Космическая инженерия в АУЭС

Описание образовательной программы 6B07112 Космическая инженерия в АУЭС

Основная цель образовательной программы состоит в подготовке высококвалифицированных инженеров, специализирующихся в области космической и машиностроительной деятельности, удовлетворяющих требованиям как отечественного, так и международного рынка интеллектуального труда.

Язык обучения: русский, казахский.
Срок обучения: 4 года.

Вузовский компонент — обязательная общеобразовательная дисциплина.

• Модуль вузовского компонента ООД (Основы этики и антикоррупционной культуры, экология и безопасность жизнедеятельности, экономика, предпринимательство, лидерство и инновации). Учебный курс, позволяющий помочь студенту получить знания о государственных мерах противодействия коррупции, дает возможность понимания сущности современных мировоззренческих проблем, их источников и теоретических вариантов решения, а также принципов и идеалов, определяющих цели, средства и характер деятельности людей. Изучает воздействие технологических процессов на состояние окружающей среды, виды и источники загрязнений, способы и методы очистки, категорирование экологической опасности производства и санитарно-защитных зон, а также параметры и характеристики чрезвычайных ситуаций различного характера, прогнозирование их последствий, методику определения количества и структуры потерь. Освоение концепции современной экономики, перехода экономики Казахстана на принципиально новую траекторию развития. Организация предпринимательской деятельности по производству и реализации востребованной конкурентоспособной продукции. Изучение основных теорий мотивации, лидерства для решения управленческих задач. Владение современными технологиями управления персоналом. Изучение основных моделей инновационного развития, методов реализации инноваций; взаимосвязей инновационной активности и конкурентоспособного развития предприятий.

Вузовские компоненты — перечень базовых учебных дисциплин для освоения образовательной программы.

1. Баллистика. Предмет, задачи и содержание дисциплины. Методы решения задач баллистики. Силы, действующие на космический аппарат (КА). Физические характеристики гравитационных полей.Сфера действия небесного тела. Радиус сферы действия. Гравитационный потенциал Земли. Системы координат. Математическая модель невозмущенного движения КА. Определение невозмущенной орбиты по заданным условиям движения. Полет от перицентра. Продолжительность перелета.
2. Математика 1. Овладение методами высшей алгебры и аналитической геометрии для их применения при решении математических и прикладных задач. Изучаются основные понятия математического анализа: числовые последовательности и пределы, пределы функций; производная функции от одной переменной и ее приложения, неопределенный интеграл, определенный интеграл, геометрические приложения определенного интеграла и важные для будущего специалиста понятия комплексного числа и комплексной функции
3. Математика 2. Курс дает подготовку к осознанному и углубленному изучению специальных дисциплин и получение навыков самостоятельной практической работы по решению возникающих прикладных задач. Изучаются: дифференциальное и интегральное исчисление функции нескольких переменных, экстремум функций нескольких переменных, теория рядов, дифференциальные уравнения и их приложения, а также используется компьютер для решения прикладных задач
4. Основы научного исследования и академическое письмо. Дисциплина представляет собой комплекс теоретического материала и практических примеров, необходимых для освоения принципов и способов представления данных в академическом письме. Уделено особое внимание на алгоритм действий для написания научных статей и научно-исследовательских работ. Отрабатываются такие навыки, как постановка целей и задач, описание методик исследования, описание статистической информации, графиков и диаграмм, формулирование выводов исследования, реферирование научной литературы, оформление ссылок на источники и другие.
5. Спутники и радиорелейные системы передачи. Формирование знаний о распространении сигнала и его обработке в радиорелейных и спутниковых системах передачи, принципах работы и построения оборудования, методиках расчета энергетических характеристик и электромагнитной совместимости, проектирования сетей на базе данных радиосистем. Изучаются правила технической эксплуатации радиорелейных и спутниковых систем передачи. В лабораторных работах используются многофункциональный монитор для настройки спутниковых антенн, цифровой приемник спутникового ТВ Harmonic IRP 2010.
6. Учебная практика. Проектирование в AutoCAD, Solid Works/Основы компьютерной графики Изучение AutoCAD: текстовое оформление, редактирование графических примитивов в выполнение титульного листа чертежа и подготовка формата к работе, построение проекций точки, прямой и плоскости. Изучение Solid Works: освоение твердотельного 3D моделирования, разработка сварных конструкций, расчеты на прочность, подсчет гидро/аэродинамики, подсчет на изгиб, работа с данными 3D сканирования (функция ScanTo3), возможность анимации готового изделия.
7. Физика 1. Обеспечение фундаментальной физической подготовки, позволяющей будущим специалистам ориентироваться в научно-технической информации, использовать физические принципы и законы, а также результаты физических открытий в тех областях техники, в которых они будут трудиться.
8. Физика 2. Освоение законов механики, молекулярной физики, термодинамика; электричество и магнетизм; уравнения Максвелла; физика колебаний и волн; квантовая физика и физика атома; физика твердого тела; атомное ядро и элементарные частицы, необходимых как для освоения других дисциплин физико-математического и технического профиля, так и в профессиональной деятельности.

