Отзывы научных руководителей (Разработка методического обеспечения эксплуатации инфракрасных имитаторов внешних тепловых нагрузок на поверхность космического аппарата)

ОТЗЫВнаучного руководителя д.т.н. Колесникова А.В. о диссертационнойработе Болотной К.И. на тему «Разработка методического обеспеченияэксплуатации инфракрасных имитаторов внешних тепловых нагрузок наповерхность КА», представленной на соисканиеученой степеникандидата технических наук по специальности 05.07.03 – «Прочность итепловые режимы летательных аппаратов».Диссертационная работа Болотной К.И. посвящена разработкеметодического обеспечения проведения различного рода испытаний КА вусловиях моделирования внешних тепловых нагрузок с помощьюупрощенных средств, что чаще всего имеет место в экспериментальныхустановках, которые или не имеют имитатора солнечного излучения, илиимеют его, но такой, который не в состоянии обеспечить нужные режимыпроведения испытаний либо в силу ограниченности своих размеров, либопо причине невозможности воспроизводить поле излучения, изменяющеесвою пространственную ориентацию относительно испытуемого объекта.Работа включает в себя введение, 4 главы, заключение и списокиспользованных источников.Во введении обосновывается актуальность выбранной темыдиссертации, излагается цель работы и перечислены задачи, которыедолжны быть решены для реализации цели работы.В первой главе диссертации анализируются возможные способымоделирования внешних тепловых нагрузок на поверхность КА.

Наоснове проведенного анализа сделан вывод о необходимости оснащениятепловакуумных установок средствами приближенного воспроизведениярасчетных внешних тепловых нагрузок даже в том случае, когда в составустановки входит имитатор солнечного излучения. Помимо анализаизвестных имитационных средств в главе большое внимание уделяетсявопросу о возможности создания инфракрасного имитатора с условноточечными излучающими модулями. Автором разработана схема модуля,в состав которого входят галогенные кварцевые ламп накаливания,используемые как удобный в эксплуатации источник тепловой энергии.Схема примечательна тем, что она позволяет, используя благоприятныеэксплуатационныехарактеристикигалогенныхкварцевыхлампнакаливания, преобразовать сложный и весьма неопределенный спектризлучения этих ламп в простой инфракрасный спектр.

Это даетвозможность решать задачу выбора оптимального режима работыимитатора не только в случае испытуемых объектов с серымихарактеристиками наружных поверхностей, но и для объектов с несерыминаружными поверхностями.Вовторойглаведиссертациипроводитсясравнительноеисследование методических подходов к решению задачи определенияоптимальныхимитаторов.энергетическихРежимработырежимовимитатораработыобычноинфракрасныххарактеризуетсясовокупностью значений интенсивности излучения его элементов(модулей) в направлении своих нормалей, то есть величинами J j (0)j  1...n , где n - число излучателей.В качестве критерия оптимальности режима работы имитаторавыбирается минимум целевой функции  , представляющей собой суммуквадратов «взвешенных» погрешностей воспроизведения расчетныхзначенийвнешнихтепловыхпотоковквыделеннымтепловоспринимающим элементам испытуемого объекта.

В работерассматривалисьдваподходакрешениюзадачиопределенияоптимального режима работы имитаторов. Оба подхода основаны напоиске вектора J (0)  {J j , j  1,2...n} минимизирующего функцию  . Прииспользовании одного подхода искомый вектор определяется из условияминимума функции  как функции многих переменных. Представленныйв диссертационной работе другой подход основан на использованииградиентных методов минимизации целевой функции - методанаискорейшего спуска и метода сопряженных градиентов.Проведен сравнительный анализ этих подходов.

Установлено, чтоградиентные методы оптимизации и метод, основанный на использованиинеобходимого условия существования экстремума функции многихпеременных,даютмалоотличающиесярезультатыпоточностимоделирования тепловых нагрузок, но положение точек минимумацелевой функции отличается весьма существенно, что свидетельствует оналичии у минимизируемой (целевой) функции не одного минимума.Рассмотренные в диссертации методики выявления оптимальныхэнергетических режимов работы инфракрасных имитаторов позволяютвыявить лишь абсолютные и относительные значения интенсивностейизлучения модулей имитатора, обеспечивающих минимальное значениецелевой функции. Однако практическую ценность от решения задачиминимизации целевой функции представляют лишь относительныезначения интенсивностей.

По сути дела эти значения характеризуютотносительные значения электрических мощностей, подводимых кмодулям имитатора. Поэтому необходимым условием реализацииоптимального энергетического режима эксплуатации имитатора являетсяустановлениесвязимеждуинтенсивностьюизлучениямодулейимитатора и подводимой к ним электрической мощностью. Выявлениюэтой связи посвящена третья глава диссертации. В ней излагаютсяэкспериментальный и аналитический подходы к определению этойзависимости.В четвертой главе диссертации иллюстрируется эффективностьразработанного подхода к определению энергетических режимов работыинфракрасныхимитаторовнапримереиспользованияизвестногоинфракрасного имитатора (ИКИ) тепловакуумной установки ВК600/300для решения задач термостатирования изделия «Спектр-РГ» припроведениикомплексныхегоэлектрическихиспытанийидлявоспроизведения внешних тепловых нагрузок на изделие «Луна-Глоб»при его тепловакуумных испытаниях.Обобщая приведенную характеристику диссертационной работыБолотной К.И., можно сказать, что в этой работе излагаются решенияряда задач, обеспечивающих, в основном, потребности созданияметодического обеспечения проведения различных испытаний КА вусловиях физического моделирования внешних тепловых нагрузок.

Приэтом следует заметить, что претендующие на научную новизну основныеположения, представленные с необходимым обоснование авторомдиссертации в главах 1-3, можно охарактеризовать следующим образом:1. Установлено наличие не одного, а нескольких минимумовцелевой функции, характеризующей среднеквадратичную погрешностьвоспроизведения заданных тепловых нагрузок на элементы поверхностииспытуемого объекта при испытаниях в имитаторах с дискретнымиисточниками излучения.2.

Разработаны экспериментальный и аналитический методыопределения коэффициентов связи между подводимой к модулямимитатора с линейчатыми излучателями электрической мощности иинтенсивностью их излучения.3. Для имитаторов с сетчатыми нагревателями разработан новыйметод определения энергетического режима работы, обеспечивающегоминимальные погрешности моделирования внешних тепловых нагрузок .4. Разработана принципиальная схема условно точечного модуляинфракрасного имитатора, основанного на использовании галогенныхкварцевых ламп накаливания как источников энергии для излучающейчерной рабочей поверхности модуля.Можно считать, что диссертационная работа Болотной К.И.представляет собой исследование, результаты которого имеют большуюпрактическуюзначимость.Работаудовлетворяеттребованиям,предъявляемым ВАК к диссертациям на соискание ученой степени.