Разработка объектива для звездных датчиков
Проект по разработке объектива для звездного датчика является первым за 15 лет, реализуемым в Университете ИТМО. Как отмечает руководитель проекта Дмитрий Сазоненко, тьютор кафедры прикладной и компьютерной оптики (ПиКО), отправной точкой для начала работы явилось осознание проблем, связанных со сборкой имеющихся моделей объективов семейства «Астрар».
«В рамках этой темы был проведен литературный обзор и патентный поиск, изучены характеристики объективов семейства “Астрар” и их конкурентов. В ближайшее время мы планируем связаться с представителями Института космических исследований для уточнения и согласования технического задания на новую оптическую систему, — рассказывает Дмитрий Сазоненко. — На сегодняшний день в Университете ИТМО отсутствует команда, способная создать новые объективы для космоса. Участие в проекте позволит создать новую молодую команду разработчиков, имеющую опыт в расчете и конструировании оптических систем для космоса».
Проект рассчитан на два года. За это время предстоит решить большой список задач, так как объектив будет создаваться с чистого листа. При проектировании и расчете будут учтены особенности производства в Университете ИТМО. Его итогом станет разработка конструкторской документации, необходимой для производства новых объективов силами подразделений вуза, добавляет он. В будущем, благодаря формированию команды расчетчиков и конструкторов, могут быть созданы и другие оптические системы для космоса.
Универсальный стенд для базирования контрольных зеркал диаметром до 200 мм
Еще одним проектом кафедры прикладной и компьютерной оптики, получившим поддержку, стала разработка универсального стенда для базирования контрольных зеркал диаметром до 200 мм. По словам его руководителя — студента кафедры Игоря Лапкаева, идея проекта пришла с производства: при сборке и юстировке контрольных схем был выявлен существенный недостаток имеющихся стендов, в частности, при наклоне оправы с контрольным зеркалом происходило смещение вершины контрольного зеркала от ее первоначального положения.
«В связи с этим приходилось производить дополнительные действия, чтобы вернуть эту вершину на ее первоначальное положение. Наша же разработка убирает данный недостаток путем совмещения вершины контрольного зеркала и оси наклона оправы. Благодаря этому мы получаем экономию времени и упрощение сборки и юстировки контрольных схем, — рассказывает он. — Работа над проектом началась в июне этого года. На данный момент сделана эскизная 3Д-модель стенда. Идет этап согласования технического задания. В течение двух лет будет изготовлен опытный образец стенда, а также соответствующие ему комплекты конструкторской, технологической и эксплуатационной документаций. В дальнейшем планируем внедрять стенд на различные производства благодаря его универсальности».
Автоматизированный сферический сканер для исследования пространственных характеристик антенн
Проект реализуется на кафедре электротехники и прецизионных электромеханических систем Университета ИТМО. Уже более двадцати лет ее сотрудники занимаются разработкой прецизионных электроприводов для опорно-поворотных устройств, входящих в комплексы высокоточных оптических наблюдений для контроля космического пространства. В частности, эти комплексы входят в состав системы ГЛОНАС. В 2010 году одна из таких систем была введена в эксплуатацию на космодроме «Плесецк», а в этом году введена в эксплуатацию оптическая система в Бразилии, в обсерватории Пико дос Диас.
Как отмечает Павел Золов, инженер кафедры электротехники и прецизионных электромеханических систем, отправной точкой для создания проекта стало предложение партнеров, специализирующихся на проектировании апертурных антенн и антенных решеток. Они обратили внимание, что накопленный кафедрой опыт можно использовать при создании лабораторных измерительных систем — установок сферического сканирования, позволяющих с высокой степенью точности проводить измерения параметров излучения остронаправленных и слабонаправленных антенн, работающих в частотном диапазоне 30-110 ГГц. Эти антенны, в частности, используются в картографии, в высокоточном исследовании погодных явлений.
«Разработка решает задачу позиционирования объекта исследования — сверхвысокочастотных антенн — в пространстве относительно измерительного зонда. При этом реализованные на основе сферического сканера методы измерений позволяют исследовать антенны вне зависимости от их направленных свойств и в итоге успешнее решать задачи волновой диагностики. В этом состоит уникальность проекта, — рассказывает Павел Золов. — Кроме того, следует отметить, что зарубежные аналоги разрабатываемого устройства, обеспечивающие заданные требования к точностям позиционирования при сканировании антенн указанного частотного диапазона не выявлены».