Компоненты по выбору – перечень базовых учебных дисциплин, которые можно выбрать самостоятельно.

1. Алгоритмы и языки программирования. Приобретение навыков алгоритмизации и программирования задач для решения их на современных вычислительных машинах/
2. Баллистика космических аппаратов. Изучить баллистическое движение; подтвердить теорию на основе эксперимента; выяснить какое значение имеет баллистика в жизни человека, изготовить модели/
3. Бортовые системы космических аппаратов. Знание о стремительном развитии космонавтики, связанных как с разработкой, так и с эксплуатацией современной космической техники, в том числе и бортовых систем космических аппаратов. Краткое содержание (основные разделы): состав бортовых систем космических аппаратов (КА); системы терморегулирования; системы энергопитания; системы ориентации и стабилизации.
4. Динамика космического полета. Целью преподавания дисциплины является формирование у обучаемых специалистов умения и навыков корректно ставить и решать основные задачи динамики космического полета и, прежде всего, задачи проектирования траекторий космических аппаратов, уметь использовать разработанные алгоритмы решения основных задач динамики космического полета. Должен знать: подход к описанию движения тела переменной массы.
5. Дифференциальные уравнения. Дисциплина «Дифференциальные уравнения» обеспечивает подготовку слушателей по одной из фундаментальных математических дисциплин, являющейся мощным орудием исследования многих задач естествознания и техники. Практические занятия с использованием пакета «Математика» позволяют приобрести навыки решения и графической иллюстрации решения как отдельных дифференциальных уравнений, так и системы дифференциальных уравнений
6. Измерения, стандарты и сертификация. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Классификация измерений и методов измерений. Теория и методики расчета погрешностей прямых и косвенных измерений. Основы технического регулирования. Стандартизация и ее роль в развитии техники и управления качеством продукции. Сертификация и управление качеством. Показатели качества, их свойства и правила формирования. Обработка экспертных оценок качества продукции.
7. Космические аппараты. Целью преподавания дисциплины является формирование у обучаемых специалистов умения и навыков корректно ставить и решать основные задачи динамики космического полета и, прежде всего, задачи проектирования траекторий космических аппаратов, уметь использовать разработанные алгоритмы решения основных задач
8. Космическое материаловедение. Раздел междисциплинарной науки материаловедения, изучающий свойства материалов в космическом пространстве.
9. Методы программирования. Приобретение навыков алгоритмизации и программирования для решения задач на современных вычислительных машинах. Краткое содержание (основные разделы): Основы алгоритмизации. Представление структурированных схем алгоритмов.
10. Метрология стандартизация и сертификация. Сущность и функции сертификации, стандартизации и метрологии в оценке и управлении качеством продукции, услуг и работ. Стандарты ИСО серии 9000. Функции Госстандарта. Категории и виды стандартов. Последовательность разработки стандартов. Государственный надзор за стандартами и средствами измерений. Международная и региональная стандартизация.
11. Механика. Основные положения статики, определение опорных реакций. Кинематика точки, кинематика твердого тела. Динамика материальной точки, твердого тела и механической системы
12. Механика твердого тела. Глубокое усвоение законов и положений теоретической механики (статика, кинематика и динамика).
13. Микропроцессоры в космической радиотехнике и цифровые системы управления. Изучение архитектуры, структуры и организации функционирования микропроцессорных систем на основе отдельных микропроцессоров и микроконтроллеров, способов программирования их работы на языке ассемблер, принципов построения микропроцессорных систем в космической радиотехнике. Краткое содержание: ознакомление со структурой типовых микроконтроллеров и их основных элементов и освоение принципов организации их работы посредством программирования на языке ассемблер.
