История кафедры Конструкции и проектирования летательных аппаратов

5 ноября 1933г. приказом директора Казанского авиационного института была образована одна из первых специальных кафедр – кафедра конструкции самолетов. Заведующим кафедрой был назначен З. И. Ицкович – главный конструктор ОКБ по самолетостроению, организованного при институте в том же году Главным управлением авиационной промышленности Наркомтяжпрома СССР.

Основными учебными дисциплинами были курсы «Конструкция самолетов» и «Проектирование самолетов». В 1935 году вводится курс по гидроавиации, а в 1937 году – курс «Оборудование и вооружение самолетов, силовые установки самолетов». Сразу же после организации кафедры на ней создается необходимая лабораторная база, вначале состоящая из кабинета конструкции самолетов, основой которого были конструкции, разработанные в ОКБ КАИ. После введения новых учебных дисциплин создаются кабинеты силовых установок и оборудования и вооружения самолетов. Работа кафедры проходила в тесном содружестве с ОКБ. Преподавателями кафедры работали ведущие сотрудники ОКБ, а студенты старших курсов, обучающиеся на кафедре, принимали активное участие в работе конструкторского бюро. В ОКБ были разработаны проекты четырех самолетов: КАИ-1, КАИ-2, КАИ-3 и ДКЛ-КАИ-4. Самолет КАИ-1 1 мая 1934г. совершил первый полет. В организованном летом 1935г. перелете легких самолетов по замкнутому 5000км маршруту самолет КАИ-1 занял первое место. ОКБ, как организация Наркомтяжпрома СССР, работало до 1938г. Для института главным итогом его работы была подготовка преподавательских кадров для специальных кафедр. Так ведущие инженеры ОКБ Г. Н. Воробьев, И. Ф. Пархоменко, Ю. Г. Одиноков, В. В. Максимов перешли на преподавательскую работу и впоследствии стали профессорами института.

В 1937 году, после отъезда из Казани З. И. Ицковича, заведующим кафедрой назначается В. В. Максимов.

В 1941 – 1942гг. кафедру возглавляет профессор С. И. Зоншайн, в 1942 – 1944гг. заведует кафедрой В. В. Максимов, в 1944г. заведующим кафедрой назначается Г. Н. Воробьев, а в 1947г. - В. В. Максимов.

В 1951г. из кафедры выделилась кафедра оборудования самолетов, заведующим которой стал В. В. Максимов. Заведующим кафедрой конструкции самолетов назначается Г. Н. Воробьев, впоследствии профессор, заслуженный деятель науки и техники Татарстана.

С открытием новых ракетных специальностей с 1960г. кафедра стала именоваться кафедрой конструкций и проектирования летательных аппаратов. Кафедра получает новые площади, создаются новые учебные лаборатории, обновляется и приобретается новое лабораторное оборудование, составляются учебные и рабочие планы разрабатываются учебные программы дисциплин, проводится большая работа по методическому обеспечению учебного процесса.

С 1978г. по 1983г. кафедрой заведовал О. А. Гребеньков, в 1983г. кафедру возглавил профессор В. Г. Шатаев, с 1996г. заведующим кафедрой работает профессор В.Г. Гайнутдинов.

В 1998 г. на кафедре открывается новая учебная специальность – техническая эксплуатация автомобилей. Первый выпуск инженеров по этой специальности состоялся в 2002 году. Впоследствии была организована кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство» и специальность техническая эксплуатация автомобилей была передана новой кафедре.

В 2012 г. на кафедре открывается направление подготовки бакалавров - 180100 "Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры".

Учебно – методическая работа

Быстрое развитие авиационной техники, а затем ракетной техники требовало непрерывного обновления и совершенствования методического обеспечения учебного процесса. Усложнялись лабораторные и лабораторно – практические занятия, что требовало непрерывного изменения и разработки новых учебно-методических пособий и руководств. Первые методические пособия по конструкции и проектированию самолетов разрабатывались под руководством З.И. Ицковича и Г.Н. Воробьева. Курс оборудования самолетов был поставлен на кафедре В.В. Максимовым. В постановку курса силовых установок самолета большой вклад внёс доцент П.Г.Бенинг. В послевоенные годы под руководством доцента П.С. Камышева был создан кабинет вооружения самолетов, разработана учебная программа курса, поставлены лабораторные работы и их методическое обеспечение. В 1953 г. вводится новая дисциплина «Высотное, защитное и гидравлическое оборудование самолетов». Введение этой дисциплины было поручено доценту О.А. Гребенькову. Создается кабинет оборудования самолетов, пишутся пособия к лабораторным работам и задачник к практическим занятиям. Затем эту дисциплину на кафедре вели доценты К.П. Соколов, Б.Ф. Иванов и Е.П. Смолянов. Ими были подготовлены, а затем и изданы учебные пособия.

