Направления развития кафедр и лабораторий института механики и энергетики: история и современность

Аннотация

В данной статье представлена информация о ключевых моментах в развитии института механики и энергетики. Описываются достижения в образовательной, научной и внеучебной деятельности. Представлены описания научных школ, сформированных за время работы института, их вклад в развитие региона и страны в целом, основные пути дальнейшего развития.

Полный текст

В сентябре 2022 года институт механики и энергетики отметил свой юбилей – 60 лет. С момента первого выпуска инженеров-механиков в 1962 году ряды специалистов пополнили свыше 15000 высококвалифицированных специалистов. Среди них – руководители сельскохозяйственных и промышленных предприятий, крупные ученые и общественные деятели, работающие во всех регионах Российской Федерации и за рубежом. На сегодняшний день институт является учебным и научным центром, обеспечивающим фундаментальную университетскую подготовку кадров агроинженерного и энергетического профилей, специалистов в области техносферной безопасности в рамках очной и заочной форм обучения. Подготовку специалистов осуществляют 6 кафедр Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва.

Кафедра безопасности жизнедеятельности формирует компетенции в сфере обеспечения безопасности человека в современном мире, формирования комфортной для жизни и деятельности человека, минимизации техногенного воздействия на природную и техногенную среду.

Кафедра является общевузовской и осуществляет обучение на всех основных профессиональных образовательных программ Университета. Закрепленная за кафедрой дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» преподается на более 70 направлениях подготовки бакалавриата и специалитета. На рис. 1 представлен учебный процесс в лабораториибезопасностижизнедеятельностисостудентаминаправленияподготовки 20.03.01 Техносферная безопасность.

Рис. 1. В лаборатории безопасности жизнедеятельности.

Основные направления научных исследований кафедры: повышение безопасности и эффективности системы «человек-среда»; исследование и разработка методов и средств обеспечения комплексной безопасности объектов защиты»; разработка автономных систем обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях нового поколения; внедрение методов и средств обеспечения безопасных условий труда. Выпускники кафедры БЖД востребованы на рынке труда Республики Мордовия и за ее пределами. Многие студенты трудоустраиваются после 3-го курса обучения, успешно сочетая учебу и работу в структурах Главного Управления МЧС России по Республике Мордовия, на ведущих предприятиях региона.

Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной продукции формирует компетенции в области техники и технологий животноводства, технологического оборудования для хранения и первичной переработки, процессов и аппаратов перерабатывающих производств, проектирования, монтажа иэксплуатации технологического оборудования перерабатывающих производств, методов и технических средств для контроля качества технологических процессов переработки с./х. продукции и др.

На рисунке 2 представлен учебный процесс в лаборатории баромембранных технологий со студентами направления 35.03.06 Агроинженерия.

Рис. 2. В лаборатории баромембранных процессов.

Основные направления научных исследований кафедры: повышение эффективности технологий переработки сырья и материалов; исследование свойств пищевых сред и с./х. продукции, полимерных материалов; разработка и внедрение баромембранных технологий, энергоэффективных процессов измельчения материалов, экструзионных, литьевых и компрессионных технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции, пищевых сред, комбикормов и композиционных материалов, в том числе с наноразмерными частицами и др. На рисунке 3 представлены разработки кафедры в области получения биоразлагаемых материалов на основе отходов сельскохозяйственного производства.

Рис. 3. Биоразлагаемая пленка (а), полученная методом плоскощелевой экструзии, упрочненная методом вытяжки вдоль направления экструзии и гранулят (б) пятикомпонентной композиции, наполненной свекловичным жомом дисперсностью менее 350 мкм.

В связи реализацией мероприятий дорожной карты стратегического проекта «Материалы нового поколения и энергосбережение» программы развития ПРИОРИТЕТ 2030 исследования, проводимые на кафедре, планируются в области создания новых полимерных композиционных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками для сельскохозяйственного, пищевого и транспортного машиностроения.

Кафедра мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина организована в институте механики энергетики 2 июня 2017 года на базе кафедры мобильных энергетических средств и кафедры сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина. С 1 сентября 2022 года в ее составвошла кафедра основ конструирования механизмов и машин.