14. Микропроцессоры и программирование микропроцессорной техники. Обучение программированию свободно программируемых логических контроллеров (СПЛК) на языках программирования международного стандарта МЭК 61131 и программированию СПЛК семейства Simatic S7 на языках программирования, входящих в программное обеспечение Step7. Краткое содержание: технологии создания программного обеспечения для систем, построенных на основе СПЛК; изучение языков программирования стандарта МЭК 61131 и программного обеспечения Step7
15. Мультимедийные технологии. Дисциплина предназначена для закрепления знаний и умений эффективного использования различных современных мультимедийных технологий в целях сбора, проектирования, создания, обработки, анализа, компоновки, тестирования стандартных форматов файлов текстовой, графической, аудио- и видео- информации для решения задач профессиональной деятельности.
16. Основы автоматики. Изучение определения устойчивости, анализа, синтеза и оценки качества функционирования систем автоматического управления техническими объектами, а также изучение устройств и принципов работы основных средств автоматики и их применение.
17. Основы алгоритмизации и программирования. Обучение студентов навыкам подготовки и решения инженерно-технических и информационных задач, освоение и получение навыков работы с помощью современных вычислительных средств. По окончанию курса студент будет владеть современной технологией разработки алгоритмов и программ, языком программирования С, технологией отладки и решения задач.
18. Основы IP-телефонии и стриминговые технологии. В результате изучения дисциплины «Основы IP-телефонии и стриминговые технологии» студенты получат базовые знания о принципах реализации сетей IP-телефонии, технологиях передачи и обработки потоковых данных; способах организации качественной видеосвязи; знание и эффективное использование возможностей современных стриминговых технологий для создания и распространения аудио-видеоконтента, в том числе в режиме реального времени.
19. Современные технологии программирования. Цель учебной дисциплины состоит в том, чтобы ознакомить студентов с современными подходами к созданию программных продуктов, дать основные понятия и определения, используемые в современных технологиях создания, модификации и сопровождения программных комплексов и систем.
20. Теория деформируемого твердого тела. Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с основными определениями и базовыми положениями механики деформируемого твердого тела, а также формирование у них умений и навыков применения изученного материала для построения моделей деформируемых материалов и аналитического и численного расчетов конструкций и технологических процессов.
21. Теория механизмов и машин. ТММ рассматривает общие методы и алгоритмы анализа и синтеза механизмов и машин, изучение которых преследует следующие цели: 1) закрепление и обобщение знаний, полученных студентами при изучении естественно-научных и инженерных дисциплин. 2) формирование у будущих бакалавров общетехнических, конструкторских и исследовательских навыков высокотехнологичных, надежных и экономичных машин
22. Уравнения математической физики. Уравнения математической физики, дифференциальные уравнения с частными производными, а также некоторые родственные уравнения иных типов (интегральные, интегро-дифференциальные и т.д.), к которым приводит математический анализ физических явлений. Для теории У. м. ф. характерна постановка задач в таком виде, как это необходимо при исследовании физического явления.
23. Электротехника. Приобретение обучающимися профессиональных компетенций в области современной электротехники и электроники, необходимых для успешной профессиональной деятельности специалистов.
24. Электротехника и основы электроники. Методы расчета линейных электрических цепей постоянного и переменного токов, методы расчета симметричных и несимметричных режимов в трехфазных электрических цепях, методы расчета переходных процессов в линейных электрических цепях, основные характеристики электрических машин постоянного и переменного тока, принцип действия и схемы включения приборов и устройств промышленной электроники.
25. CAD/CAM/CAE проектирование в космических приложениях. Обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен освоить практический опыт работы в программных продуктах NX и Team Center Engineering (TCE) – Siemens PLM Software, на практике оценить возможности компьютерных систем моделирования конструкций и управления инженерными данными. Приобрести умения: работы в компьютерных системах и сетях; выполнение распределенных конструкторско-технологических проектов

