуумные средства откачки, высоковакуумные средства откачки, пневмоагрегаты и пневмосистемы.

Научные направления «Исследование и разработка компрессорных машин» и «Исследование и разработка низковакуумных средств откачки» развивались под руководством проф. В.Д.Лубенца, проф. П.И. Пластинина и доц. В.Н.Хмары. Под научным руководством В.Д.Лубенца на кафедре Э5 была создана отраслевая лаборатория Минхиммаша СССР для исследования компрессорных и вакуумных машин (ОЛКВМ), ставшая затем основой для создания отдела НИИ ЭМ.

В 1963 г. В.Д.Лубенцом и П.И.Пластининым разработан и создан принципиально новый быстроходный поршневой вакуум-насос 2ВНП-3-МВТУ, не имевший аналогов в отечественном и мировом машиностроении. Эта работа явилась закономерным результатом созданной на кафедре научной школы по исследованию поршневых вакуумных насосов. Вакуум-насос 2ВНП-3-МВТУ, работая по новому, разработанному на кафедре циклу и имея значительно лучшие (почти в 2раза) технические показатели, был внедрен в серийное производство на Мелитопольском компрессорном заводе. Более 1000 таких вакуумных насосов работает в промышленности.

В1964 г. П. И. Пластининым была защищена кандидатская диссертация, в которой обобщались результаты научных исследований поршневых вакуумных насосов (ПВН) системы МВТУ. Вдальнейшем был проведен ряд НИР по совершенствованию их рабочих процессов: исследование перепускных каналов на зеркале цилиндра (В.П.Григоров), исследование процессов всасывания (В.С.Едемский), исследование теплообмена в рабочих полостях и режимов охлаждения ПВН (Т.С.Дегтярева). Обобщение этих исследований, а также разработка математических моделей и оптимизация ПВН системы МВТУ стали основой докторской диссертации П.И.Пластинина (1980 г.), позволили создать типоразмерный ряд вакуум- насосов системы МВТУ, освоить их серийное производство (1978 г.) и разработать ГОСТ «Насосы вакуумные поршневые, типы и параметры».

На базе ОЛКВМ разработан ряд из 22 микрокомпрессоров и микровакуум-насосов для системы жизнеобеспечения космических аппаратов (научный руководитель В.Д.Лубенец, руководители: Н.Т.Романенко и П.И. Пластинин). Все микромашины были изготовлены малыми сериями. На основе этих разработок защищены четыре кандидатские диссертации.

Для металлургической промышленности в ОЛКВМ была создана уникальная низковакуумная откачная установка большой производительности ВУ-500, состоящая из осевых, центробежных и роторных вакуумных насосов. Базой для разработки установки ВУ-500 были проведенные на кафедре исследования центробежных и осевых вакуумных насосов, ставшие основой двух кандидатских диссертаций (В.Н.Хмара, И.Я.Сухомлинов).

В 70-х и 80-х годах дальнейшее развитие научных школ на кафедре Э5 определили следующие разработки и исследования:

теория, методы расчета и создание вихревых компрессоров, вакуум- насосов и пневмодвигателей (В.В. Анохин, В.Н.Бурлай, С.М.Ванеев, В.Н.Сергеев);

2* новые вероятностные методы оценки технического уровня и качества компрессорных машин (Л.С.Евко);

• первая в СССР математическая модель многоступенчатых поршневых компрессоров и методов их оптимизации (А.К.Твалчрелидзе);
• оценка ненаблюдаемых параметров компрессоров - коэффициентов расхода клапанов и коэффициентов теплоотдачи между газом и стенками цилиндра поршневого компрессора с использованием методов идентификации (С.В.Федоренко);
• влияние пульсирующих потоков газа в коротких трубопроводах на работу поршневого многоступенчатого компрессора (В.И.Зозуля);
• математическое моделирование рабочих процессов поршневых компрессоров с впрыском охлаждающей жидкости в полость сжатия (В.Е. Щерба);
• математическое моделирование смазывания цилиндра поршневой группы поршневого компрессора (В.Г.Концевич);
• работа самодействующих кольцевых клапанов поршневых компрессоров с неплоскопараллельным движением пластин (А.А.Андрианов);
• теоретические основы и методика расчета жидкостно-кольцевых компрессоров и вакуум-насосов (И.В.Автономова, Ю.М.Вертепов, В.И.Кучеренко);
• методы расчета винтовых компрессоров с маслозаполненными неплотностями рабочих полостей (В.И. Алешин);
• жидкостно-кольцевые машины с вращающейся втулкой (А.И.Черных, С.А.Кузнецов, Е.П.Забугин).