Большая методическая работа была проведена после открытия ракетных специальностей. Создается кабинет конструкций ракет, приобретаются образцы ракетной техники. Из-за режимных ограничений эта работа требовала большого труда и времени. Руководил этой работой доцент Д.Г. Манохин. Доцентом Д.Г. Манохиным были подготовлены и изданы несколько учебных пособий по конструкции и проектированию ракет, подготовлен и издан задачник по проектированию узлов и деталей авиационных конструкций. Сейчас эту работу ведет профессор А.С. Кретов.

В совершенствование курса силовых установок самолета большой вклад внесли профессор В.М. Демидович и доцент А.П. Клюшкин.

В 1987 г. в связи с открытием в институте вертолетной специальности на кафедре вводятся курсы «Конструкция вертолетов». Поставили эти курсы и разработали методическое обеспечение доценты И.И. Федоров и А.И. Матяж и профессор А.Ю. Лисс.

Основное внимание в методической работе уделялось главным дисциплинам кафедры - курсам «Конструкция самолетов» и «Проектирование самолетов». По этим курсам подготовлены и изданы учебные пособия профессоров Г.Н. Воробьева, О.А. Гребенькова, А.В. Булыгина, А.С. Кретова, А.И. Матяжа, В.Г. Шатаева, доцентов В.Г. Гоголина, П.С. Камышева, и старшего преподавателя Г.Т. Зиминой.

В 1984 г. издательством «Машиностроение» выпущена книга О.А. Гребенькова «Конструкция самолетов», допущенная Минвузом СССР в качестве учебного пособия для студентов авиационных вузов.

В 1999 г. вышел в свет учебник «Конструкция самолетов» авторов О.А. Гребенькова, В.П. Гоголина, А.И. Осокина, В.Ф. Снигирева, и В.Г. Шатаева, рекомендованный Министерством образования Российской Федерации для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Авиа- и ракетостроение» и «Эксплуатация авиационной и космической техники». Инициатором открытия специальности «Техническая эксплуатация автомобилей» является заведующий кафедры профессор В.Г. Гайнутдинов. Им была проведена большая организационная работа, участие в которой принимали доцент А.П. Клюшкин, профессора О.А. Гребеньков и А.С. Кретов, В.Г. Шатаеви другие преподаватели.

В организации работы учебных лабораторий кафедры, в оснащении их оборудованием большая заслуга заведующих лабораториями, лаборантов и механиков. Среди них следует особо отметить заведующих лабораториями П.С. Камышева, Н.Л. Индейкина, Ю.М. Ульянина, И.И. Просвирнина, А.И. Рябова, лаборантов З.В. Васильеву, Л.И. Янову, Д.Г. Климанову, механиков А.И. Постнова, А.Е. Качурина, Ю.К. Федосеева, Г.Ш. Шайморданова и многих других.

Научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа

В 1938 г. в составе кафедры создается опытно-конструкторское бюро для выполнения хоздоговорных работ, руководителем которого был назначен Г.Н. Воробьев. В1938 – 39 г.г. по договору с ЦАГИ был спроектирован и построен экспериментальный самолет УК-1 («Упругое крыло»). В 1940 г. был разработан и построен в двух экземплярах десантный планер. В начале войны ОКБ кафедры было расформировано, а его сотрудники были направлены на работы на авиазавод и другие оборонные предприятия.

В первые послевоенные годы научно-исследовательская работа на кафедре ведется по двум направлениям: исследования по механизации крыла и опытно-конструкторские работы по проектированию десантного планера и буксируемых мишеней. Руководил всеми этими работами Г.Н. Воробьев.

В 50-х годах разворачиваются научно–исследовательские работы по проектированию механизмов шасси, продолжаются исследования по механизации, ведутся опытно-конструкторские работы по исследованию выносливости трансмиссий и по проектированию планеров.

В 60-х годах продолжается научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для авиационной промышленности и начинаются работы с Академией наук СССР.

В 70-е годы научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа кафедры ведется по следующим направлениям:
• разработка теоретических основ и методов проектирования летательных аппаратов;
• исследование проблем динамики, управления, прочности и проектирования летательных аппаратов на базе дистанционно-пилотируемых аналогов;
• разработка многоцелевых аппаратов для исследования гидрофизических характеристик океана.

Восьмидесятые годы (последние годы советского периода) отмечены расширением опытно-конструкторских работ и научных исследований, значительным улучшением материальной базы кафедры.

