Развитие НИР в космическом исследовательском университете

Ю.Ю. ЛОГИНОВ, профессор, проректор по научной и инновационной деятельности

Развитие НИР в космическом

исследовательском

университете

В статье рассмотрены вопросы развития научных исследований в Сибирском государственном аэрокосмическом университете им. акад. М.Ф. Решетнева. Описаны основные приоритетные научно-технические направления развития университета, которые связаны с исследованиями в космической области.

Ключевые слова: космическая отрасль, приоритетные направления исследований, инновационные разработки.

Космической отрасли отводится существенная роль в создании современной инновационной экономики, повышении конкурентоспособности, укреплении обороны и безопасности страны. «Космические системы» отнесены к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ, а технологии создания новых поколений ракетно-космической техники - к критическим технологиям, перечень которых утвержден Президентом РФ. Важнейшие направления космической деятельности России определены Основами политики РФ в области космической деятельности на период до 2010 года и Основами военно-технической политики РФ на период до 2015 года и дальнейшую перспективу.

Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева является составной частью сибирского центра спутнико-строения, поэтому развитие НИР в вузе неразрывно связано с ракетнокосмической тематикой.

В основу планирования и организации научной деятельности в университете положен «Межведомственный перечень приоритетных направлений развития науки, техники и технологий, в том числе критических технологий, реализуемых в ракетно-космической промышленности в интересах создания перспективных космических

средств различного целевого назначения на 2008-2012 гг.». На основе данного Перечня разработаны Основные приоритетные научно-технические направления СибГАУ на период до 2015 г., согласованные с Роскосмосом, Президиумом Красноярского научного центра СО РАН (КНЦ СО РАН) и руководителями базовых предприятий и академических институтов - основных партнеров университета. К ним относятся:

> Космические информационные системы:

• автоматические космические аппараты;

• использование космических информационных систем;

• малые космические аппараты;

• космическое материаловедение и системы энергообеспечения;

> Замкнутые обитаемые космические системы;

> Производство ракетно-космической техники:

• технологии производства, испытания и контроля изделий РКТ;

• организация производства и управление созданием РКТ.

В структуре СибГАУ организован ряд научно-исследовательских институтов: НИИ ракетно-космической техники и технологий, Сибирский центр электронно-лучевых технологий, НИИ современной экономики и регионального прогнозирования. При университете с активным участием его преподавателей и сотрудников действует ОАО «Сибирский НИИ технологии машиностроения». В настоящее время на базе университета функционируют три научно-образовательных центра: «Институт космических исследований и высоких технологий», «Замкнутые космические системы» и «Космические системы и технологии» - и 10 инновационных структур. Создано два Центра коллективного пользования оборудованием, еще в двух ЦКП вуз является участником. В состав университета входит более 30 проблемных, отраслевых и научно-учебных лабораторий, включая 7 лабораторий, созданных совместно с СО РАН; действует 9 студенческих КБ. В инновационную структуру университета интегрировано более 10 наукоемких и внедренческих фирм и малых предприятий.

Базовая научная школа СибГАУ в области космических систем - школа академика М.Ф. Решетнева - постоянно развивается, формируя новые научные направления создания космических систем, которые постепенно становятся самостоятельными научными школами.

«Космические информационные системы» - основное приоритетное направление, по которому университет занимает лидирующие позиции в РФ и в подготовке кадров, и в области научных исследований. Оно связано с разработкой и модернизацией отечественных космических информационных систем, совершенствованием автоматических космических аппаратов (КА), систем и комплексов различного назначения: фиксированной и мобильной связи, телевещания, навигации, геодезии, ретрансляции. Это направление включает прикладные исследования, проектирование и разработку перспективных платформ автоматических КА оборонного и гражданского назначения, малых космических аппаратов, систем управления КА на орбите, методов использования космических информационных систем.

Стратегическими партнёрами Сиб-ГАУ в этой области являются ОАО «ИСС», Отраслевой центр крупногабаритных трансформируемых механических систем Роскосмоса, ФГУП НПП «Радиосвязь», КНЦ СО рАн, ИВМ СО РАН, ИКИ РАН, МАИ, СГАУ, СФУ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Берлинский технический университет. С ними вуз имеет договоры о сотрудничестве в научно-образовательной сфере и о совместном использовании уникального научного оборудования.

Реализацию указанного направления в университете обеспечивают Институт космической техники, Институт информатики и телекоммуникаций, три базовые кафедры в ОАО «ИСС», Ресурсный центр «Космические аппараты и системы», НОЦ «Институт космических исследований и высоких технологий», НОЦ «Космические системы и технологии », Центр космического мониторинга, студенческий ЦУП, ряд научно-учебных лабораторий.

