НОЦ нацелены на инновационное развитие

Создание НОЦ «Композиционные материалы и конструкции» («КМК») в структуре университета связано с решением принципиально жизненных задач стоящих перед вузом, а именно необходимостью формирования и развития реально действующих научно-образовательных структур, обеспечивающих основные научные направления университета преобразованием научных результатов в инновационный рыночный продукт и его реализацию. НОЦ играет также большую роль в создании и развитии университетских структур по управлению инновационной деятельностью, выявлении и доведении готовых научных разработок до уровня товаров и выхода на рынок, координации конкурсной деятельности, расширении творческих и коммерческих связей с производственными структурами, государственными органами по поддержке инновационной деятельности. На базе НОЦ происходит поэтапное развитие основных направлений новых и существующих научных школ — основы для преобразования БГТУ «Военмех» в инновационный университет. Возникновение НОЦ вызвано также необходимостью повышения инновационного потенциала университета на базе объединения кадровых, материальных, финансовых и интеллектуальных ресурсов партнеров «Военмеха» для организации исследований и разработок по приоритетным научным направлениям, в том числе и по разработке критических технологий.

Цели создания центра:
— Управление фундаментальными и прикладными исследованиями в рассматриваемой области с целью эффективного использования научно-технического потенциала университета и партнеров для разработки, внедрения и промышленного освоения новых технологий производства композиционных конструкционных и функциональных материалов, изделий и конструкций из них.

— Совершенствование образовательного процесса в высшей школе с привлечением высокопрофессиональных научных кадров, работающих над актуальными задачами в реальном секторе производства.

 — Проведение совместных научных исследований и подготовка кадров высшей квалификации — как для научной работы, так и для наукоемких производств.
Следует отметить, что долгосрочной целью этого проекта является создание инфраструктуры НОЦ «КМК», основанной на комплексном подходе к решению поставленной задачи, объединенной мощным учебно-научным коллективом, единой экспериментальной, методологической, информационной базой, позволяющей удерживать высокие позиции в развитии фундаментальных и прикладных научных исследований для сохранения и развития национальной научной школы.

К основным направлениям научных исследований НОЦ «КМК» следует отнести механику и проектирование конструкций на основе композиционных материалов (КМ), основанные:
1. На использовании микромеханического анализа для разработки и создания внешней структуры конструкции, обладающей предсказуемыми и оптимальными характеристиками и свойствами.
2. На использовании подходов наномеханики, мультимасштабного моделирования, применении методов численного моделирования и CAD-CAM технологий, использовании реинжинирингового подхода и новых технологий расчета и проектирования.
3. На разработке моделей и методов виртуальных технологических процессов, методов оценки влияния окружающей среды и подходов по созданию инструментальной оснастки с учетом реально изменяющихся условий изготовления изделия с целью получения надежных и реализуемых на практике процессов изготовления изделий.
4. На разработке новых мультифункциональных материалов и конструкций на их основе, в том числе и интеллектуальных.
5. На идентификации, создании и разработке новых классов КМ, в том числе и керамических, с использованием контроля над микроструктурой и молекулярной архитектурой разрабатываемых структур и создании нанокомпозитных структур для их применения в разработке волокон, связующих и добавок при создании новых КМ.

К этим же направлениям относятся разработка систем контроля и диагностики изделий из КМ в процессе всего жизненного цикла изделия — от изготовления до утилизации и разработка действующих схемных решений по контролю и моделированию состояния изделия из КМ.

 Разработка систем испытания производится с целью оценки различных физико-механических характеристик изделий из КМ на различных масштабных уровнях от нано- до макро, включая механические, физические, тепловые и электрические характеристики КМ.
С применением подхода, изложенного выше, в НОЦ «КМК» ведутся разработка и реализация систем, выполненных на основе современных функциональных композиционных материалов, применительно к задачам авиационно-космической техники. Разработан экспериментальный стенд, на котором осуществляются исследовательские работы по анализу чувствительности моделей крупногабаритных конструкций в отношении переменных параметров системы, в частности к изменению жесткостных и диссипативных характеристик узлов соединения. Кроме того, проводятся исследования по созданию малогабаритного силового привода (актуатора), обладающего малой массой и низким уровнем возмущающих воздействий на конструкцию КА. Ведутся работы по созданию электромеханической и химической моделей электроактивного полимера, а также работы по реализации эффективной методики проектирования такого рода устройств. Проводятся исследования, связанные с созданием управляемых интеллектуальных конструкций, позволяющих осуществлять целенаправленное управление напряженно-деформированным состоянием конструкции в зависимости от условий её функционирования. Все эти работы направлены в конечном счете на создание методологических основ проектирования интеллектуальных конструкций.

Совместно с ведущими предприятиями отрасли, такими как ОАО «ИСС», ОАО «ЛОМО», НИИ прецизионных приборов (СПб), ОАО «Радар ммс», проводятся работы по внедрению такого рода систем в практику космического аппаратостроения. В частности, рассматривается проект создания управляемой конструкции антенного рефлектора крупногабаритной зеркальной антенны КА на основе интеллектуальных полимерных материалов, позволяющей компенсировать погрешности технологии изготовления и воздействия внешних возмущений, возникающих в процессе эксплуатации антенны. Разрабатывается конструкция малогабаритного беспилотного летательного аппарата с изменяющейся формой крыла, управление которой происходит за счет использования в конструкции функциональных материалов на основе пьезополимеров. Совместно с ОАО «ИСС» ведутся ОКР по разработке и созданию размеростабильных рефлекторов для КА, выполненных на основе современных композиционных материалов. По заказу ОАО «Радар ммс» идут работы по созданию серии радиопрозрачных убежищ для систем космической связи, в том числе и для работы в экстремальных условиях, в частности для работы в Антарктиде. Для ОАО «ЛОМО» ведутся работы по созданию размеростабильной конструкции космического телескопа (совместный белорусско-российский проект), а для НИИ прецизионных приборов выполнен заказ по разработке и созданию серии формостабильных несущих конструкций из углепластика для космического лазерного дальномера.

 Таким образом, в настоящее время на базе НОЦ «КМК» в БГТУ «Военмех» возникает новое направление, связанное созданием функциональных конструкций из композиционных материалов, в частности размеро- и формостабильных систем. При этом важнейшим моментом в реализации этого направления становится создание управляемых механических систем на базе интеллектуальных конструкций и материалов, имеющих возможность адаптироваться к сложным и заранее не предсказуемым условиям эксплуатации. Это позволяет эффективно решать многие современные задачи авиационно-космической техники.