Кафедра ИУ2 «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации»

«Приборы и системы ориентации, стабилизации, навигации»
(ИУ2)
Логотип кафедры ИУ2 «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации»
Факультет ИУ
Вуз МГТУ им. Н. Э. Баумана
Международное название Department IC2
«Devices and systems of orientation, stabilization, navigation»
Год основания 1938 г.
Зав. кафедрой Коновалов С. Ф.
Юридический адрес 105005, Москва,
2-я Бауманская ул.,
д. 5, стр. 1
Аудитория 1009
Сайт iu2@iu2.bmstu.ru
Тел. (495) 263-63-79,
(495) 263-64-23.

Кафедра занимается разработкой теории и созданием гироскопов и гиростабилизаторов, навигационных акселерометров, автопилотов (включая приборную часть, вычислитель, исполнительные механизмы и системы визуальной информации, навигационных комплексов и бортовых компьютеров, прецизионных элементов приборов и сервисной электроники, систем ориентации, навигации и управления подвижными роботами.

Специальности

Кафедра ИУ2 готовит специалистов по специальности 24.05.06 «Системы управления летательными аппаратами» и аспирантов по научной специальности 05.11.03 «Приборы навигации».

Основная направленность подготовки специалистов и научной деятельности кафедры ИУ2 связаны с разработкой теории и созданием:

  • гироскопов (электромеханических традиционного типа, динамически настраиваемых, волновых твердотельных, лазерных, волоконно-оптических, микромеханических) и гиростабилизаторов на их основе;
  • навигационных акселерометров гироскопического и маятникового типа (акселерометр - измеритель ускорения объекта);
  • автопилотов (включая приборную часть, вычислитель, исполнительные механизмы и системы визуальной информации);
  • навигационных комплексов, используемых в космосе, в воздухе, на земной поверхности, под водой и землей (при бурении скважин), включая специальные бортовые компьютеры;
  • авиационных гравиметрических систем для разведки полезных ископаемых, картографирования;
  • информационных технологий создания систем управления и навигации;
  • методов обработки информации в навигационных системах;
  • прецизионных элементов приборов и сервисной электроники;
  • микромеханики и ее элементной базы;
  • систем ориентации, навигации и управления подвижными роботами.

История кафедры «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации»

Достижения в области отечественной авиации, ракетно-космической техники, морского флота, наземной техники в значительной степени определяются применением автономных систем управления, основой которых являются гироскопические системы. Становление научной школы «Гироскопические системы» в МГТУ относится к началу 30-х годов, когда конструкции отечественных самолетов стали настолько совершенными, что стали возможны полеты на дальние расстояния, на больших высотах, в облаках и тумане.
Н. А. Пилюгин
(1908 - 1982)
Для таких полетов нужны были приборы автономной ориентации и автоматические системы управления, что, в свою очередь, привело к необходимости подготовки специалистов по авиационным приборам и системам. Такая подготовка была поручена МВТУ им. Н. Э. Баумана, где в 1933 г. было начато обучение по специальности «Авиационные приборы», а несколько позже, в 1938 г., организована одноименная кафедра. В связи с постоянно изменяющимся содержанием подготовки специалистов несколько раз менялось и название кафедры.

Для ведения учебного процесса по авиационным приборам и системам были приглашены опытные специалисты Г. В. Щипанов, Я. И. Соловьев, Е. Б. Левенталь из промышленности и научные работники С. С.Тихменев, Г. О. Фридлендер, Н. Н. Чернов. С первых же лет существования специальности сложился высококвалифицированный коллектив преподавателей, владеющих знанием современной техники и методиками научной и педагогической работы. На кафедре были разработаны и начали читаться лекции по новым в те годы курсам «Авиационные приборы», «Прикладная теория гироскопов», «Автопилоты».

Высокая квалификация преподавателей и фундаментально поставленная подготовка специалистов по авиационным приборам и системам позволили заложить основы научной школы, которую в дальнейшем успешно развивали первые выпускники кафедры, в числе которых были будущие видные ученые и руководители научно-производственных коллективов: Н. А. Пилюгин, Е. Ф. Антипов, Е. В. Ольман, И. А. Михалев, Д. С. Пельпор, Н. П. Никитин и другие.

Д. С. Пельпор
(1910 - 1996)

Большая заслуга в становлении научной школы принадлежит первому заведующему кафедрой «Авиационные приборы» профессору Георгию Владимировичу Щипанову (1903 - 1953), выпускнику Ленинградского политехнического института. Георгий Владимирович многие годы работал в промышленности и пришел на кафедру с должности технического директора одного из заводов авиационною приборостроения. Понимая необходимость развития научных исследований в области авиационных приборов и систем, Г. В. Щипанов много внимания уделял проведению на кафедре научных исследований. Его первыми аспирантами были Е. Ф. Антипов, Н. А. Пилюгин, A.C.Майоров, В. П. Чумаков.

