Отзыв ведущей организации (Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере)

К с 72 Г» а а ~* 'я Я е т а 0 7 «1 е 0 К с Р а 6 К а 1 71 «е я 11» я 1' .'Р е 17» е Акционерное овцество „ВОЕ~~О прО~~ыцзлЕ~~АЯ кОРООрАЦ~~Ученому секретарю «72АУЧ71О-ЛРОКЗВОДОТВЕККОЕ диссертационного совета Д 212. 125.08 ( АО вВПК «НПО Аез777Я71остРГ207777Я771 д.т.н. проф. Зуеву Ю.В. телетреенжн: Реутов утоееонееон 02РАА 1Ат3161161 Геол 11001020-30-1е 1ееввеле)ттте1 Феле и001'702.20 вт " -'.: .'=,-;.:;"',Ро;о:, '„' ';;..:;,:; "„,..'„..-..',„' 125993, Москва, А-80, ГСП-З, рт17йа 07007730.

727771 1070012001е02 »17»172»1 00120227027000007001 Волоколамское шоссе, дом 4. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Ученый совет. Направляю Вам отзыв Ведущей организации на диссертацию Пашкова Олега Анатольевича на тему: «Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14. «Теплофизика и теоретическая теплотехника».

Ученый секретарь НТС предприятия Л.С. Точилов Приложенне: 1. Отзыв в 2-х экземплярах, на б-ти страницах каждый, н/с 2. Диссертация, 1 книга , ' «УТВЕРЖДАЮ» Заи~ФтиФ:ль Генерального Директора— "Замес ОТЗЫВ ведущей организации АО «Военно-промышленная корпорация «Научно-производственное обьединение машиностроения» (АО «ВПК «НПО машиностроения») на диссертационную работу Пашкова Олега Анатольевича на тему «Тепломассообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника». Диссертационная работа Пашкова О.А.

посвящена решению одной из важнейших научно-технических проблем авиационной и ракетнокосмической техники — проблеме проектирования тепловой защиты (ТЗ) элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА). В зависимости от скорости полета ГЛА на его поверхности реализуется интенсивный аэродинамический нагрев. Физическая природа нагрева определяется экстремальным увеличением термодинамической энтальпии газа, имеющим место при торможении высокоскоростного потока в ударном слое. Уровень энтальпии газа достигает таких значений, при которых пристенные слои на поверхности аппарата становятся многокомпонентными химически активными.

Это вносит свои особенности в процессы термогазодинамики и тепло-массообмена. При таких условиях величины тепловых потоков в стенку достигают значений, при которых элементы конструкции ГЛА разрушаются в случае отсутствия специальной ТЗ. В этой связи при проектировании и разработке ГЛА требуются высокая достоверность знаний термо-газодинамических и тепловых параметров, сопутствующих аэродинамическому нагреву. В этой связи актуальность темы анализируемой работы не вызывает никаких сомнений. Очевидно, что решение данной задачи для условий гиперзвукового течения является достаточно сложным из-за необходимости учета всех высокотемпературных атомно-молекулярных физико-химических процессов, явлений релаксации внутренней энергии молекул, многокомпонентной диффузии, диссоциации, рекомбинации и ионизации в неравновесных условиях.

В этом плане сформулированная в работе цель и поставленные задачи могут быть решены с использованием только теоретического исследования, поскольку процессы, реализуемые при высокоскоростных течениях, являются многопараметрическими, В диссертационной работе показано, что методология решения многопараметрических задач становится более эффективной, если алгоритм исследований строить на базе теоретических методов, например, метода математического моделирования комплекса изучаемых процессов.

При этом экспериментальные исследования на модельных лабораторных стендах должны выполнять только роль тестовых испытаний. Такое тестирование теории по интегральному физическому эксперименту обеспечивает достоверность разработанной математической модели и возможность ее использования для исследования многопараметрических процессов, протекающих в натурных условиях эксплуатации реальных объектов авиационной и ракетно-космической техники. Эффективное же экспериментальное моделирование гиперзвуковых течений в лабораторных условиях невозможно.

Проведение же летных экспериментов весьма затратно в экономическом плане. Опираясь на эту концепцию, соискателем используется современная математическая модель, учитывающая протекание всех основных физико- химических процессов, сопровождающих обтекание поверхности летательного аппарата гиперзвуковым потоком газа. Разработанная автором общая математическая модель включает систему уравнений Навье — Стокса, которая дополняется уравнениями: энергии, переноса компонентов, лучистой энергии, химической кинетики, модели турбулентности, решаемых методом конечных объемов на структурированных расчетных сетках с использованием программного комплекса АЯКУЧО НЛЗЕХТ. Однако следует отметить, что стандартные программные комплексы (АМИНЯ СРХ, НЛЗЕХТ и т.п.) в целом не предназначены для решения класса задач, рассмотренных в диссертации.

