Отзыв_официального_оппонента_Желанникова_А.И. (Определение аэроупругих колебаний летательного аппарата, обусловленных вихреобразованием от порыва ветра на стартовой позиции)

официального оппонента на диссертационную работу ЕРМАКОВА Андрея Васильевича на тему «Определение аэроупругих колебаний летательного аппарата, обусловленных вихреобразоваиием от порыва ветра иа стартовой позиции», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.03 — Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов Работа Ермакова Андрея Васильевича направлена на создание эффективного научно-методического аппарата для исследования динамических нагрузок от порывов ветра, возникающих на этапе предстартовой подготовки ракет-носителей космического назначения. В процессе подготовки ракеты к старту, она практически всегда подвергается воздействию ветровых нагрузок, которые в общем случае являются случайными и нестационарными величинами и которые, как правило, существенно изменяются по высоте и направлению, Нестационарность ветровых нагрузок приводит к вихреобразованию на корпусе ракет-носителей„которое в свою очередь может вызывать опасные азроупругие колебания.

Все это заметно влияет на безопасность старта ракет-носителей космического назначения. Поэтому яаке' «ньвость темы Ниссертааионнов работы урманова А.В. не вызывает сомнения и заключается в необходимости разработки методики, математической модели и программного комплекса для расчета нестационарных ветровых нагрузок, действующих на ракету-носитель космического назначения на этапе предстартовой подготовки. В оппонируемон Ниссертавви решена новая и важная ~на иная та. аиа: на основе метода вихревых элементов создан надежный и эффективный научно- методический аппарат для исследования нестационарных ветровых нагрузок, действукэщих на ракету-носитель космического назначения на этапе предстартовой подготовки с учетом взаимного влияния вихреобразования на корпусе ракеты и элементах стартового оборудования.

Автор, решая обозначенную научную задачу, на основе глубокого анализа экспериментальных и теоретических работ по данной тематике, сосредоточился на решении следующих частных задач: Е На основе метода вихревых элементов разработал методику и математическую модель нестационарного ветрового нагружения ракеты космического назначения с учетом взаимного влияния вихреобразования на корпусе ракеты и элементах стартового оборудования. При этом он обосновал преимугцество бессеточных методов при решении данной задачи по сравнению с сеточными методами. 2. На основе разработанной математической модели, создал расчетно- программный комплекс для расчета нестационарных ветровых нагрузок, действующих на 1эакету на агапе праде'гартовой подготовки, с учетом взаимовлияния вихреобразования на корпусе ракеты и элементах стартового оборудования.

3. Провел тестирование разработанной методики на модельной задаче с целью оценки взаимовлияния вихреобразования и упругих деформаций обтекаемой поверхности на спектра~и ные характеристики аэродинамической нагрузки. В результате решения вышеперечисленных частных задач автор получил новые научные результаты, которые выносит на защиту, Это: 1. Новая эффективная методика численного определения параметров нелинейных нестационарных переходных режимов аэроупругих колебаний ракеты-носителя космического назначения, в которой впервые используется и новая модификация метода вихревых элементов. 2.

Результаты численного моделирования аэроупругих колебаний профилей в плоскопараллельном потоке несжимаемой среды показывающие, что взаимосвязь между вихреобразованием и колебаниями профиля может оказывать заметное влияние на спектр частот аэродинамической нагрузки и режим обтекания профиля. 3. Результаты численного моделирования обтекания потоком несжимаемой среды пространственных конструкций, установленных на непроницаемом экране. Показал, что спектры нагрузок для упругой конструкции по сравнению с аналогичной абсолюгно жесткой конструкцией существенно меняются, 4.

Результаты численного моделирования аэроупругих колебаний прототипа ракеты «Рокот» на стартовой позиции от воздействия порывов ветра, что позволило автору определить опасные сочетания скорости и направления кратковременного порыва ветра, прн которых процессы интенсивного вихреобразования вызывают нарастание амплитуды колебаний корпуса ракеты. Диссертационная работа Ермакова А,В. состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка литературы.