На базе НОЦ «Космические систе-

мы и технологии» ведутся работы по созданию малых космических аппаратов (МКА) серии «Юбилейный».

Студенческий центр управления полетами принимает и обрабатывает телеметрическую и целевую информацию от отечественных и зарубежных МКА, в том числе в рамках сотрудничества с вузами-партнерами: МАИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, СГАУ и Берлинским техническим университетом.

На основе этого направления в

2007 г. в учебный процесс внедрена уникальная проектно-ориентированная командная подготовка, осуществляемая на базе НОЦ «Космические системы и технологии» совместно с ОАО «ИСС» по проекту «Студенческий МКА». Ежегодно для выполнения проекта отбираются 12 лучших студентов 3-5-х курсов. За каждым студентом старших курсов закрепляется научный руководитель из числа ведущих специалистов ОАО «ИСС».

На принципе глубокой интеграции учебной и научно-исследовательской работы студентов построен учебный процесс в НОЦ «Институт космических исследований и высоких технологий». На старших курсах каждый студент имеет наставника - научного руководителя из числа ведущих ученых КНЦ СО РАН и ОАО «ИСС». Студентам выделяется два дня в неделю для выполнения НИР по выбранной тематике. Занятия проводятся в научных лабораториях академических институтов РАН и базовых предприятий. По данному направлению значительная часть тем студенческих исследований связана с постановкой научных экспериментов на борту студенческих МКА, мониторингом процессов био- и техносферы, с использованием системы ГЛО-НАСС и GPS.

Направление «Замкнутые обитаемые космические системы» включает в себя следующие крупные области фун-

даментальных и прикладных исследований и разработок инновационного характера: биорегенеративные системы жизнеобеспечения; оборудование и методы создания замкнутых систем; надежность и безопасность замкнутых систем.

Стратегическими партнёрами Сиб-ГАУ являются ИБФ СО РАН, СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, ОАО «ИСС», ОАО «Красмаш», СФУ, с которыми университет заключил договоры и соглашения о сотрудничестве и совместном использовании уникального научного оборудования.

Реализацию данного приоритетного направления в университете обеспечивают Институт информатики и телекоммуникаций и Институт машиноведения и инноватики. С целью интеграции научного и образовательного потенциала СибГАУ, ИБФ СО РАН и СКТБ «Наука » КНЦ Со РАН, подготовки научных и инженерных кадров, разработки научных, технологических и инженерно-технических основ создания нового поколения систем жизнеобеспечения для имитации кругово-

ротных массообменных процессов высокой степени замкнутости, безопасности и надежности создан НОЦ «Замкнутые космические системы», включающий базовые кафедры замкнутых экосистем и безопасности технических систем, а также объединенные лаборатории: «Экспериментальное моделирование массообменных процессов различной степени замкнутости», «Безопасность жизнедеятельности », «Инженерно-технические вопросы автоматизации и безопасности технических систем».

При проведении фундаментальных и прикладных исследований в области создания систем жизнеобеспечения нового поколения исключительно важное значение имеет подготовка молодых научных и инженерных кадров, способных реализовать поставленные задачи. Организация учебного процесса происходит на основе изучения и использования уникального в мировом масштабе биорегенеративного комплекса БИОС-3. Учебный процесс интегрирован с научно-исследовательской работой студентов, магистров и аспирантов в иБф СО РАН и СКТБ «Наука». Особенностью данного направления являются индивидуальные учебные планы и графики учебного процесса.

Направление «Производство ракетно-космической техники» включает в себя фундаментальные и прикладные исследования и разработки инновационного характера по следующим направлениям: новые материалы и покрытия; технологии и оборудование; контроль и испытания РКТ; организация производства и управление созданием РКТ.

Стратегическими партнёрами Сиб-ГАУ являются: ОАО «Красмаш», ОАО «ИСС», ФГУП «ЦКБ “Геофизика”», ФГУП «НПП “Радиосвязь”», СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, Институт фи-

зики СО РАН, Институт физики полупроводников СО РАН, Институт машиноведения РАН, Институт проблем управления РАН, МАИ, мГтУ им. Н.Э. Баумана, МАТИ-РГТУ, - с которыми университет имеет договора о сотрудничестве в научно-образовательной деятельности.

