Отзыв на автореферат 5 (Рабочие процессы в ракетном двигателе малой тяги на газообразных компонентах топлива кислород и метан)

Федеральное кослгическое агентсгво Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт»» ФКП «НИЦ РКП» Волоколамское шоссе, д.4, Москва, А-80, ГСП-З, 125993 На исхд№ 10-202-03 от 30.06,20! 4 УТВЕРЖДАЮ П ого директора тва ка В.Н. Ктхкви 2014 г. на автореферат диссертации Чудиной Юлии Сергеевны «Рабочие процессы в ракетном двигателе малой тяги на газообразных компонентах топлива кислород и метан», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05.

«Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов» Диссертация Чудиной Ю.С. посвящена разработке методики численного моделирования рабочих процессов в ракетном двигателе малой тяги (РДМТ) на газообразных компонентах топлива кислород и метан, а также исследованию с помощью этой методики процессов течения и горения топлива в экспериментальном РДМТ и определению для него зависимости удельного импульса и температуры стенки от различных конструктивных и режимных параметров. В настоящее время сложилась устойчивая тенденция к сокращению сроков и материальных затрат на создание новых образцов космической техники при сохранении высоких требований к техническим характеристикам. 1 ':, ,)'8 Р3 . l-1' Баб>пгггина ул., 9 д., т.Пересвет, Серзиево-Посадскггй р-нммосковская обл, Россия.

141320. Тел. (496)546-3321. Телекс 846246 Д) АТ Факс !496)546-769К !4957221-6282!83! ОРРН Ш25005328820 ОКПО 07540930 ИННгКПП 504200621 !150420100! Ученому секретарю диссертационного сс Д212.125.08 Ю,В,Зд~~д Разработка математических моделей и применение численных методов, дающих достоверную предварительную оценку теплового состояния двигателя, процессов смесеобразования и горения в камере сгорания является актуальной задачей при создании новых двигателей.

Новизна работы Чудиной Ю.С. состоит в том, что на основе программного пакета «Апзуз СГХ» разработана математическая модель и рассчитаны внутрикамерные процессы в РДМТ. Проведены расчеты течения в смесительной головке. В стационарной постановке на сетках с различными размерами ячеек рассмотрено течение компонентов в форсуночной головке и магистрали подачи компонента на завесу. Проведена оценка неравномерности в расходах на форсунки и оптимального числа ячеек сетки. Проведено моделирование процессов течения и горения в уменьшенном расчетном объеме - 1/6 камеры сгорания РДМТ.

В стационарной постановке с моделью горения ЕРМ, описываемой двумя брутто-реакциями, исследован процесс размытия завесы при различных расходах компонентов на форсунку и завесу и определена температура стенки и удельный импульс. Численный эксперимент был верифицирован кратковременными огневыми пусками, которые позволили уточнить модельный коэффициент в модели горения ЕОМ, входящий в выражение для скорости образования продуктов сгорания. Проведено моделирование процессов течения и горения во всем объеме камеры сгорания РДМТ, включая внутреннюю геометрию каналов окислителя, горючего и компонента, идущего на завесное охлаждение. Это позволило оценить влияние распределения компонентов по форсуночной головке на эффективность работы двигателя и оценить наличие зон повышенной температуры вблизи стенки. Проведено исследование влияния способов подачи компонентов в форсунки, формы юбки, формы выходного сопла форсунки на распределение температуры вблизи огневого днища смесительной головки.

Разработан и создан экспериментальный РДМТ, работающий на газообразном кислородно-метановом топливе. Проведены огневые стендовые испытания разработанного РДМТ с использованием только завесного охлаждения газообразным кислородом, проведена верификация математической модели. Полученные результаты моделирования удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Результаты диссертации Чудиной Юлии Сергеевны имеют практическую значимость. Разработанная математическая модель позволяет для заданного удельного импульса и рабочей температуры стенки выбрать геометрию смесительной головки и камеры сгорания и определить расходы компонентов на форсунки и на завесу, что дает возможность использовать результаты работы при проектировании и отработке новых двигателей.

К недостаткам работы можно отнести отсутствие оценок погрешностей за счет использования модели горения с использованием брутто-реакций. При использовании более детальной модели химических реакций, включающей одну глобальную реакцию окисления метана до Н2 и СО плюс 8-12 кинетических реакций, можно получить более достоверное распределение температуры, давления и скорости в расчетном объеме, хотя и ту же скорость образования конечных продуктов сгорания. В целом диссертация дает возможность судить о глубине и объеме проделанной работы, которая представляет собой законченный комплекс теоретических и экспериментальных исследований и содержит решение новой научно-технической задачи — разработку математической модели и методики численного моделирования рабочих процессов в РДМТ на газообразных компонентах топлива кислород и метан.

Диссертация по своему содержанию, объему исследований, научной и практической значимости результатов отвечает требованиям ВАК РФ, предъявляемым к кандидатским диссертациям, и ее автор Чудина Юлия Сергеевна заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук. Старший научный сотрудник кандидат технических наук В.А. Орлов .