В 90-х годах на кафедре Э5 научной группой проф. П.И. Пластинина по контракту с одной из ведущих машиностроительных компаний США был разработан и изготовлен по серийной технологии нетрадиционный быстроходный поршневой компрессор; впервые в России создан полностью автоматизированный стенд для испытаний поршневых компрессоров и автоматизированная система измерения, сбора, накопления и обработки параметров компрессора для экспериментальных исследований, диагностики и непрерывного контроля.

Основные научные работы этого периода выполнялись с участием студентов: разработана система создания математических моделей объемных компрессоров с использованием библиотек структур, каркасов и модулей (студент Ф.Смирнов); впервые в России создана методика расчета на прочность основных деталей поршневого компрессора с учетом температурных полей методом конечных элементов и проведены исследования прочности основных деталей нетрадиционного поршневого компрессора с использованием разработанных методик (студент П.Ходненко), впервые разработана база данных исследования рабочих процессов объемных компрессоров (студенты Е.Дымова и Ф.Смирнов) и т. д.

По результатам этих работ студентами опубликовано более 10 печатных научных трудов, а студент П.Ходненко стал лауреатом Всероссийского конкурса студенческих научных работ и награжден медалью Министерства общего и профессионального образования РФ.

Научное направление «Высоковакуумные средства откачки» на кафедре основали Е.С.Фролов, Е.Е.Соколова. С 1965 г. на кафедре проводились исследования диффузионных турбомолекулярных, магнитных и электроразрядных вакуумных насосов. Под руководством В.Д.Лубенца аспирантами А.X.Родионовым, В.Сивушковым, В.И.Куприяновым, В.В.Леоновым на базе НПО «Криогенмаш» успешно выполнены оригинальные исследования электрофизических и низкотемпературных средств откачки. В это же время сотрудники кафедры под руководством В.Д.Лубенца и Е.С.Фролова выполняют комплексную тему по созданию принципиально новой сверхвысоковакуумной имитационной установки для решения проблем развития космической техники. В 70-х годах установка была создана и внедрена на одном из предприятий г. Москвы.

Большой вклад в дальнейшее развитие теории и практики вакуумной техники сделан сотрудниками кафедры во главе с Е.С.Фроловым, разработавшими теоретические основы расчета проточной части турбомолекулярных и молекулярных вакуумных насосов, что определило создание на кафедре новой научной школы по исследованию механических высоковакуумных насосов. В 1971 г. Е.С.Фроловым была защищена докторская диссертация, обобщившая цикл работ по основам теории процессов в пакете колес турбомолекулярных вакуумных насосов.

В последующий период под руководством Е.С.Фролова и К.Е.Демихова на кафедре выполнен обширный комплекс исследований по теории процессов в турбомолекулярных насосах, принципам конструирования новых схем проточной части и вакуумных установок в целом.

Большой вклад внесли своими работами аспиранты Н.К.Никулин, А.И.Шевляков, И.Н.Пыжов, Ю.Г.Ромочкин, М.Г.Сапежинский, А.В.Переяславцев, Ю.Г.Никитченко.

Активно проводились работы по созданию механических вакуум-насосов, автоматизации их проектирования, исследованию принципиально новых схем безмасляных механических средств откачки. Совместно с СКТБ ПО «Вектор» (Владимир) создана и внедрена в эксплуатацию САПР ВМН, разработаны и внедрены в серийное производство четыре принципиально новых безмасляных турбо- молекулярных вакуумных насоса, не имеющих аналогов в мировой практике. Научные положения этого направления исследований обобщены в докторской диссертации К. Е. Демихова (1987 г.).

