Отзыв ведущей организации (Разработка трубчатых направляющих аппаратов в отводах высокооборотных центробежных насосов с целью снижения виброактивности и увеличения ресурса работы)

1 оскорпорапия кРоскосиос» Фелеркккиое казак кос преапрги гие УтВЕРЖДМО пНаучно-испьпательный центр ракетно-космической промышленности" Первый заместитель генерального директора по исгтя%ййм.„ канд, техн. нфк','доцецтп' '" ~г И:,.' ф. «кг».,к ~': )::.'- 3О:.17 г'... ' ЖЙФ бабрвкипя)л. 9 л. г1)ересаег. Сергпеао )росалскип р-я,москоеская обл.,)'осспя, 141320, Гел !496)546-3321.

Телекс 846246 А1АТ Факс 1496)546-7698. !495)221-6282(83) Р-Фай пгаб'г7пс-г18 и О) РН 1025005328820 Оп!11) 07540930 фНД~ ~ ~~:0062 1);~~320) ф,,~г, На к гп ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Корчинского Василия Васильевича «Разработка трубчатых направляющих аппаратов в отводах высокооборотных центробежных насосов с целью снижения виброактивности и увеличения ресурса работы», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов» Актуальность темы диссертационной работы Необходимость повышения надежности и ресурса современных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и создание ЖРД многоразового применения с широким диапазоном регулирования по тяге выдвигает на первый план задачу конструктивного моделирования элементов проточной части отводов центробежных насосов турбонасосных агрегатов (ТНА) с целью снижения виброактивности.

Опыт показывает, что надежность ТНА, в особенности высокооборотных шнекоцентробежных насосове является ключевым элементом в обеспечении надежности и ресурса двигателя. Рабочий процесс повышения давления компонентов топлива в шнекоцентробежных насосах сопровождается высоким уровнем пульсаций давления и вибрации.

Снижение вибрационных нагрузок на элементы конструкции ТНА позволяет обеспечить высокие требования к их надежности, что, в свою очередь, положительно сказывается на надежности всей двигательной установки )'ДУ). Таким образом, тематика диссертационной работы является весьма актуальной для ракетно-космической отрасли и других отраслей промышленности, где разрабатываются и применяются шнекоцентробежные насосные агрегаты.

Научнаи новизна и практическая значимость работы Автором разработана методика расчета и выбора оптимального варианта трубчатого направляющего аппарата в отводах центробежных насосов ТНА. Предложен направляющий аппарат новой конструкции с круглыми каналами и входными кромками эллипсной формы вместо лопаточного направляющего аппарата с каналами прямоугольной формы.

Изменение геометрии каналов направляющего аппарата позволило решить проблему усталостных трешин за счет снижения вибраций и пульсаций давления движущегося потока в каналах проточной части насосов ЖРД и, соответственно„повысить прочностные характеристики ТНА. Степень достоверности и обоснованности научных положений разработки обеспечена: — использованием современных методов численного моделирования нестационарного 3-х мерного течения в насосе, моделированием последовательного взаимодействия конструктивных элементов проточной части ТНА: — результатами модельных испытаний насосов на воде и натурных огневых испытаний в составе двигателя на сертифицированных стендах.

Диссертация В.В, Корчинского состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 83 ссылки, общим объемом 119 страниц. Во вве еиии и в пе вой главе обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи диссертационной работы и излагается обзорная часть проблем и особенностей течения рабочей жидкости в проточной части отвода шнекоцентробежного насоса. Описываются конструктивные особенности элементов проточной части отводов и их геометрические параметры. Приводится анализ гидравлических потерь в каналах направляющих аппаратов разного конструктивного исполнения. Разработана методика расчета отводов центробежных насосов с трубчатым направляющим аппаратом с учетом рекомендаций ВНИИгидромаш и МАИ.

Из анализа литературных данных видно, что известные методы проектирования насосов не дают однозначных рекомендаций определения основных геометрических данных центробежного насоса и имеют ограничения. Во второй сиане иссяедуется неподвижная «ностру«тинная наста отвода насоса относительно вращающегося рабочего колеса и последовательность взаимодействия элементов проточной части и потока. Большое внимание уделяется начальному элементу проточной части — кольцевому диффузору и далее по потоку рассматриваются параметры движущегося потока: скорость, давление, турбулентность, кавитация, трение, зазоры, утечки, и т.д. Последовательно определяются геометрические параметры (форма кольцевого диффузора, конфигурация и радиус входных кромок, угол наклона, изогнутость стенок, шероховатость и т.д.).