Он добавляет, что разработка механики опорно-поворотного устройства – достаточно специфическая задача. Именно поэтому работа потребовала комплексного подхода: в рамках кафедры электротехники и прецизионных электромеханических систем производилась разработка систем управления прецизионными электроприводами, тогда как для решения задач конструирования были привлечены студенты профильной специальности с кафедры мехатроники.
Рассчитываемый срок выполнения проекта — два года, объем финансирования – по 2 млн рублей на каждый год. Сейчас работа находится на стадии проработки технического задания, уже проведены предварительный расчеты конструкции опорно-поворотного устройства, а также предварительные расчеты прецизионного привода.
«Перспективы проекта видятся достаточно обширными, эта разработка может быть использована также в качестве инструмента для точного 3D сканирования объектов. Кроме того, проект позволит помочь наладить проектирование и производство комплексных решений, включающих в себя объекты точной механики и прецизионного электропривода, которые повсеместно используется в промышленности и лабораторном оборудовании. Внедрение проекта интересно в профильных фирмах и предприятиях, занимающихся разработкой и изготовлением аппаратуры радиосвязи, а также на антенных измерениях», — заключает Павел Золов.
Разработка линейки встраиваемых воздушных теплоутилизаторов
Разработка нацелена на повышение энергоэффективности существующих и вновь проектируемых систем вентиляции. При этом в проекте, помимо экономии энергоресурсов, решается проблема модернизации существующих систем вентиляции и снижения капитальных затрат на оснащение ими новых объектов. Как отмечает руководитель проекта Сергей Муравейников, аспирант кафедры теплофизики и теоретических основ тепло-хладотехники, одно из преимуществ разработки — возможность полного сохранения внешнего облика здания, что особенно важно для объектов культурного наследия, частных коттеджей, а также других объектов.
«На текущем этапе мы имеем четкое представление о компоновке устройства, его компонентах и требованиях к ним. Проведена большая работа по взаимодействию с производственными компаниями, нацеленная на обеспечение технологичности нашего устройства и совместимости с существующим оборудованием. Предстоит большой объем конструкторских работ. Сейчас мы создаем платформу для дальнейшего развития проекта, поэтому разработка должна вестись с учетом множества факторов. Изготовленный на основании разработанной документации прототип будет тщательно исследован как для подтверждения заявленных характеристик, так и для поиска новых технологических решений, способных в перспективе улучшить наши устройства», — рассказывает Сергей Муравейников.
Он уточняет, что изначально проект разрабатывался с учетом реалий российского рынка энергоэффективных технологий. В этом преимущество разработки перед зарубежной продукцией и ее отечественными аналогами. Работы по проекту в рамках НИОКТР будут вестись на протяжении двух лет, на это выделено 4 млн. рублей.
«Проект разрабатывается с учетом перспективы его дальнейшей коммерциализации. В этом и видится его будущее. К тому же, у нас уже имеется набор идей по дальнейшему развитию создаваемой технической платформы. Эти идеи родились во многом благодаря участникам студенческого сообщества “Инженерная студия”, организованного на мегафакультете биотехнологий и низкотемпературных систем. Там мы готовим студентов к будущей профессиональной деятельности, участию в научных и коммерческих проектах, вырабатывая необходимые для этого компетенции на практике. Команда проекта по части студентов полностью состоит из участников этого сообщества. По завершению работ в рамках НИОКТР коллектив продолжит трудиться с целью расширения модельного ряда, а также разработки дополнительных компонентов и устройств, способных составить конкуренцию существующей на сегодняшний день продукции», — добавляет Сергей Муравейников.
Кроме того, поддержку получил проект «Программно-аппаратная платформа противодействия сетевым атакам на отказ в обслуживании», реализуемый под руководством Ильи Попова, аспиранта кафедры безопасности и проектирования компьютерных систем, а также проект, направленный на разработку антропоморфного электромеханического гриппера с системой силового очувствления (руководитель — Дмитрий Базылев, инженер кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО).