В эти годы в состав кафедры входили три научно-исследовательские лаборатории: №4, №35 и №52.

Лаборатории №35 («Летательных аппаратов») и №52 («Экспериментального моделирования») приняли активное участие в комплексной программе Минвуза РСФСР и МАП «Полет». В рамках этой программы создавались свободно-летающие дистанционно-пилотируемые модели ЛА для исследования критических режимов полёта, а также упруго-подобные модели для исследования аэроупругих характеристик перспективных ЛА в аэродинамических трубах. Проводились соответствующие теоретические исследования.

В лаборатории №35 также выполнялись исследования по созданию систем спасения легких самолетов и других ЛА с помощью управляемых парашютов (руководитель работ с.н.с. Крейчман В.Л.). Под руководством А.И. Осокина в лаборатории выполнен значительный объём проектных работ по самолету-амфибии «Ямал» для использования его в варианте ледового разведчика.

В лаборатории №4 (одна из старейших лабораторий института, организованная еще в начале 1950-х г.), которая получила название «Лаборатория техники освоения океана», успешно развивались опытно-конструкторские работы по созданию различных аппаратов для исследования Мирового Океана. Эти работы были начаты много лет тому назад еще под руководством Г.Н. Воробьева. Работы выполнялись в рамках комплексных программ по заданиям АН и КГНТ. Разработки лаборатории по созданию глубоководного буксируемого носителя научно-исследовательской аппаратуры «Абиссаль» были удостоены государственной премии в области науки и техники за 1987 г. Тогдашний заведующий лаборатории – Ю.А. Ксенофонтов – стал лауреатом этой премии. Большой вклад в разработку аппаратов для исследования Океана внесли зав. лабораторией Моисеев А.Н., проффессор Булыгин А.В., ведущие инженеры Трифонов А.Н. и Алексеев А.А.

Группа сотрудников этой лаборатории спроектировала и изготовила целую серию малоразмерных дистанционно пилотируемых ЛА для аэрофотосъемок в трудных доступных местах (руководители работ доц. Кретов А.С. и н.с. О.Ю. Валентинов).

В 80-е годы значительно улучшилась материальная база кафедры. Силами, главным образом, сотрудников кафедры был построен двухэтажный пристрой к учебному зданию №6. Здесь расположилась 2-ая учебная лаборатория кафедры, а также лаборатория №4. В пристрое и во дворе учебного здания появились самолеты Ту-144, Миг-23, Миг-25, Су-7Б, а также агрегаты других ЛА. Новыми современными экспонатами по специальности «Ракетостроение» пополнилась учебная лаборатория 3-го учебного здания. В связи с открытием вертолетной специальности на кафедре оборудован кабинет конструкций вертолётов. На кафедре появились современные персональные ЭВМ, которые всё шире используются в учебном процессе и научных исследованиях.

Нельзя не отметить, что огромную помощь в оснащении учебных и научных лабораторий оказали ОКБ Туполева и его казанский филиал, тульское НПО «Точность», машзавод г. Дубны, ОКБ Микояна, ОКБ Сухого, военная кафедра КАИ и многие другие.

Сотрудники кафедры участвовали в г/б комплексных программах госкомитета России по высшему образованию «Экраноплан», «Воздушный транспорт».

Оригинальная методика расчета составных оболочек предложена А,В. Булыгиным.

М.Ф. Грифуллиным разработана численная методика решения задач динамики тонкостенных авиаконструкций изменяемой геометрии.

А.С. Кретовым дана численная методика проектирования тепло-напряженных конструкций ЛА. По результатам исследований в соавторстве опубликована монография.

В.П. Гоголиным развита методика оценки проектных решений на основе предложенного им варианта коэффициентов роста.

В.Ф. Снигиревым опубликованы две монографии и большое количество статей, посвященных математическому моделированию обводов ЛА с помощью сплайнов.

В 1953 г. на кафедре открывается аспирантура, в рамках которой защищено много кандидатских диссертаций как сотрудниками института, так и работниками авиационной промышленности. В их числе главные конструкторы А.В. Гомзин, А.П. Еранов, зам. главного конструктора Е.Л.Погребинский, Сыздыков Е.К.

Заслуживают внимания кандидатские диссертации аспирантов А.В. Гомзина и А.П. Еранова, где предложен и реализован алгоритм аэроупругого проектирования на начальных этапах легких ЛА с помощью персональных компьютеров.

Следует отметить кандидатские диссертации молодых учёных: Н.Н. Камалетдинова и Е.А. Першина. Н.Н. Камалетдиновым предложены численные методы для расчёта лётно-технических характеристик летательных аппаратов, Е.А. Першиным – методика расчёта многослойных панелей с существенно разнородными слоями.