В связи с этим автор вынужден был для достижения цели и решения поставленных задач разработать не только математические модели, но и программное обеспечение для их решения. Автором проведена верификация разработанной математической модели путем сравнения результатов расчета процессов термо-газодинамики и тепло-массообмена на поверхности сферы и затупленного конуса с данными открытых источников. Удовлетворительное соответствие результатов расчета с известными экспериментальными данными позволили автору сделать выводы о достоверности используемой им математической модели и о ее пригодности для глубокого исследования процессов термо-газодинамики и тепломассообмена на поверхности высокоскоростных ЛА.

Таким образом, научная новизна диссертационной работы заключается в адаптации стандартного программного комплекса АЯКУЧО ГНЗЕХТ, не предназначенного для решения задач гиперзвуковых течений. Автором разработаны и введены в стандартный программный комплекс новые программные решения, позволившие значительно расширить область применения комплекса. Это позволило математически описать и решить численными методами основные процессы терм о-газодинамики, тепломассообмена и химической кинетики, протекающие в окрестностях и на поверхности гиперзвукового летательного аппарата. Автор утверждает, что в рамках его диссертации впервые получена общая математическая модель, основанная на совокупности относительно простых математических моделей.

Такой поход позволил с использованием стандартных компьютерных ресурсов рассчитать основные процессы термогазодинамики, тепло-массообмена и химической кинетики, протекающие в сжатом и пограничном слоях ГЛА. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в девяти научных работах, восемь из которых опубликованы в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России. Основные научные результаты работы докладывались на отечественных и международных научно-технических конференциях.

В частности, на 13-й Международной конференции «Авиация и космонавтика- 2014», Всероссийской научно-технической конференции «Авиадвигатели ХХ1 века», ХУ Международном Минском форуме по тепломассообмену. По материалам, изложенным в диссертации, считаем необходимым высказать ряд замечаний. Во-первых, в диссертации отсутствует критический обзор решаемой в диссертации проблемы и следующий из него обязательный вывод, о том, какие недостатки в опубликованных работах он предполагает устранить в рамках своей диссертации. Утверждение автора о том, что им впервые создан программный комплекс, в рамках которого могут проводиться расчеты как в строгой, так и в упрощенной постановке, является сомнительным. В качестве примера, можно сослаться на аналогичный программный комплекс НИИ механики МГУ им.

М.В. Ломоносова, который уже в течение более 10-ти лет эксплуатируется на нашем предприятии в процессе проектирования изделий сложной аэродинамической формы. Во-вторых: ° используемый автором подход, предназначенный для вычисления турбулентного диффузионного потока каждого компонента по турбулентной вязкости, отсутствует в указанном источнике « эит!оп К., бпойо Р. А. Ми16- согпропеп1 сИйлз1оп ай арр!!салоп го сошрп1а11опа! аего11теппос1упапт!сз д А1АА 98-2575»; ° не объяснено и не апробировано использование модели турбулентности для моделирования газодинамики неравновесных течений, е в работе не описана модель релаксации колебательных степеней свободы многоатомных молекул; ° тестовые расчеты на сеточную сходимость, приведенные в диссертации, получены при использовании равномерного разбиения области определения искомых функций по нормальной координате; ° в диссертации, к сожалению, отсутствуют результаты сравнения расчетных и экспериментальных данных, выполненных для условий летного эксперимента аппаратов серии БАМ-С; еполученная в работе зависимость теплового потока в критической точке от радиуса затупления модели давно известна из литературных источников.

В заключении отметим: ° что автором проведен большой объем исследований, направленных на создание современных средств проектирования летательных аппаратов самолетного типа; ° что после учета второй группы высказанных замечаний, созданный автором программный комплекс может использоваться как в организациях, занимающихся проектированием и разработкой ГЛА, так и в учебном процессе Вузов, готовящих специалистов в области высокоскоростной газовой динамики и теплообмена; Диссертация Пашкова О.А. является законченной научноисследовательской работой, содержащей решение актуальной научнотехнической задачи. Несмотря на указанные недостатки, она выполнена на достаточно высоком научно-техническом уровне.

Автор продемонстрировал как достаточно глубокое понимание решаемой проблемы, так и способность к самостоятельному решению исключительно сложных физикоматематических задач. Вследствие этого считаем, что данная диссертация заслуживает положительной оценки, а ее автор Пашков Олег Анатольевич достоин присвоения ему степени кандидата технических наук по указанной специальности, Отзыв обсужден и одобрен на заседании секции 02 НТС предприятия (протокол № 14б от 27.03.2017).

Начальник отделения 02, к.ф-м.н. .А. Прохорчук В.В. Горский В.П. Котенев С.н.с. отдела 02-12, к.ф-м.н Г.н.с. отделения 02, д.т.н., профессор ~~~~ е Начальник отдела 02-12, д.т.н. фЯ Ученый секретарь НТС предприятия, к.ф- Д.А. Забарко .С. Точилов .