Проектирование посадочного модуля или разработка многоразовой ракеты-носителя: какие задачи стояли перед Аэрокосмическим факультетом, и каких успехов достигли участники программы «Сириус. Лето: начни свой проект».
Аэрокосмический факультет принял участие в программе «Сириус. Лето: начни свой проект». Было заявлено два проекта: «Проектирование посадочного модуля на теля с малым гравитационным полем», «Проектирование многоразовой сверхлегкой ракеты-носителя (РН)». Руководителем проектов стал Руслан Пешков, доцент кафедры летательных аппаратов.
Цель первого проекта была разработка макета посадочного модуля, предназначенного для автономного сближения и посадки на космическое тело с малым гравитационным полем. Цель второго проекта – разработка макета полностью многоразовой сверхлегкой РН для выведения на низкую орбиту и возвращения с неё учебно-научных наноспутников.
Участникам, которыми стали школьники 7-11 классов г. Челябинска и области, предлагалось разработать макет посадочного модуля либо многоразовой сверхлегкой РН, а именно: разработать конструкцию (корпуса с элементами крепления) посадочного модуля или РН, двигательной установки, бортового комплекса управления, оптико-электронной системы, системы энергообеспечения и других подсистем.
Наставниками по проектам выступили студенты 3-5 курсов Аэрокосмического факультета молодежного конструкторского бюро «Астероид».
С ноября 2020 года начались дистанционные занятия. Для школьников проводились лекционные занятия и семинары, а в декабре 2020 года школьники посетили ЮУрГУ. Побывали в лабораториях факультета, а также посетили Учебный центр ракетно-космической техники. Каждую субботу с ребятами занимались сотрудники и преподаватели Аэрокосмического факультета. Они проводили испытание оболочки, как прототипа корпуса отсека проектируемой РН, в лаборатории «Экспериментальная механика», в лаборатории «Экспериментальные исследования и испытания двигателей летательных аппаратов» запускали на различных режимах ЖРД МТ (жидкостный ракетный двигатель малой тяги), в лаборатории «Тепловые и гидрогазодинамические процессы» с помощью учебно-исследовательского комплекса «Распылительные устройства ЖРД» изучали работу форсунок ракетного двигателя и т.д.
После теоретических и практических занятий школьниками совместно с руководителем и наставниками были подготовлены проекты на конкурс «Большие вызовы». На этапе регионального конкурса от Аэрокосмического факультета было представлено 11 проектов, как индивидуальных, так и групповых:
1. В рамках группового проекта «Проектирование посадочного модуля на тела с малым гравитационным полем» подготовлено три проекта:
– определение облика посадочного модуля и его состава (Пашков В.А. - 9 класс);
– анализ влияния работы двигателя на нагрузки (Сафронов С.М. - 8 класс);
– проведение расчетов путем численного моделирования и эксперимента по выбору материала (Шемяков Д.В. - 11 класс).
2. В рамках группового проекта "Проектирование многоразовой сверхлегкой ракеты-носителя (РН)" подготовлено три проекта:
– определение облика РН и его состава (Мекшун И.А. - 8 класс);
– численное моделирование нагружения отсеков РН (Белов Ф.М. - 10 класс);
– экспериментальные исследования разрабатываемой конструкции (Подольский И.И. - 9 класс).
3. В рамках группового проекта "Создание методики и программы по определению критической силы осевого сжатия хвостовых отсеков РН различной конфигурации" подготовлено три проекта:
– разработка программы по исследованию несущей способности хвостового отсека РН сверхлегкого класса (Ефимов А.С. - 10 класс);
– проведение экспериментальных исследований нагружения силой осевого сжатия хвостовых отсеков различной конфигурации (Столбов Е.А. - 10 класс);
– проведение численного моделирования нагружения силой осевого сжатия хвостовых отсеков различной конфигурации (Цюприк Е.В. - 10 класс).
4. Индивидуальный проект: "Проектирование посадочного устройства космического аппарата на тела с малым гравитационным полем" (Донгаузер А.А. - 8 класс).
5. Индивидуальный проект: "Анализ влияния конструктивных параметров на геометрические характеристики современных РН" (Белых К.Д. - 7 класс).
Проверкой навыков создания 3D модели стало изготовление элементов конструкции для макетов РН и посадочного модуля с помощью 3-D принтера.
Финальный этап регионального конкурса состоялся 22.03.2021-28.03.2021 в виде очной индивидуальной защиты каждого из проектов. Работы оценивали независимые эксперты Челябинского региона (Курчатов-центр).
На заключительный этап (федеральный уровень) вышло 4 работы школьников. Этап проходил в период с 10.04.2021-15.05.2021 и состоял из трех туров (1 – компьютерное тестирование, 2 – эссе на предложенную тему, 3 – собеседование с экспертами), после каждого из туров происходил отсев. Награда для победителей – участие в научно-технологической проектной программы «Большие вызовы-2021», которая пройдет в Сочи 5–28 июля 2021 года на базе образовательного центра «Сириус».
По итогам конкурса и с учетом академических достижений в окончательный список участников проектной программы, по направлению «Космические технологии» попал Мекшун И.А., который будет единственным представителем Челябинской области по этому направлению.
Таким образом, на Аэрокосмическом факультете ведется активная работа по выявлению талантливой школьной молодежи и расширение абитуриентской базы ВУЗа за счет участия наиболее способных школьников в проектной деятельности.