Работа изложена на ! 65 страницах текста, включая75 рисунков и 19 таблиц. Библиография включает 140 наименованиЙ. ВУо оанайении обоснонмваетси антуананоста теми диссертационной работы и решаемой задачи, показывается место данной работы среди других работ„а также определяется научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту. Определен обьект и предмет исследования. Сформулированы цель работы и задачи исследования.

В ~~т вой савве автор оровбн ананнт невестина работ оо ветровому нагружению ракет-носителей на стартовой позиции, зданий и других сооружений. Кроме того, на основании обзора методов вычислительной гидродинамики сделан вывод о том, что существующие подходы к расчету ветровой нагрузки на ракеты, установленные на стартовой позиции не позволяют эффективно моделировать нелинейные аэроупруг ие явления, обусловленные процессами интенсивного вихреобразования.

Автор делает вывод, что для вариантного анализа проектных параметров и вычислителыюго сопровождения пуска ракет космического назначения требуется разработка новых высокоэффективных расчетных методик анализа нестационарных переходных режимов колебаний, вызванных воздействием ветра. Среди численных методов СГг.д и ГЯ! для расчета нестационарных аэроупругих колебаний конструкций наиболее эффективными являются новые модификации бессеточных вихревых методов.

Во ~~то ой савве ооисываетск ыетодика расчета нестапионарнык ветровых нагрузок, действутоших на упруго деформируемый летательный аппарат, с учетом вихреобразования на податливой обтекаемой поверхности, которая включает: — подготовку данных для упругой подсистемы, которая может быть проведена на основе коммерческих программ МЯС Ра1гап, Хаз1гап; — формирование на основе конечно элементной сетки панелей метода вихревых элементов; — расчет методом вихревых элементов нестационарных нагрузок на деформируемую конструкцию ракеты путем решения связанной задачи аэроупругости.

В трескай п~ав~ писываетсв приыенение разработаны и методики и программного комплекса чля исследования задачи плоскопараллельного обтекания деформируемых профилей. Приводятся примеры расчетных схем, которые применялись для расчета обтекания кругового профиля. Описываются допушения, при которых проводилось моделирование. Приводится вид вихревых следов за профилями для разных случаев. Показано, что упругость профиля и условия его закрепления оказывают заметное влияние на формирование завихрепности и характер нестационарность аэродинамических нагрузок.

В четве той главе приводятся результаты пространственного обтекания трехмерных деформируемых тел, в числе прочего исследуется стальная цилиндрическая оболочка, размещенная на движущейся по воде тележке. Результаты, полученные в этой главе, позволили автору перейти к исследованию обтекания реальной ракеты, стоящей на старте. В пятой главе выполнены исследования аэроупругих колебаний ракеты легкого класса «Рокот», стоящей на старте и подвергшей воздействию порывов ветра. Исследования показали, что возникающие при этом колебания корпуса, могут повлиять на безопасность старта ракеты. Автор рекомендует снизить допустимую скорость для данного стартового комплекса с 20 м!с до 12 м/с.

Эта ~ лава выполнена автором, как обобщающая итоги исследований в диссертации. Анализ содержания оппонируемой работы и выводов по ней говори~ о высокой научной подготовке автора и глубине прорабатываемых вопросов, а также о способности автора решать задачи, имеющие практическую направленность, Достоверность получаемых результатов„обоснованность научных положений и выводов по диссертации подтверждается их не противоречием основным законам механики, а также сопоставлением полученных расчетных данных с данными, полученными по другим методикам и методам.

На чная новизна работы заключается в разработке на основе метода вихревых элементов надежного научно-методического аппарата для исследования нестационарных ветровых нагрузок, действующих на ракету- носитель космического назначения на этапе предстартовой подготовки с учетом взаимного влияния вихреобразования на корпусе ракеты и элементах стартового оборудования. алгоритмов и математических моделей до комплекса программ, который позволил провести тестовые исследования, выполнить практические расчеты и обосновать безопасные режимы воздействия ветровых нагрузок на стартовый комплекс «Рокот». Однако а работе еетн отденннне не доетаткн.