Б. В. Булгаков
(1900 - 1952)
В 1939 г. кафедру возглавил один из крупных ученых-механиков, профессор МГУ, член-корреспондент АН СССР Борис Владимирович Булгаков. По его инициативе, вызванной расширяющимся применением гироскопической техники в авиации и морском флоте, усиливается механико-математическая подготовка выпускников и аспирантов кафедры. Монография Б. В. Булгакова «Прикладная теория гироскопов» (1939 г.) явилась основополагающим трудом, на многие годы вперед определившим преподавание основ теории и развитие научных исследований в области гироскопической техники.
С. С. Тихменев
(1886 - 1964)

В 1948 г. заведующим кафедрой «Авиационные приборы» становится доктор технических наук, профессор Сергей Сергеевич Тихменев (1886 - 1964). Окончив с отличием механико-математический факультет МГУ, С. С. Тихменев затем увлекся авиацией, став одним из первых российских летчиков. Заинтересовавшись устройством и эксплуатацией существовавших тогда авиационных приборов: магнитных компасов, тахометров, термометров, указателей скорости и других, – он начинает работать над совершенствованием этих приборов являясь научным консультантом ряда предприятий авиационной промышленности. Свой богатый опыт С. С. Тихменев обобщил в монографиях «Теория авиационных приборов» (1940 г.) и «Элементы точных приборов» (1956 г.). С. С. Тихменев много внимания уделял сохранению высокого научно-педагогического потенциала кафедры как основы развития ее научной школы. В связи с этим в конце 40-х – начале 50-х годов им были приглашены на кафедру ее выпускники, руководители приборостроительных предприятий И. А. Михалев и Д. С. Пельпор, а также аспиранты кафедры Е. А. Никитин и В. А. Бауман.

Развитие ракетно-космической техники выдвинуло новые специфические задачи ориентации, управления и навигации, что потребовало не только выпуска специалистов более широкого профиля, но и разработки новых научных и методических основ их подготовки.

С 1962 г. эту работу возглавил заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор Д. С. Пельпор, а с 1988 г. – его преемник доктор технических наук, профессор С. Ф. Коновалов. За это время на кафедре были разработаны новые фундаментальные курсы «Теория гироскопов и гиростабилизаторов», «Элементы гироскопических устройств». «Инерциальные системы навигации», «Автоматическое управление летательными аппаратами», «Электронные устройства гироприборов», «Вычислительная техника в гироскопических системах», а также ряд курсов по проектированию и испытанию гироскопических приборов и систем.

Опыт преподавания и результаты научных исследований сотрудников кафедры были обобщены в более чем 100 монографиях, учебниках и учебных пособиях, среди которых особое место занимает учебник «Гироскопические системы» в трех томах, выпущенный под редакцией Д. С. Пельпора двумя изданиями (1972, 1988).

Научная школа «Гироскопические системы» развивалась и крепла трудами ее последователей, многие из которых, возглавляя творческие коллективы промышленных предприятий, научных и учебных заведений, способствовали развитию отечественной космонавтики, авиации, ракетной и наземной техники. За достигнутые успехи выпускники кафедры Н. А. Пилюгин, Е. Ф. Антипов, Е. В. Ольман, В. А. Рудницкий, Н. П. Никитин, Н. В. Маркичев, В. И. Феодосьев, П. М. Кириллов, В. С. Митяев, Ю. М. Сазыкин были удостоены Ленинской премии. Высшие научные звания присвоены Н. А. Пилюгину - академик АН СССР, В. И. Феодосьеву – член-корреспондент АН СССР, В. Ф. Журавлеву – член корреспондент РАН. За период существования научной школы кафедрой подготовлено 19 докторов наук и около 200 кандидатов наук.

Основные направления развития научной школы «Гироскопические системы»:

  1. системы инерциальной навигации;
  2. системы автоматического управления летательными аппаратами;
  3. приборы ориентации и гиростабилизаторы;
  4. элементы гироскопических приборов.

В настоящее время научная школа кафедры продолжает развиваться и укреплять связь с промышленностью. На ведущих предприятиях отрасли: НИИ прикладной механики, Раменском приборостроительном КБ, МНПК «Авионика», НПО автоматики и приборостроения, ГФУП «Дельфин» созданы филиалы кафедры, на которых студенты проходят практику, выполняют лабораторные работы, курсовые и дипломные проекты. Возглавляют филиалы кафедры и ведут на них занятия руководители предприятий профессора И. Н. Сапожников, Г. И. Джанджгава, Л. Н. Киселев, В. М. Петров, Г. В. Попов и наиболее квалифицированные сотрудники.