История сегодняшней кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина базируется на историях входящих в ее состав отдельных кафедр и представляет собой неразрывную связь с становлением и развитием как самих кафедр, так и в целом института механики и энергетики.

Кафедра кафедры мобильных энергетических средств. История кафедры начинается с 1960 года, когда на сельскохозяйственном факультете университета в качестве отдельного структурного подразделения была создана кафедра тракторов и автомобилей.

С 1960 по 1973 год кафедрой руководил кандидат технических наук доцент В.И. Белов. С 1973 по 1983 годы кафедру возглавлял кандидат технических наук доцент Б.И. Гусев.

В 1977 году кафедра предложила новые формы прохождения производственной практики студентов в составе студенческих механизированных отрядов. Организатором и руководителем первого отряда был кандидат технических наук А.М. Карпов.

С 1983 года при кафедре функционирует аспирантура, в начале по специальности 05.20.03 «Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники», в настоящее время – по специальности 05.20.01 «Технологии и средства механизации сельского хозяйства».

В1983-1988 годах кафедрой руководил кандидат технических наук доцент А.М. Карпов.

В 1986 году кафедра была перебазирована в п. Ялга на новые производственные площади корпуса № 15. В этот период существенно укрепилась материально-техническая база кафедры.

В 1988-1999 годы кафедру возглавлял кандидат технических наук доцент Б.И. Гусев. За этот период совместно с кафедрой ЭМТП Ленинградского СХИ было подготовлено 6 кандидатов наук.

В 1999-2017 годы кафедрой руководил доктор технических наук профессор А.П. Иншаков. В этот период активно проводилась работа по методическому оснащению дисциплин и научно-исследовательская работа в сфере повышения эффективности использования мобильных энергетических средств в сельскохозяйственном производстве. Так в 2005-2006 годах с ЗАО ПТЗ (г. Санкт-Петербург) проводилась работа по освоению и сервисному обслуживанию тракторов «Кировец» К-3180 АТМ в Республике Мордовия. Совместно с ГУП РМ «Развитие села», ЗАО «Агротехмаш» и ЗАО ПТЗ был создан центр по переподготовке кадров для работы на тракторах типа «Кировец». В 2008 году при кафедре создан научно-консультационный центр по проблемам механизации АПК, получена лицензия на оказание научно-технических услуг по подготовке и переподготовке технических кадров. В 2007-2008 годах на основании договора о сотрудничестве с ВИМ кафедра участвовала в разработке стандарта моторного топлива на основе рапсового масла. В 2008 году на площадях кафедры был создан передвижной пункт государственного технического осмотра автомобилей. За этот период под руководством А.П. Иншакова было подготовлено 6 кандидатов наук.

В начале 60-х гг., в Мордовском университете в структуре сельскохозяйственного факультета подготовку студентов по специальности «Механизация сельского хозяйства» осуществляли преподаватели кафедры механизации и электрификации сельского хозяйства, на базе которой 27 июня 1961 года была организована кафедра сельскохозяйственных машин. С этого времени стала создаваться материальная и учебно-методическая база специальности «Механизация сельского хозяйства». На кафедре читались курсы по общетехническим и специальным дисциплинам для студентов сельскохозяйственного факультета. Среди первых преподавателей были Д.С. Пилипко, А.Н. Анашкин, В.Н. Макаров, Н.Н. Орлов.

По мере становления и развития факультета кафедра сельскохозяйственных машин стала базой формирования новых кафедр. В 1975 году из нее выделилась кафедра механизации и автоматизации животноводческих комплексов. В 1986 году была организована кафедра механизации животноводства, а в 1993 году – кафедра механизации переработки продукции растениеводства, которая в течение 5 лет являлась основной методической базой становления новой специальности «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции». Далее кафедра была преобразована в кафедру сельскохозяйственных машин и производственного обучения. Последняя реорганизация ее была проведена в 1999 году, когда она получила первоначальное название кафедра сельскохозяйственных машин.