Компоненты по выбору

1. Детали приборов и технология приборостроения. Установление конструктивно – технологических особенностей изделий приборостроения, технологии, методы и этапы проектирования, разработка электронных устройств, проектирование схемотехники, монтаж и наладка приборов космических аппаратов. Уметь – производить анализ и синтез технологических процессов изготовления и сборки устройств и приборов, разрабатывать самостоятельно схемы технологических процессов, самостоятельно анализировать процессы изготовления, обработки и сборки приборов
2. Имитационное моделирование сложных систем. Формулируются основные понятия и концепции имитационного моделирования сложных систем. Подробно излагается методика построения имитационных моделей. Также рассматривается прогнозирование параметров системы как одно из приложений имитационного моделирования.
3. Инструменты САПР для проектирования космических систем. Основной задачей дисциплины является изучение состава и принципов построения систем автоматизированного проектирования, методов моделирования технических средств автоматики и их конструкций, освоение программных средств автоматизированного проектирования.
4. Интеллектуальные робототехнические комплексы для освоения космоса. Целью изучения дисциплины «Интеллектуальные робототехнические системы для исследования космоса» является формирование знаний, умений и навыков научно-исследовательской работы и осуществления инновационной деятельности с применением мехатронных и робототехнических систем и систем управления мехатронными и робототехническими модулями и системами
5. Комбинированные роботозированные платформы. Формирование и развитие интеллектуальных и практических компетенций студентов в области создания пространственных моделей, освоение элементов основных профессиональных навыков специалиста по трехмерному моделированию и печать на 3D принтере.
6. Космическая миссия машиностроения. Формирование знаний о проектировании технологических процессов обработки материалов в машиностроении и космической технике, формирование знаний о структуре и тенденциях развития современного производства в машиностроении и космической технике, формирование знаний об оптимизации технологических процессов обработки материалов методами планирования экспериментов.
7. Механика роботов и манипуляторов. Изложение основных понятий целенапрвленной механики управляемых манипуляторов матиматическое моделирование исполнительного устройства робота, изучение методов решения прямой и обратной задач кинематики.
8. Мехатронные системы. Концептуальное проектирование – разработка модели предметной области: изучение описания предметной области, представленного в соответствующих документах анализ информационных потребностей пользователей разрабатываемой системы.
9. Основы КМОП технологий. Изучение базовых технологий производства интегральных микросхем (ИМС) на биполярных и металл-оксид-полупроводниковых (МОП) транзисторах и знакомство с типовыми конструкциями современного оборудования, начиная с оборудования для очистки технологических сред и оборудования заготовительного производства и кончая заключительными операциями технологической цепочки производства – сборкой, герметизацией, контролем и испытаниями ИМС.
10. Основы космической связи, навигации, зондирования. Краткое содержание (основные разделы): понятие спутниковой системы навигации, принципы и характеристики, методы и предназначение дистанционного зондирования, элементы и схемы радиоприёмных устройств.
11. Основы радиоавтоматики. Умения и навыки в области современной радиоэлектроники, знакомство с физическими процессами, протекающими в радиоэлектронных цепях, а также с физическими свойствами, характеристиками и параметрами полупроводниковых диодов, транзисторов и интегральных схем и их применений в аналоговых, импульсных и цифровых радиоэлектронных устройствах.