Международная деятельность

Сложившаяся в конце 80-х годов сложная ситуация с финансированием исследований заставила кафедру совместно с представителями предприятий, где она имеет филиалы, вести активный поиск новых заказчиков как в России, так и за рубежом. Кафедре в этом хорошо помогали научные связи с иностранными университетами и фирмами. Основной интерес кафедры в области учебной работы заключается в подготовке стажеров, направляемых зарубежными фирмами и университетами. Эта подготовка ведется по узким направлениям, связанных с приборной техникой и методами проектирования систем навигации и автопилотов. Преподавание ведется на английском языке небольшим группам и его продолжительность зависит от потребностей заказчика и варьируется от нескольких недель до шести месяцев. За последние пять лет через кафедру прошли группы стажеров из Южной Кореи, Китая, Вьетнама и Сирии.

В научной области в основном работы ведутся в конверсионных применениях навигационной техники. По заданию компании «Кодак» был снят научно-популярный фильм «Бриз», который был отмечен премией «Оскар» за технические эффекты, достигнутые с помощью аппаратуры, разработанной кафедрой ИУ2.

Значительное место в наших работах с зарубежными заказчиками занимает создание приборов и систем для инклинометрии нефтяных и газовых скважин в процессе бурения. Кафедра выполняет ряд заказов отечественных производителей на разработку модификаций кремниевого акселерометра. Франко-англо-итальянская компания «Томпсон Маркони Сонар» заказала модификацию этих же приборов для использования в системах поиска нефти в морском шельфе. Ведутся трехсторонние переговоры о совместном ( российско-корейско-французком) производстве этих приборов.

На кафедре создана лаборатория инерциальных геодезических систем, одним из направлений исследований, проводимых лабораторией – это создание аэрогравиметрических систем. Созданная сотрудниками кафедры по заказу Университета Калгари (Канада) аэрогравиметрическая система при испытаниях в Канаде обеспечивала разрешение на уровне 1 милигалл. Такие точности достигнуты впервые в мире, что сертифицировано университетом Калгари. С помощью этой аппаратуры составлена гравиметричская карта местности, практически совпадающая с картой, полученной в результате наземной гравиметрии. С использованием данной аэрогравиметрической системы были найдены новые залежи нефти в одной из провинций Канады.

Еще одним направлением активности научного коллектива кафедры является прецизионные электро-механические системы. Совместно с корейской компанией «Дарим» создана лаборатория прецизионной электромеханики, ведущая разработку малогабаритного скоростного гистерезисного электродвигателя по заказу компании «Самсунг». В работе лаборатории, помимо специалистов кафедры и специалистов из промышленности, привлекаются ведущие специалисты из МЭИ.

Интересная возможность для связи с Германией открылась в области музейной техники. Как показали встречи и переговоры с работниками музея, осмотр экспозиции музея, кафедра ИУ2 обладает значительными сведениями по истории немецкой техники и действующими образцами техники, утраченной Германией в следствии войны. Установлено, что в музее Мюнхена и научно-исследовательском институте при этом музее есть много интересных материалов, представляющих интерес для России. Это создает базу для проведения совместных работ по истории гироскопической техники, и такая работа уже начата.

Активно ведутся работы по проектированию микромеханических приборов, создаваемых на базе монокристаллического кремния. По контрактам с корейскими фирмами разработан ряд модификаций кремниевых акселерометров и датчиков угловой скорости.

Кафедра стремится к проведению комплексных работ, которые включали бы не только создание приборов и систем, но и также аппаратуры для их проверки. Большое внимание уделяется созданию специальных стендов, разработке технологической оснастки, разработке процесса сборки и регулировки приборов, созданию сервисной электроники. Такой подход привязывает компанию заказчика к научному коллективу кафедры и обеспечивает появление новых заказов, связанных с модернизацией приборов и испытательного технологического оборудования. Кафедра связана с рядом иностранных компаний в течении многих лет и имеет репутацию надежного партнера. Результаты совместных работ и труды кафедры достаточно широко публикуются, рекламируются в иностранной печати, и это вызывает появление новых заказчиков и новых интересных работ.

Кафедра является участником многих международных конференций.

В научной работе по международным контрактам широко привлекаются студенты специальности. Многие из них выезжали за границу, где принимали участие в наладке и испытаниях приборов и систем.

Выдающиеся выпускники кафедры