Отзыв ведущей организации (Прогнозирование результатов повторных испытаний ЖРД на основе расчетно-экспериментальной математической модели)

Госаорнораанн «РОСКОСМОС с Фсасраяанос оассннос нрснорна ~на аиатнно-НСНМтатеаъаааа ПСИтР Ракетке-НОСВСИЧССНС)1 ПРОМЫИСТСННССтиа Равиковичу Ю.А. )~Иф) ф45006с~).фа~)С ЙС ~У Уважаемый Юрий Александрович! Направляю Вам отзыв ведущей организации на диссертационную работу С,С. Каменского нПрогнозирование результатов повторных испытаний ЖРД на основе расчетно-экспериментальной математической модели", представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — "Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов". Приложение: 1. «Отзыв... », 2экз. на 6 листах каждый. 2. Диссертация, 1 книга. Первый заместитель генерального директора по испытаниим Исполнитель: 1кадншсвич А.С.

Басткнни на рн., 9 н.. с 5)с рсоа с н саранск с)) сионской р-н, Московская осн,. Россия„)413В). Тон, 1456)546-5351. Танака 346546 41 отТ Факс (496)546.76ОН, 1495)551ФТККН)) И "нн)1: ЦЫЦ))ос1)„'аса 11) оп 11) 551)СК)тяаа) Ст)4Ц1) 6544СН55С Тел.:(49б) 54б-Зб23 ,Д~; Ф--'-' .Ф Председатели) диссертационного совета Д 212.125.08 на базе Московского авиационного института 1национального исследовательского университета) доктору технических наук профессору 1'оскори~тадин а Рсрсяс >СМОСи Фсдсутадииос каанниоа нраднринтнс нн03 т134О-5400343430,3ииы11 11003Р Р1100ТНО-Ь:ОСМИт10014ОВ ПРО31ЫШЛСВ3400313 Барту1акитт.т ун.. 9 д..

и Парссаа и Сор~ инно-Посадский р-и, Чоскт нскаа са3тт,. Р тссин. 141320. 1©,к 14001544.3321. 1сдскс 3402 10:.1 ОП ракс1430т134тиуутук 14т3512214т2321331 11отта11 304134тдтСи.й040 О1РП!025005323320 Оа31О 02540030 ИПП 'КПП 5042000211 504201001 ги 14 11о №, о. 3" 44 3' 443 ин,Ф 2017 г. Утверждаю Первый заместитель генерального ~:.'.':-дрре~~~фа по испытаниям у' '. уднд крат т4ат01иоокик наук, додант ,,-' 1/ В.Н.Кучкин ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу С.С.

Каменского иПрогнозированне результатов повторных испытаний ЖРД на основе расчетно- экспериментальной математической модели", представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — нТепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов" Актуальность темы диссертационной работы Современные мощные ЖРД как правило проходят не менее двух огневых испытания: при контрольном стендовом испытании при сдаче в эксплуатацию и непосредственно при проведении летного испытания в составе ракеты-носителя.

При отработке двигателей отдельные экземпляры проходят многократные огневые испытания без съема со стенда. Такие испытания проводятся в широких диапазонах изменения режимов работы и внешних факторов„а особо ответственные — подвергаются специальным испытаниям — в условиях, которые выходят за границы штатных условий эксплуатации.

Таким образом, повторные испытания являются неотъемлемой и составной частью жизненного цикла ЖРД. Для повышения точности реализации прогнозируемых значений тяги и соотношения компонентов при проведении повторного испытания, особенно, когда условия его проведения отличаются от предыдущего, в настоящее время используются разнообразные статистические методы и методы математического моделирования. Тем не менее, в ряде случаев эти методы не обеспечивают надежного расчетного прогнозирования параметров двигателя при расширении границ рабочих диапазонов режимов его работы, что зачастую приводит к аварийным исходам при огневых испытаниях. Одному из возможных направлений повышения точности прогнозирования параметров ЖРД с применением методов математического 131 моделирования и посвящена диссертационная работа С.С.

Каменского, основная идея которой состоит в совмещении процесса совершенствования математического моделирования с процессом всей экспериментальной отработки двигателя. Таким образом, тема диссертационной работы, несомненно, является актуальной для всей ракетно-космической отрасли. При анализе содержания диссертационной работы С.С. Каменского было установлено следующее. Общие сведения Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, условных обозначений и списка литературы, включающего 57 наименований.