12. Основы технологий ПЛИС. Целью преподавания дисциплины является обучение бакалавров теоретическим основам и практическим навыкам автоматизированного проектирования электронных вычислительных средств на современной элементной базе ПЛИС типа FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) и CPLD (Complex Programmable Logic Devices).
13. Приводы робототехнических систем. Дисциплина нацелена на подготовку бакалавров к: проектно-конструкторской деятельности в области создания и внедрения аппаратных и программных средств мехатроники и робототехники, проектно-технологической деятельности в области создания средств и систем мехатроники и робототехники с использованием современных инструментальных средств и информационных технологий.
14. Прикладная теория гироскопов. Включает следующие основные разделы: Введение и основные понятия; 1) Инерциальные платформы; 2) Гироскопические приборы и системыориентации и стабилизации.
15. Прикладная теория информации. Понятие информации, энтропии. Математические модели сигналов. Дискретизация, квантование, модуляция. Количественная оценка информации. Информационные характеристики источника сообщений и канала связи. Кодирование дискретного источника кодами равной и неравной длины. Сжатие информации. Дискретные каналы и их свойства. Скорость передачи информации в канале. Пропускная способность. Прямая теорема кодирования Шеннона. Теория помехоустойчивого кодирования.
16. Применение гироскопов в космической технике. Основы теории гироскопов. Сферическое движение космического аппарата, гироскопические приборы, теория сложных гироскопических систем, динамика гиростабилизаторов. Микромеханические датчики. Лазерные и волоконно-оптические гироскопы
17. Примеры методов моделирования мехатронных систем на этапе концептуального проектирования. Анализ основных тенденции развития в области мехатроники; разработки математических моделей мехатронных объектов и элементов; применения современные вычислительные методы и САПР; методов искусственного интеллекта в системах управления мехатронными объектами; подготовки и проведения физических экспериментов с механическими, электромеханическими, электрогидравлическими, электронными элементами мехатронных систем; проведения проектных и проверочных расчетов элементов мехатронных систем
18. Расчеты элементов конструкции на прочность. Расчеты элементов конструкций на прочность являются: изучение студентами принципов сопротивления конструкционных материалов, принципов статических расчетов конструкций и их элементов, овладение методами построения и исследования механикоматематических моделей типовых элементов конструкций, формирование устойчивых навыков по применению инженерных методов расчета типовых элементов конструкций и сооружений на прочность, жесткость и устойчивость.
19. Спутниковые системы связи. Целью освоения дисциплины является изучение базовых принципов построения систем спутниковой связи, телерадиовещания и навигации, качественных и количественных возможностей этого вида телекоммуникаций и тенденций дальнейшего развития, а также формирование у студентов личностных качеств, позволяющих использовать полученные знания и навыки в дальнейшей профессиональной деятельности
20. Теория оптимальных процессов. Курс ставит своей целью усвоение студентами основных понятий и методов теории оптимальных процессов, в том числе: типы задач оптимального управления, принцип максимума Понтрягина, линейные оптимальные быстродействия, управляемость, наблюдаемость и др.
21. Теория электрической связи. Изучаются потенциальные возможности способов передачи и приема цифровых сигналов при наличии помех; методы повышения верности передачи и надежности систем. Проектируется система электросвязи при различных видах приема сообщений с помощью вероятностного подхода. Производятся измерения параметров систем электросвязи на лабораторных макетах, изготовленных в С-ПбГУ.