Первым заведующим кафедрой, а впоследствии и деканом факультета механизации сельского хозяйства, был доцент Д.С. Пилипко, внесший неоценимый вклад в становление инженерного сельскохозяйственного образования Мордовии. Заведующими кафедрой после Д.С. Пилипко были доцент Д.С. Икомасов (1972-1977), профессор А.И. Лещанкин (1977- 1997), с именем которого связано формирование существующей материально-технической базы кафедры.

В разное время, кроме вышеперечисленных руководителей, на кафедре работали доценты: В.Н. Макаров, Н.Н. Орлов, Г.И. Ламкин, В.П. Голованов, Н.С. Колесников, П.И. Сыроежкин, Г.Д. Статейко, Н.С. Колесников, Н.П. Чикунов, преподаватели: В.П. Шмыров, А.И. Тюрин, А.Ю. Фомин, инженеры: В.А. Данильчев, С.М. Вдовин, непосредственно принимавшие участие в формировании ее материальной и методической базы. Сотрудники кафедры выдвигались на руководящие посты в университете. Одним из первых проректоров по науке в Мордовском университете был доцент В.Н. Макаров. Более 12 лет проректором по вечернему и заочному образованию, а затем и по учебной работе был профессор А.И. Лещанкин. Кандидат экономических наук, доцент С.М. Вдовин являлся ректором Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва в период с 2010 г. по 2021 г.

В1997-2017годыкафедройруководилдоктортехническихнаукпрофессор М.Н. Чаткин. В этот период под его руководством на кафедре активно проводилась научно- исследовательская работа по теме «Совершенствование и оптимизация параметров рабочих органов и механизмов мобильных и стационарных машин». Сотрудники кафедры совместно со специалистами машиностроительных предприятий Республики Мордовия принимали активное участие в разработке и налаживании производства следующих сельскохозяйственных машин: плуги универсальные навесные ПУН-5-40 и ПУН-8-40 (ОАО «САРЭКС»); культиватор тяжелый стерневой КТС-10-02 (ОАО «САРЭКС»); глубокорыхлитель навесной ГН-2,5 (ОАО «МордовАгроМаш»); машина для внесения удобрений МВУ-1200 (ОАО «МордовАгроМаш»); зерновые сеялки СУБМ-3,5 и СЗУ-6 (ОАО «МордовАгроМаш»); комбинированный навесной агрегат КНА-7,2 (ФГУП «Саранский механический за-вод»); борона дисковая сверхтяжелая БДСТ-6 (ОАО «МордовАгроМаш»). За этот период под руководством Чаткина М.Н. было подготовлено 4 кандидата наук.

На рисунке 4 представлен учебный процесс в лабораториях кафедры со студентами направления 35.03.06 Агроинженерия.

Рис.4. Занятия в лабораториях фирменного брендированного класса «Ростсельмаш» (а) и фирменного брендированного класса «Пегас Агро» (б).

На кафедре успешно реализуется подготовка трактористов-машинистов различных категорий. На рисунке 5 представлены практические занятия по вождению курсантов 2022 года. Для этого при кафедре был создан учебный центр подготовки и переподготовки специалистов. В настоящее время осуществляется подготовка трактористов-машинистов по следующим категориям: B, C, D, F. Кроме этого у слушателей имеется возможность пройти подготовку водителя погрузчика и машиниста экскаватора.

Рис. 5. Итоговый экзамен по практическому курсу подготовки трактористов-машинистов.

Особое внимание кафедра уделяет студенческому олимпиадному движению. Бакалавры и магистранты направлений 35.03.06 и 35.04.06 Агроинженерия под руководством сотрудников кафедры принимают активное участие в различных международных, всероссийских и региональных выездных студенческих олимпиадах и конкурсах в различных городах России, где становятся победителями и призерами в командных и личных первенствах. Кроме этого, кафедра выступает в качестве организатора заключительных этапов Всероссийской студенческой олимпиады по агроинженериии Всероссийского студенческого конкурса новаторских и инновационных идей в АПК.