Сотрудниками кафедры защищены 4 докторские диссертации (В.М.Демидович – 1968 г., А.В.Булыгин – 1981г., Гарифуллин М.Ф. – 1993 г., Кретов А.С. – 1999 г.). Научным консультантом докторантов Грифуллина М.Ф. и Кретова А.С. был профессор В.Г.Шатаев.

Студенческие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы

В 1933-38 г.г. на кафедре под руководством Г.Н. Воробьева активно работал студенческий кружок по проектированию и постройке планеров. В 1935 г. на Волге, вблизи Казани впервые в СССР был осуществлен взлет с воды гидропланера КАИ-1, буксировка которого производилась глиссером, разработанным и построенным другим студенческим кружком кафедры. На планере КАИ-1 в 1935г. был установлен всесоюзный рекорд дальности полета. В 1937 г. планер КАИ-3 на всесоюзном слете планеристов занял два первых места по дальности полета и по общему налету. На двухместном планере КАИ-4 была достигнута небывалая по тому времени высота полета – 4800 м, превышающая официальный мировой рекорд.

В 1954 г. возобновляет работу планерный студенческий кружок. В 1954-55 г. г. в этом кружке под руководством М.П. Симонова был спроектирован и построен планер первоначального обучения КАИ-6. В 1955-56 г.г. было разработано несколько конструкций цельнометаллических планеров. В 1956 г. на базе кружка было образовано первое в Советском Союзе студенческое конструкторское бюро. Организатором СКБ и его первым руководителем был М.П. Симонов. В 1956-57 г. г. в СКБ был спроектирован учебный двухместный цельнометаллический планер КАИ-12 «Приморец», который с лета 1957 г. начал строиться серийно на авиазаводе г. Арсеньева. Было построено около 700 планеров. Осенью 1958 г. началось серийное производство спроектированного в СКБ цельнометаллического планера первоначального обучения КАИ-11. Серия состояла почти из 100 планеров. В течение 1957-59 г. г. в СКБ были разработаны проекты рекордных планеров КАИ-14 и КАИ-19. На планере КАИ-19 было установлено два мировых рекорда.

Успешная работа СКБ по планерной тематике привела к тому, что в 1959 г. на его базе создается государственное опытно–конструкторное бюро спортивной авиации, котором главным конструктором по планерной тематике назначается М.П. Симонов.

В студенческом конструкторском бюро разрабатывается и строится летательные аппараты различных типов: планеры, самолёты, вертикально – взлетающий самолёт, дельтапланы, дельталёты, мало размерные самолёты – носители научной аппаратуры экранопланы. Образцы техники, созданные СКБ удостаивались медали и дипломов на ВДНХ, на конкурсах и на зарубежных выставках. С 1965 года по 1999 г.г. работой СКБ руководил Е.И. Русаковский. В СКБ был спроектирован и построен планер КАИ–50, предназначенный для эксплуатации в юношеских планерных школах, основным конструкционным материалом которого является стеклопластик.

Сразу же после организации кафедры на ней начал работать авиамодельный кружок. В 1948 году создается авиамодельная лаборатория, первым руководителем которой был Л. Мурычев. В лаборатории подготовлено большое количество мастеров спорта международного класса, мастеров спорта, кандидатов в мастера спорта и разрядников. Авиамоделистами установлено много мировых, всесоюзных и республиканских рекордов.

В 1998 г. из кафедры выделилась кафедра автомобилей. Филиал кафедры открыт в КПАТП – 1

Кафедра КиПЛА сейчас является выпускающей кафедрой по специальностям самолетостроение и ракетостроение. Преподаватели и сотрудники кафедры принимали участие в административной и общественной работе. Доцент Д.Г. Манохин 10 лет работал деканом 1 факультета, профессор О.А. Гребеньков 24 года был деканом вечернего машиностроительного факультета, заместителями деканов работали и работают доценты В.М. Халдеев, А.П. Клюшкин, И.И. Федоров.

Преподавательский состав кафедры КиПЛА – 31 человек – 5 профессоров, 5 доцентов. На кафедре две учебных лаборатории и одна хозрасчетная научно–исследовательская лаборатория. В учебных лабораториях 5 полноразмерных самолетов (сверхзвуковой пассажирский Ту – 144, Е – 2а, МиГ – 23, МиГ – 25, Су – 7б) большое число агрегатов других самолетов и агрегаты вертолетов.

Коллектив кафедры направляет свои усилия на обеспечение подготовки высококвалифицированных специалистов и для выполнения важных научно–исследовательских и опытно–конструкторских работ.