Она содержит 123 страницы основного текста, 97 рисунков и 2б таблиц, По теме диссертации автором опубликовано 4 научных работы в изданиях, входящих в список ВАК, в том числе одна работа без соавторов. Во введении диссертации обосновывается актуальность, цели и решаемые в диссертационной работе задачи, основная оценка которых проанализирована и приведена в данном отзыве. В первой главе автор проводит анализ ЖРД как объекта математического моделирования и дает обзор разработанных ранее и используемые на разных этапах жизненного цикла двигателя математических моделей стационарных рабочих процессов двигателя, отмечая методическую преемственность различных моделей и соответствие моделей тому, или иному этапу жизненного цикла ЖРД.

В результате делается вывод о том, что для проведения дальнейших исследований предпочтителен выбор расчетно-экспериментальной математической модели (РЭМ), как модели, преимущества которой определяются тем, что она формируется в результате накопления всей возможной информации о конкретном экземпляре двигателя, начиная со стадии проектирования до его огневых испытаний включительно. Во второй главе представлен разработанный автором диссертации метод прогнозирования результатов повторных испытаний ЖРД на основе РЭМ.

Согласно постановке задачи, сформулированной автором, конкретный экземпляр двигателя должен сначала пройти огневое испытание, например, по циклограмме КТИ, после чего планируется проведение цикла повторных испытаний этого двигателя в более широких диапазонах режимов работы и внешних условий, например КВИ или СПИ. Целью работы являются разработка такого метода прогнозирования результатов повторных испытаний ЖРД, который должен обеспечить повышенную достоверность прогноза в широком диапазоне„как изменений режимов работы, так и внешних условий. Такой метод позволит не только составлять и уточнять программы повторных испытаний, но и избежать ошибок в назначении допустимых значений параметров рабочих процессов, что очень важно не только для эффективной работы САЗ, но и позволит повысить качество проводимых испытаний.

Автором исследованы и подтверждены экспериментальным путем свойства РЭМ. Результаты расчетов по РЭМ успешно коррелируются с результатами расчетов по моделям, разработанным и используемым ранее, в которых были использованы лишь характеристики автономных испытаний агрегатов. Доказано, что повышение точности и расширение диапазонов расчетного прогнозирования в разработанном методе достигается за счет того, что в РЭМ используются характеристики двигателя, полученные при автономных испытаниях, но при этом и скорректированные по результатам предшествующего испытания.

Это позволяет, в свою очередь, учитывать нелинейность характеристик двигателя, влияние которой становится значимой при расширенных диапазонах изменения режимов работы и условий на входе в двигатель. Приведено подробное описание алгоритма метода прогнозирования по РЭМ, который включает в себя последовательность процедур, проводимых до и после огневого испытания двигателя, по которым идентифицируется и уточняется расчетно-экспериментальная модель.

Представлен сравнительный анализ получаемых по РЭМ прогнозных и реализованных в условиях повторного испытания значений основных контролируемых параметров с использованием экспериментальных данных циклов повторных стендовых испытаний двигателей РД181, РД191 и результатов работы двигателя РД180 при 25-и летных испытаниях в составе РН «Атлас-У».

Каждый цикл повторных испытаний проводился и прогнозировался во всем диапазоне условий эксплуатации данного двигателя. Для двигателя РД180 прогнозирование учитывало смену марки горючего при работе в составе РН. В результате автором показано, что разработанный метод прогнозирования повторных испытаний на основе РЭМ обеспечивает надежное и адекватное прогнозирование практически во всем рабочем диапазоне условий эксплуатации современных мощных ЖРД. Точность результатов прогнозирования при этом достаточна для большинства задач, решаемых при отработке и эксплуатации таких двигателей.

В третьей главе автором представлен метод оперативного прогнозирования результатов повторных испытаний ЖРД. Результаты многопараметрических расчетов по РЭМ предлагается аппроксимировать полиномиальными зависимостями, которые удобно и целесообразно использовать для оперативных прогнозных расчетов, проводимых без сложных вычислительных средств.

Автор представил и исследовал обобщенную символьную математическую модель двухкомпонентного ЖРД, работающего по схеме с дожиганием окислительного генераторного газа в камере, и доказал, что расчетные зависимости, используемые для аппроксимации расчетных данных, однозначно определяются функциями шести переменных (основных параметров, измеряемых при огневых стендовых испытаниях ЖРД) — уровня тяги, соотношения компонентов топлива, температур и давлений компонентов на входе в двигатель.

Экспериментальные данные огневых испытаний двигателей РД181 и РД!91, которые проводились в широком диапазоне условий работы, в диссертации успешно аппроксимированы в виде предложенных полиномиальных зависимостей. Достоверность результатов метода оперативного прогнозирования для практических задач во всем диапазоне условий эксплуатации исследуемых ЖРД подтверждена в работе сравнением результатов огневых испытаний с прогнозными значениями, определенных расчетами по получаемым полиномиальным зависимостям, в соответствующих экспериментам условиях.