Основные направления научных исследований кафедры: разработка мобильных средств механизации с системами контроля правильного их функционирования для производства сельскохозяйственной продукции; разработка эффективных механизированных, автоматизированных и роботизированных технологий и технических средств для производства сельскохозяйственной продукции; разработка методик и технических средств для исследований и испытаний агрегатов и рабочих органов машин для производства сельскохозяйственной продукции; разработка и реализация научной концепции создания адаптивных роботизированных технических систем, в том числе на основе использования аддитивных технологий; разработка и реализация концепции формирования у обучающихся вузов инновационного инженерного мышления. Научные разработки кафедры представлены на рисунке 6.

Рис. 6. Адаптивная фреза-культиватор (а) патент РФ 2644592 и комбинированный культиватор (б) патент РФ 188611.

Ближайшее будущее в развитии кафедры видится в реализации мероприятий дорожной карты стратегического проекта «СМАРТ АГРО» программы развития ПРИОРИТЕТ 2030 в области разработки и внедрения новых высокоэффективных технологий и оборудования в области производства техники, системы обеспечения точного земледелия. Для реализации поставленных задач в 2022 году создана лаборатория по технологиям систем точного земледелия, представленная на рисунке 7.

Рис. 7. Лаборатория технологий и средств точного земледелия.

Кафедра теплоэнергетических систем формирует компетенции в области систем энергообеспечения промышленных и коммунальных предприятий, эксплуатации установок, систем и комплексов высокотемпературной и низкотемпературной теплотехнологий; эксплуатации котельных установок различного назначения; эксплуатации установок систем кондиционирования воздуха, а также вспомогательное теплотехническое оборудование. На рисунке 8 представлена работа ученых в лаборатории автономных источников теплоснабжения.

Исторически значимым событием в развитии кафедры является открытие новой специальности 140106 – «Энергообеспечение предприятий». Данная специальность была открыта по инициативе профессора Ю.А. Вантюсова. Он являлся в 1995 году фактически ее создателем, разработчиком образовательного стандарта, объединив в одно целое изучение производства электрической и тепловой энергии. В настоящее время в последствие вышедшие из этой специальности направления подготовки реализуются в десятках вузов Российской Федерации.

Другим уникальным достижением кафедры является реализация совместной международной образовательной программы по направлению 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника с Университетом науки и технологий Цзянсу (Китай), благодаря которой студенты после окончания имеют возможность получить одновременно два диплома – российского и китайского университетов.

Рис. 8. В лаборатории автономных источников теплоснабжения.

Рис. 9. Выпускники совместной образовательной программы.

Основные направления научных исследований кафедры являются энергоэффективные технологии в источниках, системах трансформации и хранения тепловой энергии. Разработка и использование импульсных систем тепло-и водоснабжения. На рисунке 10 представлены некоторые разработки кафедры, внедренные в системы ЖКХ региона.

Дальнейшее развитие кафедры связано с реализацией мероприятий дорожных карт стратегических проектов ««Материалы нового поколения и энергосбережение» и «СМАРТ АГРО» программы развития ПРИОРИТЕТ 2030 в области разработки высокоэффективных импульсных систем для теплоэнергетики и ЖКХ, разработка индивидуальных тепловых пунктов с улучшенной теплопередачей отопительных приборов для независимого подключения системы отопления здания к тепловым сетям, разработка системы утилизации тепла котлоагрегатов с глубоким охлаждением температуры уходящих газов, а также разработка энерго- ресурсосберегающей технологии получения электрической и тепловой энергии из отходов сельскохозяйственного производства.

Рис. 10. Внешний вид ударного узла теплоустановок.

Кафедра технического сервиса машин формирует компетенции в области эффективного использования и сервисного обслуживания сельскохозяйственной техники, машин и оборудования; технологии технического обслуживания, диагностирования и ремонта машин и оборудования; области науки и техники, связанные с эксплуатацией, ремонтом и сервисным обслуживанием транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения. На рисунке 11 представлен учебный процесс в лаборатории «Образовательные технологии в автомобильной отрасли» учебного центра GNFA со студентами направления 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов.

Важным фактором развития кафедры является становление и развитие научной школы.

Первым заведующим кафедрой и её фактическим организатором был доцент Н.Е. Фурчиков (1962-1973 г.г.). На годы его руководства приходится становление кафедры.

Рис. 11. Занятия в учебных классах лаборатории «Образовательные технологии в автомобильной отрасли».