Реализацию данного приоритетного направления в университете обеспечивают Институт машиноведения и инноватики, Институт космической техники, НИИ ракетно-космической техники и технологий, Сибирский исследовательский центр электроннолучевых технологий, НИИ современной экономики и регионального прогнозирования, НОЦ «Институт космических исследований и высоких технологий », НОЦ «Космические системы и технологии », финансово-экономический факультет, факультет международного бизнеса, ряд научных лабораторий. На базе ИФП СО РАН организован филиал кафедры технической физики СибГАУ.

В лаборатории аморфных и нано-кристаллических материалов выполнен проект «Формирование нанокри-сталлических аморфных покрытий на основе композитов редкоземельных окислов, защищающих электронные системы КА от воздействия космического и искусственного СЖР-излуче-ний ». Испытания покрытий проводятся в настоящее время на борту действующего МКА «Юбилейный-1» с помощью прибора РАДЭК, разработанного и изготовленного студентами и аспирантами СибГАУ.

В лаборатории систем электропитания КА разработано уникальное оборудование для контроля и испытаний систем электроснабжения космических аппаратов, контроля режимов литий-ионных аккумуляторов и модулей батарей, контроля энергетических и динамических характеристик солнеч-

ных батарей на основе арсенида галлия. Оборудование внедрено на ОАО «ИСС».

Сотрудниками кафедры информа-ционно-управляющих систем под руководством д. т. н. В.Д. Лаптенка разработан автоматизированный комплекс управления полным циклом электронно-лучевой сварки изделий космической техники, внедренный в ряде цехов ОАО «Красмаш». Создана система стабилизации режимов электронно-лучевой сварки при сквозном проплавлении в условиях работы с блоком функционального сканирования и возможностью автоматического слежения за ходом электронного луча по линии контакта свариваемых деталей. Запланированы поставки комплекса на другие машиностроительные предприятия.

В Сибирском исследовательском центре электронно-лучевых технологий изготовлен ряд изделий и приборов гражданского назначения, запущенных в производство на ОАО «Красмаш». Дипломами многих промышленных выставок отмечены следующие разработки: изолирующие воздушные аппараты, предназначенные для защиты органов дыхания и зрения человека при проведении аварийноспасательных работ в чрезвычайных ситуациях, выполненные по заказу МЧС России; облегченные сварные баллоны высокого давления; новые портативные аппараты малого веса, предназначенные для газовой сварки, пайки, резки металлов в полевых монтажных условиях и в помещениях. Использование космических технологий позволило сделать устройства значительно легче, надежнее и дешевле зарубежных аналогов.

Одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений космического материаловедения и нанотехнологий является разработка технологий,

связанных с использованием глубокого и чистого вакуума, образующегося в открытом космосе вблизи орбитальных станций благодаря эффекту «молекулярного экрана». К таким технологиям относится молекулярно-лучевая эпитаксия с тигельными и газовыми источниками молекулярных пучков. Научные основы технологии выращивания наногетероструктур в условиях глубокого вакуума для создания новых материалов и структур, используемых в фотоприемных устройствах и солнечных батареях, разрабатываются в филиале кафедры технической физики СибГАУ на базе ИФП СО РАН.

Решение ключевых задач управления инновационной деятельностью на предприятиях ракетно-космической промышленности заключается в эффективном использовании их потенциала. В рамках этого направления в университете проводятся научные исследования, финансируемые как предприятиями отрасли, так и российскими научными фондами. Результаты этих исследований использованы при реализации проектов реструктуризации системы управления на ОАО «Красмаш», ОАО «ИСС» и других предприятиях отрасли. Учеными СибГАУ выполнены научно-практические разработки,учитыва-ющие особенности и условия развития ракетно-космической промышленности на современном этапе. Важнейшие среди них:

• типология процессов реструктуризации на предприятиях РКП и методический инструментарий оценки влияния способа реструктуризации на предельные показатели инновационного развития предприятий отрасли и масштабы интеграции в региональную экономику;

• формы и методы государственного регулирования, финансового, налогового и экономического стимулирования процессов коммерциализации

инновационного потенциала предприятий РКП;

• создание вертикально-интегрированных структур;

• концепция инновационного развития конверсионных производств предприятий РКП и методологические принципы управления процессами интеграции предприятий РКП в рыночную экономику на основе имеющегося инновационного потенциала.