На базе многолетних работ на кафедре Э5 была создана под руководством Н.Т.Романенко и Ю.Ф.Никитина научная школа «Исследование пневмосистем и их элементов». Основными результатами деятельности этой научной школы признаны разработки пневматических инструментов и оборудования ударного действия с пониженной вибрацией и не имеющих аналогов уникальных пневматических элементов, которые успешно внедрены в ряде наземных и космических систем.

Преподавателями кафедры Э5 опубликован ряд монографий, обобщающих их научные исследования, в том числе:

Пластинин П.И. «Передвижные компрессорные станции». - М.: ВИНИТИ, 1977.

Фролов Е.С. «Турбомолекулярные вакуум-насосы». - М.: Машиностроение, 1980.

Пластинин П.И. «Расчет и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭВМ». - М.: ВИНИТИ, 1981.

Прудников С.Н. «Расчет управляющих устройств пневматических систем». - М.: Машиностроение, 1987.

«Механические вакуумные насосы» Е.С.Фролов, И.В.Автономова, В.И.Васильев, Н.К.Никулин, П.И.Пластинин. - М.: Машиностроение, 1989.

Пластинин П.И., Щерба В.Е. «Рабочие процессы объемных компрессоров со впрыском жидкости». - М.: ВИНИТИ, 1996, и др.

Кафедра готовит инженеров-механиков широкого профиля и инженеров-разработчиков по специальности «Вакуумная и компрессорная техника физических установок» со специализациями:

• компрессорные машины;
• вакуумные машины и установки;
• пневмоагрегаты и пневмосистемы;
• компьютерные технологии в вакуумной и компрессорной технике.

Кафедра имеет все необходимое для учебного процесса и научных исследований. Она оснащена современным оборудованием с учетом всех требований к подготовке высококвалифицированных кадров, в том числе современной техникой, подключенной к Интернет. С участием студентов разработана и создана уникальная автоматизированная система измерений, сбора, обработки и контроля параметров поршневых компрессоров, соответствующая самым современным международным требованиям и получившая высокие оценки американских специалистов. Студенты используют эту систему в учебном процессе.

С 1988 г. активно действует филиал кафедры, созданный в РКК «Энергия» по специализации «Пневмоагрегаты». В учебном процессе, осуществляемом по специальному учебному плану, непосредственно принимают участие ведущие специалисты РКК «Энергия», обеспечивающие качественную подготовку молодых специалистов, необходимых для этой организации.

Начиная с четвертого курса каждый студент может выбрать себе научного руководителя, который в течение всего последующего обучения курирует его подготовку. В рамках учебного процесса (курсовые проекты,, студенческие исследовательские работы, курсовые работы, инженерный практикум) студент в процессе творческих поисков раскрывает с помощью руководителя свои индивидуальные качества и способности к проектной, теоретической или экспериментальной работе, программированию или управленческой деятельности. Так, например, студентами кафедры в рамках курсовых научно-исследовательских работ созданы элементы системы автоматизированного проектирования деталей механизма движения поршневых компрессоров.

На кафедре Э5 ведется подготовка инженеров-разработчиков новой техники в области компрессоров, вакуумных откачных машин и пневматики. В этом случае срок обучения продлевается до 7 лет (на один год после защиты диплома). К обучению на 7-й год допускаются студенты, защитившие диплом на «отлично» и проявившие склонность к самостоятельной творческой работе. Обучение на 7-м курсе проводится по индивидуальному плану.

Поздравляем коллектив кафедры с сорокалетним юбилеем, желаем дальнейших творческих успехов в деле развития отечественного компрессоростроения и вакуумной техники и в благородном деле воспитания молодых высококвалифицированных инженерных кадров.

About the authors

K. E. Demikhov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Dr. tech. sciences, prof.

Russian Federation

P. I. Plastinin

Email: info@eco-vector.com

Dr. tech. sciences, prof.

Russian Federation

References

Supplementary files