Вследствие таких исследований устраняются «узкие места», приводящие к повышению потерь по проточной части отвода. трубчатого направляющего аппарата в сочетании с геометрическими параметрами спиральной камеры отвода насоса. Оптимальный режим работы насоса определяется отводом, так как гидравлические потери, в свою очередь, зависят от пространственного взаимодействия стенок каналов и движения потока. Многочисленные данные показывают, что зона минимальных амплитуд в спектрах пульсаций давления фиксируется в зоне оптимальных подач. Подчеркивается необходимость правильного сочетания обводов, сечений каналов трубчатого направляющего аппарата и спиральной камеры, Методика расчета предусматривает выбор параметров отвода в зависимости от геометрических параметров рабочего колеса насоса, Расчет должен обеспечить плавное натекание потока на входные кромки и это приводит к эффективному снижению пульсаций давления и вибраций.

В четве той главе приводятся примеры вычислительных экспериментов по изучению пульсаций давления в шнекоцентробежном насосе. Изучается влияние расходного параметра на амплитуду пульсаций давления на выходе насоса, исследуется также влияние угла установки каналов трубчатого направляющего аппарата на потери энергии и амплитуду пульсаций давления. В питой главе проводится анализ статистики быстроменяющихся параметров (БМП) насоса окислителя с направляющим аппаратом новой конструкции. Обработка данных подтвердила снижение амплитуд вибраций в насосах с трубчатыми направляющими аппаратами, имеющих в поперечнике каналы круглого сечения.

Снижение вибраций корпуса насоса в среднем по трем режимам — Р„„„, 0,8Р„„„и Р„„(режим конечной ступени), составило: вибрации насоса вдоль оси насоса — 12,5 %, в поперечном направлении — 23,1 %. Более углубленная проверка полученной статистики подтвердила также снижение пульсаций давления на наиболее опасных дискретных составляющих 1-й и 2-й лопаточных частот на номинальном режиме до 52 %. В шестой главе отмечается, что изготовление каналов лопаточного направляющего аппарата прямоугольной формы эррозионным методом очень дорогой технологический процесс. При выполнении этой операции тратятся очень много электроэнергии, расходуются дорогостоящие электроды из цветного металла и по времени это очень длительный процесс, В то время как сверление каналов круглой формы значительно упрощает этот процесс. В заключение приведены основные результаты работы и выводы.

По теме диссертации автором опубликовано 6 научных работ, в том числе, две статьи — в изданиях из Перечня ВАК и один патент. Автореферат диссертации и публикации автора достаточно полно отражают содержание диссертационной работы. Рекомендации по использованию результатов диссертации Предлагаемая в работе методика расчета позволяет оценить гидродинамические нагрузки, действующие на элементы проточной части ТНА на ранних стадиях проектирования, а также при совершенствовании существующих конструкций насосов. Результаты диссертационной работы могут быть использованы на предприятиях-разработчиках РКТ для прогноза уровня вибраций и пульсаций давления в шнекоцентробежных насосах вновь создаваемы~ и совершенствуемых ЖРД, (АО «НПО Энергомаш»„КБ «Салют», ФКП «НИЦ РКП»).

Замечании по содержанию диссертации: 1. Методика расчета диаметров Вз, 0~ и О, в случае установки по буртам рабочего колеса лабиринтного уплотнения или при варианте установки по буртам крыльчатки плавающих колец с указанием оптимального соотношения численных значений зазоров в лабиринтном уплотнении и в случае установки плавающих колец ~стр. 48) требует более подробного описания, 2. Необходимо отметить недостаточный объем вычислительных экспериментов по вариантам проточной части направляющего аппарата ТНА (влияние кромок, формы и др.).

Отмеченные замечания не снижают общей положительной оценки диссертационной работы. Диссертация В.В. Корчинского является законченной научно- квалификационной работой, включающей в себя совокупность новых научных результатов и положений, их обоснование и применение к практическим задачам проектирования высокооборотных шнекоцентробежных насосов ЖРД. Диссертация соответствует требованиям пункта 9 Положения о порядке присуждения ученых степеней, утверждено~о Постановлением Правительства РФ от 24 сентября 2013 года №842, а ее автор Корчинский В.В, заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов».

Диссертационная работа Корчинского В,В. рассмотрена на заседании секции «С» НТС ФКП «НИЦ РКП», протокол № 1 от 26.01.2017 г. Главный научный сотрудник д-р техн, наук„профессор Л.Г. Галеев Вадущий научный сатрудник канд. таки анук датчик , трт'тт А.А. Нарнжный Паданки Гаиаааа А.Г. и Нар ииуртотр' А.А~ таврраай Ученый секретарь Фкп «ниЦ::,Р~» гА; '- "'"'.

Ф " - Г.с. лещенко .