отзыв_на_автореферат_-_НИЦ_РКП_1 (Моделирование и исследование теплового состояния работающего в импульсном режиме жидкостного ракетного двигателя малой тяги)

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» Госкорпорация «РОСКОСМОС» Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр !кетно-космической промышленности" Ученому секретарю диссертационного совета Д212.141.08 кандидату технических наук, доценту К.С. Егорову 2-я Бауманская улица, д, 5, стр. 1,Москва, 105005 Фкп «НИц РКП» !ушкина ул., 9 д., г.Пересвет, Сергиево- ~садски(! р-н, Московская обл., Россия, 141320, Тел. (496)546-332!. Телекс 846246 А! ЛТ Факс (496)546-7698, (495)221-6282(83) Е ла ~~ °,Ш ОГРН 1025005328820 ОКПО 07540930 ИННЛ(ПП 5042006211(504201001 ОТЗЫВ на автореферат диссертации Ворожеевой О.А.

«Моделирование и исследование теплового состояния работающего в импульсном режиме жидкостного ракетного двигателя малой тяги», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 - «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов» Диссертация Ворожеевой О.А. посвящена численному моделированию и экспериментальному определению характеристик теплового состояния элементов конструкции модельного и серийного ракетных двигателей малой тяги (РДМТ) при различных режимных параметрах.

Применение численных методов, дающих достоверную предварительную оценку теплового состояния двигателя, является актуальной при создании новых двигателей на штатных и экологически чистых компонентах топлива в условиях ограниченного финансирования. Ворожеевой О.А. в среде Маг(той разработана нестационарная осесимметричная математическая модель теплопроводности, учитывающая конвективный, кондукгивный и радиационный механизмы теплообмена между продуктами сгорания (ПС) и внутренней поверхностью стенки двигателя и дальнейший перенос тепла по элементам конструкции РДМТ, работающего на газообразных компонентах топлива. Стационарные термодинамические характеристики ПС в камере сгорания рассчитываются в программе «АСТРА», полученные в результате расчетов распределения скорости, давления, температуры, концентраций компонентов используются в качестве исходных данных для определения теплового состояния конструкции РДМТ.

Для расчета конвективного теплового потока от ПС к стенке используются полуэмпирические соотношения. Радиационный тепловой поток ПС Н20 и СО также рассчитывается с помощью эмпирики. В модели предполагается, что наружная поверхность двигателя охлаждается за счет излучения и естественной конвекции при работе двигателя в атмосфере. Для расчета распространения тепла по элементам конструкции камеры РДМТ на основе схемы этой камеры с некоторыми упрощениями строилась структурированная прямоугольная расчет- ная сетка. Для расчета температуры использовано двумерное уравнение нестационарной теплопроводности в цилиндрических координатах, не учитывающее окружные «перетечки» тепла в конструкции.

Разностный аналог уравнения нестационарной теплопроводности с соответствующими граничными условиями решался итерационными методами в среде МагЬсад. Данная математическая модель позволяет в результате расчетов получать температурные поля в конструкции РДМТ в любой момент времени включения и паузы между включениями, а также получать зависимости температуры от времени в характерных точ- ках. Численное моделирование теплового состояния элементов конструкции модельного РДМТ, работающего на газообразных компонентах топлива кислород + метан проводилось при различных значениях давления в камере и соотношении компонентов при непрерывном и импульсном режиме работы.

По полученным данным получена корреляция для максимального значения температуры стенки от давления в камере, соотношения компонентов и параметров импульсного режима работы. Ворожеева О.А. также принимала участие в создании экспериментального стенда и разработке методики проведения огневых испытаний, позволяющей определить эффективность рабочего процесса в камере сгорания модельного РДМТ, работающего в импульсном режиме, оценить тепловое состояние элементов его конструкции. Температурные поля на наружной поверхности элементов конструкции модельного РДМТ определялись с помощью тепловизора. Расчетные и экспериментальные поля температур на наружной поверхности стенки модельного РДМТ отличаются не более чем на 5 %, что подтверждает достоверность разработанной математической модели и корректность принятых допущений.

Разработанная математическая модель была также применена для расчета теплового состояния камеры РДМТ на штатных компонентах топлива АТ+НДМГ разработки КБХМ им. А.М. Исаева. Данный РДМТ имеет центробежно-дефлекторную схему подачи компонентов топлива в камеру с образованием на стенке КС жидкой пленки, обеспечивающей смешение компонентов в жидкой фазе и тепловую защиту огневой стенки. Для учета наличия жидкого компонента топлива на начальном участке камеры в математическую модель были внесены некоторые допущения, также основанные на эмпирических соотношениях. Расчеты теплового состояния камеры сгорания РДМТ были проведены для непрерывного режима и различных импульсных режимов работы.

Рассчитаны распределения температуры стенки по длине камеры, проведено сравнение с экспериментальными зависимостями, определенными в КБХМ им. А.М. Исаева. Характер изменения расчетных и экспериментальных значений температуры стенки совпадает, а их значения в наиболее теплонапряженной области в районе критического сечения сопла отличаются не более чем на 15%. Для дополнительной верификации математической модели проведено моделирование теплового состояния РДМТ конструкции МАИ, работающего в непрерывном режиме на компонентах кислород + метан. Рассчитанные значения температур отличаются от температур, полученных в расчетах МАИ, не более чем на 7 %.

Полученные автором результаты имеют практическую ценность для разработчиков РДМТ и при проведении экспериментальной отработки двигателей. Главный научный сотрудник доктор технических наук, профессор А.Г. Галеев он в;.'3,"+ Старший научный сотрудник кандидат технических наук В.А. Орлов Подписи Галеева А.Г. и Орловая:даищЩф ф~ Ученый секретарь ФКП «НЫ 'г,, Г.С. Лещенко Галеев Айвенго Га ыевич Адрес: ул 141320, т.

(496) 546-34-75 (раб.), Е-та1 О лов Вл ими А к ьевич Адрес: ) 141320, тел. (8-496) 546-34-88 (раб.), Е-тай г. Пересвет„Московская область, .Пересвет, Московская область, К недостаткам работы, точнее математической модели, можно отнести расчет теплового потока от продуктов сгорания по эмпирическим формулам и расчет переноса тепла по конструкции ЖРД в рамках среды Магнолии, тем более что сейчас существует ряд СНЭ пакетов коммерческих и с открытым кодом, которые позволяют рассчитывать сопряженный теплообмен для газового потока с учетом химических реакций.

В целом диссертация, посвященная моделированию и экспериментальному исследованию теплового состояния работающего в импульсном режиме ракетного двигателя малой тяги, по актуальности, своему содержанию, объему и достоверности исследований, научной и практической значимости результатов отвечает требованиям пункта 9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 24 сентября 2013 года №842, а ее автор Ворожеева О.А. заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 - «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов» .