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

отзыв официального оппонента Боброва А.Н. на диссертационную работу Каменского С.С. "Прогнозирование 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" Представленная диссертация посвящена решению актуальной для ракетно-космической отрасли задачи моделирования процессов в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), позволяющих производить достоверное расчетное прогнозирование параметров двигателя во всем диапазоне условий его эксплуатации.

Актуальность данной задачи объясняется возможностью уменьшить объем экспериментальной отработки и повысить безопасность огневых испытаний на основе расчетно-экспериментальной математической модели (РЭМ), что особенно важно в области предельных режимов работы двигателей по тяге, массовому соотношению компонентов топлива, температурам и давлениям компонентов топлива на входе в двигатель. Научная значимость диссертационной работы заключается в новом методе прогнозирования результатов повторных огневых испытаний ЖРД на основе коррекции совокупности физических моделей, описывающих энергетические характеристики бустерных и основных ТНА, гидравлические характеристики магистралей и агрегатов регулирования, а также камеры сгорания на основе массива экспериментальных данных (получаемых по результатам контрольно технологического испытания) таким образом, чтобы не возникало нарушения физического описания рабочих процессов.

На основе исследования предложенной РЭМ для прогнозирования параметров ЖРД впервые доказано, что она позволяет описать нелинейность характеристик ДРД, проявляющуюся вблизи границ условий его эксплуатации. Практическая значимость результатов заключается в том, что использование предложенной РЭМ и созданных на ее основе методик настройки и регулирования мощных ЖРД с дожиганием при стендовых испытаниях и летной эксплуатации снижают вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Разработанные методики настройки и регулирования мощных ЖРД, основанные на упрощенной модели с использованием поли номинальной аппроксимации позволяет прогнозировать параметры двигателей с точностью до 2'.4...4',4 в более широких диапазонах изменений режимов работы и внешних условий, чем созданные ранее модели. Высокая точность прогнозирования параметров и простота предложенной РЭМ позволяют применять ее в системах аварийной защиты стендовых систем и ракет носителей. Обоснованность и достоверность научных положений и выводов диссертационной работы Каменского С.С.

определяется теоретической проработкой рассматриваемых вопросов, использованием отечественного опыта математического моделирования сложных технических систем, использованием большого объема статистической информации по экспериментальным результатам испытаний, результатами сравнения данных расчетного прогнозирования по полученным полиномиальным зависимостям с данными, полученными в тех же условиях при огневых стендовых и летных испытаний ЖРД РД181, РД191 и РД180, апробацией на 65-м Международном Конгрессе Астронавтики (1АЯ) в Торонто, внедрением в технологический цикл подготовки стендовых испытаний АО «НПО Энергомаш им.

акад. В.П.Глушко» и эксплуатацией двигателей. Диссертация Каменского С.С. состоит из введения, четырех разделов и заключения. В первой главе, на основе анализа разработанных ранее математических моделей рабочих процессов ЖРД, автором обоснован выбор РЭМ основанной на сочетании эмпирических экспериментальных данных и физических моделей рабочих процессов в двигателе. Для этого был разработан механизм коррекции результатов физических моделей рабочих процессов на основе массива экспериментальных данных (получаемых по результатам контрольно технологического испытания) таким образом, чтобы не возникало нарушения физического описания рабочих процессов.

Для коррекции были выбраны 18 характеристик, включающих энергетических характеристики бустерных и основных ТНА и гидравлические характеристики магистралей, агрегатов регулирования и камеры сгорания. Во второй главе, на основе анализа рисков возникновения нештатных ситуаций из-за назначения экстремальных режимных параметров и неблагоприятных их сочетаний с внешними условиями, проанализированы важнейшие параметры двигателя (уровень тяги, массовое соотношение компонентов, температура газа за турбиной, обороты валов основных и бустерных насосов) и показано, что использование разработанного в дисссертации метода на основе РЭМ обеспечивает высокую точность и адекватность прогноза. Для обоснования этого, проведено сравнение невязок экспериментальных и прогнозируемых по математическим моделям значений указанных параметров, полученных при испытаниях ЖРД с дожиганием (РД 181, РД 191 и РД 180).

В третьей главе, изложен метод оперативного прогнозирования результатов повторных испытаний ЖРД с целью настройки двигателя на повторном испытании. Для этого, с помощью РЭМ производиться расчет значений основных контролируемых параметров, используя вместо значений тяги и соотношения компонентов топлива настроечные параметры двигателя их обеспечивающие (углы регулятора и дросселя). Для ускорения расчетов и уменьшения аппаратных ресурсов при определении настроечных параметров, поученные на основе РЭМ результаты аппроксимированы пол и номинальными функциями рассчитанными для каждого из типов исследованных ЖРД (РД 181, РД 191 и РД 180).

Показано, что данный подход позволяет прогнозировать настроечные параметры с точностью достаточной для практических задач. В четвертой главе, рассмотрены подходы к построению систем аварийной защиты и полетного регулирования ЖРД на основе сравнения прогнозируемых по РЭМ и фактических полетных параметров. Диссертация написана технически грамотным языком, содержание ее логически непротиворечиво. Основное содержание диссертационной работы достаточно полно отражено автором в четырех статьях в рецензируемых научных журналах из списка рекомендованных ВАК РФ. Содержание диссертационного исследования соответствует требованиям паспорта специальностей ВАК (технические науки) по специальности 05.07.05 Автореферат отражает основное содержание оппонируе мой диссертации.

Отмечая актуальность, научную обоснованность, теоретическую и практическую значимость диссертационной работы, необходимо обратить внимание на спорные моменты и недостатки, к которым, на наш взгляд, можно отнести следующие: 1. В главе 1 обзор математических моделей не достаточно полон, например, не упомянуты нейросетевые модели технических систем, получившие в последнее время широкое распространение.

2. При построении модели часть параметров была использована в размерном виде (температуры, частоты вращения, давления на входе компонентов), что сужает область ее применимости 3. При использовании метода наименьших квадратов для получения аппроксимирующих полиномов (глава 3) не учитывались погрешности измерения экспериментальных данных. 4. Не представлен анализ значимости (чувствительности) коэффициентов аппроксимирующих многочленов. 5. Недостаточно четко указаны допущения и ограничения, принимаемые при решении поставленных в диссертации задач.

Отмеченные замечания не являются определяющими и не снижают общей положительной оценки диссертационной работы. Диссертация Каменского С.С. является законченной научно- квалификационной работой, в которой содержится новое научно обоснованное техническое решение задачи повышения достоверности расчетного прогнозирования результатов огневых испытаний современных мощных ЖРД для предельных условий их эксплуатации. Это позволяет повысить безопасность ЖРД при их следующих запусках, что имеет существенное значение для развития ракетно-космической техники. Диссертация полностью соответствует требованиям п. 9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 24.09.2013 г.

№ 842, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук, а ее автор Каменский С.С, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — "Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов ". Официальный оппонент кандидат технических наук, доцент кафедры «Ракетные двигатели» ФГБОУВО МГТУ им НЗ. Баумана (национальный исслалонатсльсаий унилсрситат) Бобров А.Н.

ог ~ЗБ",,2.бтй7а, Подпись Боброва А.Н. заверяю " цн:цыас Бобров Александр Николаевич Почтовый адрес — 109147 г.Москва, ул, Таганская, д. ~9л.ка:;-$Ё"" Телефон 8495450903б Адрес электронной почты (аЬЬгЧфуагн1ех/гп) Работник ФГБОУВО МГТУ им Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), г.Москва Должность - доцент кафедры «Ракетные двигатели» .