С 1973 по 1978 год кафедру возглавлял кандидат технических наук, доцент Ф.Ф. Алуев. В данный период происходит активное совершенствование материально- технической базы кафедры.

С 1978 года по 2007 год кафедрой заведовал доктор технических наук, профессор П.П. Лезин.

Петр Петрович внес большой вклад в становление научно-педагогического коллектива кафедры и подготовку кадров высшей квалификации. Им организован и успешно функционирует диссертационный совет 24.2.338.04. Общее количество подготовленных профессором П.П. Лезиным кандидатов и докторов наук – 36 человек. Практически все преподаватели кафедры в разное время являлись его учениками. Именно в годы руководства профессора П.П. Лезина и по его инициативе кафедра переименована в кафедру технического сервиса машин.

Заведующим кафедрой с января 2007 года по 01 сентября 2022 года являлся Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, доктор технических наук, профессор П.В. Сенин. Под руководством профессора П.В. Сенина кафедра одной из первых в российских вузах реализовала принцип «от идеи до конечного продукта». Для практического осуществления этого принципа была создана соответствующая база, оснащенная самым современным оборудованием. Идея и научно-исследовательское сопровождение – реализуется научно-исследовательской лабораторией. Технологическая реализация и апробация продукта - малым инновационным предприятием. Конечная технология с комплектом оборудования внедряется на предприятии реального сектора экономики. В настоящее время на кафедре созданы все составляющие этой технологической цепочки.

Сегодня научно-исследовательская деятельность на кафедре осуществляется в рамках научной школы под руководством профессора П.В. Сенина. Работа ведется по трем основным направлениям:

• обеспечение надежности отремонтированной техники;
• фундаментальные и прикладные исследования в области высоко-ресурсного ремонта узлов и агрегатов машин путем нанесения на рабочие поверхности деталей металлопокрытий методом электроискровой обработки;
• разработка диагностического и технологического оборудования для предприятий технического сервиса.

Рис. 12. Научные исследования в лаборатории «Технологии и средства создания покрытий с заданными служебными свойствами».

Дальнейшее развитие кафедры связано с реализацией мероприятий дорожных карт стратегических проектов ««Материалы нового поколения и энергосбережение» и «СМАРТ АГРО» программы развития ПРИОРИТЕТ 2030 в области разработки импортозамещающих технологий и оборудования для высокоресурсного ремонта агрегатов машин и оборудования отечественного и зарубежного производства с учетом исследований механических, фрикционных и триботехнических свойств покрытий.

Кафедра электрификации и автоматизации производства формирует компетенции в области систем электроснабжения городов, промышленных предприятий, сельского хозяйства, транспортных систем и их объектов. На рисунке 13 представлены занятия со студентами 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Рис. 13. Занятия в лабораториях электроэнергетических систем и сетей и электрических машин и электрических приводов.

Основные направления научных исследований кафедры являются разработка и моделирование режимов работы электроэнергетических систем и сетей, их устойчивостью и надежностью, а также разработкой энергосберегающих систем и технологий.

Перспективные развития кафедры связаны с разработкой и моделированием режимов работы электроэнергетических систем и сетей, их устойчивостью и надежностью, а также разработкой энергосберегающих систем и технологий.

Подводя итог в развитии института механики и энергетики на сегодняшний день и делая планы на будущее, можно отметить, что инновационно-ориентированное профессиональное образование в нашем подразделении, которое в настоящее время является приоритетным в институте, базируется на интеграции научной, образовательной и инновационной деятельности при реализации основных образовательных программ различных уровней и дополнительных профессиональных образовательных программ; осуществляется не только на базе традиционных вузовских подразделений (кафедр, лабораторий), оснащенных современным оборудованием, но и в условиях новых типов организационных структур: научно-образовательных центров, инновационно- технологических центров, центра трансфера технологий, бизнес-инкубатора, малых инновационных предприятий, современных научных лабораторий и т.д.

Коллектив института, в свою очередь, видит свою миссию в поддержании высокой репутации российского инженерного образования, повышении его качества и конкурентоспособности как в России, так и в мировом сообществе.