Только за 2009 г. объемы НИОКР, выполненных на базе СибГАУ для организаций космической отрасли, оборонно-промышленного комплекса и высокотехнологичных секторов экономики, превысили 150 млн. руб. Для увеличения финансирования НИР в СибГАУ реализуется централизованная грантовая политика и создана система фандрайзинга. За три года общий объем НИОКР университета возрос на 75%. Объем научных исследований, приходящийся на одного преподавателя, возрос с 70 тыс. руб. в 2006 г. до 250 тыс. руб. в 2009 г. Научные коллективы СибГАУ принимают активное участие в выполнении НИОКР, финансируемых в рамках тематических планов, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» и др. Так, по АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» в 2008 г. вузом представлено 24 заявки, из которых 15 признаны победителями. В 2009 г. на различные мероприятия ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-20І3 гг.» Сиб-ГАУ представил 26 заявок, из них победителями стали 18. Всего за 2006-

2008 гг. на участие в программах Минобрнауки РФ, конкурсах грантов различных фондов сотрудниками СибГАУ было подано более 300 заявок (в том числе 90 заявок молодых ученых). Получено 8 грантов Президента РФ для молодых ученых, 62 гранта РФФИ,

РГНФ, Минобрнауки РФ, Красноярского краевого фонда науки. В научных исследованиях ежегодно участвуют свыше 600 преподавателей, аспирантов и докторантов. К проведению исследований привлекается более 250 студентов и магистрантов с оплатой работ.

В университете эффективно развивается система подготовки и аттестации кадров высшей квалификации: от-крытааспирантура(35 специальностей по 6 направлениям), докторантура (5 специальностей), действуют 7 докторских диссертационных советов, в т.ч. 5 по специальностям космической отрасли. В аспирантуре обучается свыше 300 чел., в докторантуре - 22 чел. Процент защит кандидатских диссертаций нашими аспирантами существенно превышает среднероссийские показатели и за последние три года составляет в среднем 42% от числа поступивших в аспирантуру. Особое внимание уделяется подготовке кадров высшей квалификации для базовых предприятий. Сейчас в целевой аспирантуре университета обучается 71 работник отрасли.

В СибГАУ создана внутривузовская система поддержки молодых кандидатов и докторов наук; в течение трех лет после защиты диссертации они получают персональные надбавки. Введена практика ежегодного конкурса грантов для молодежных инновационных проектов с последующей их реализацией в бизнес-инкубаторе.

В 2009 г. университет был признан лидером в подготовке кадров для научных организаций и предприятий оборонно-промышленного комплекса по направлению «Космические системы». Демонстрацией конкурентной позиции вуза в этой сфере является решение Минобрнауки РФ при поддержке Роскосмоса о создании на базе Сиб-ГАУ отраслевого ресурсного центра коллективного пользования «Косми-

ческие аппараты и системы».

(По результатам проведенного конкурса ресурсные центры в области авиационной и ракетно-космической техники создаются при аэрокосмических вузах страны: при СГАУ -по направлению «Авиационное двигателестроение»;

МАИ - «Производство летательных аппаратов»; МАТИ -«Авиационные материалы»;

МГТУ им. Н.Э. Баумана - «Ракетостроение »; СибГАУ -«Космические аппараты и системы»).

Формирование на базе СибГАУ отраслевого ресурсного центра коллективного пользования Роскосмоса явилось важным шагом в дальнейшем развитии широкого спектра НИОКР, концентрации научного потенциала многих научных и проектных организаций на создании нового поколения автоматических космических систем оборонного и народнохозяйственного назначения с техническими характеристиками мирового уровня, с энерговооруженностью до 16 КВт и сроком активного существования свыше 15 лет.

Для доведения отдельных результатов исследований и разработок до стадии внедрения и организации производства университет участвует в создании краевого технопарка на базе ОАО «Красмаш» совместно с СФУ, КНЦ СО РАН и городского бизнес-инкубатора. С целью трансфера тех-

нологий, созданных в космической отрасли, при университете развивается сеть малых инновационных предприятий.

Ежегодно на базе университета проводится более 30 международных и всероссийских научных симпозиумов и конференций. Широкую известность получила ежегодная международная конференция по перспективным научным направлениям в области авиационной и ракетно-космической техники «Решетневские чтения».

Глубокая интеграция университета с предприятиями космической отрасли и высокотехнологичных секторов экономики, а также с академическими научными учреждениями способствует повышению обороноспособности и безопасности страны, её конкурентоспособности на мировом рынке высокотехнологичной продукции.

LOGINOV YU. DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC INVESTIGATIONS AT THE SPACE RESEARCH UNIVERSITY

Aspects of development of scientific researches at the Siberian State Aerospace University named after academician M. Reshetnev are considered. The priority scientific and technical directions of university development which are connected to researches in space area are described.

Keywords: space industry, priority research areas, innovative developments.