(Окончание. Начало в № 1 - 2004 г.)

2. Комплексное использование методов физического и математического моделирования
Накопленный к середине 60-х годов в НИИ и ОКБ опыт математического моделирования процессов запуска и других переходных режимов ЖРД показал, что созданные методы позволяют математическим путем достаточно точно воспроизводить практически весь цикл эксплуатационных режимов работы двигателей с отражением индивидуальных особенностей сборки и условий испытаний. Эти методы применяются и в настоящее время для оптимизации параметров двигателей и их систем, главным образом, на этапе формирования штатного варианта конструкции. Они успешно используются также для проведения исследований некоторых аварийных ситуаций на этапе стендовых и летных испытаний.
В целом методы математического моделирования, разработанные В.М. Калниным, оказались применимыми на всех этапах стендовой отработки двигателя, начиная от комплекса первоначальных испытаний двигателей, при которых формируется штатный вариант конструкции, и кончая контрольными испытаниями двигателей, при которых осуществляется контроль стабильности производства серийных двигателей.
Начальному этапу в большей степени свойственно варьирование схемных и конструкторских решений. Для этапа испытаний двигателей в составе ракетных блоков наиболее характерно решение различных задач, связанных с согласованием характеристик двигателей и ракетных систем (оптимизация демпфирования топливной системы, регламентация гидроударов и провалов давлений на входах в насосы, снижение механических и ударно-волновых нагрузок на конструкцию и др.).
Имеющие большое значение при создании новых двигателей вопросы отработки работоспособности и надежности мощных высоконапорных ТНА, ресурса и экономичности двигателей, устойчивости рабочего процесса камер до сих пор еще в достаточной степени не поддаются математическому моделированию.
Чтобы реализовать преимущества, которые может дать регулярное сопровождение стендовых испытаний математическим моделированием, при наиболее крупных комплексах стендов ОКБ и НИИ должны быть организованы специальные вычислительные центры (ВЦ) и бригады специалистов, занимающиеся математическим моделированием.
3. Применение современных вычислительных средств для обработки и анализа результатов испытаний
При "архивном методе" после ручной или машинной обработки первичных материалов испытаний и выполнения их экспресс-анализа все материалы, относящиеся к данному пуску, подшиваются в "дела пусков". Такой метод позволяет успешно вести стендовую отработку двигателя, но является недостаточно производительным и становится неудобным при накоплении больших объемов информации, когда число "дел пусков" превышает несколько сотен.
Наиболее рациональным является создание банка данных с помощью ЦВМ.
Основные требования к вычислительному центру, сформулированные в 60-х годах, сводились к следующему. В долговременной памяти стендового ВЦ должна была храниться вся статистика результатов испытаний двигателей независимо от того, на каких стендах она получена, а также все аварийные исходы испытаний с классификацией причин аварий и их последствий. Машинный анализ результатов испытаний включал в себя углубленную обработку полученной информации по всем вопросам, возникающим при отработке двигателей.
Резюмируя изложенные выше рекомендации, разработанные ЦИАМ на основе анализа и обобщения накопленного отечественной промышленностью опыта по ракетному двигателестроению в 60-е годы и направленные на повышение эффективности методов натурной отработки ЖРД, можно отметить следующее.
1. Для повышения полноты физического моделирования ракетных условий при стендовых испытаниях двигателей целесообразно наряду с выполнением условий гидродинамического и теплофизического подобия обеспечивать также механическое подобие.
Для получения требуемых амплитуд колебательных перегрузок в диапазоне низких частот наряду с применением механических вибраторов направленного действия рекомендовано использовать в качестве задатчика колебаний испытуемый двигатель, снабженный пульсатором расхода в системе горючего газогенератора.
2. Эффективным средством для уменьшения потерь материальной части двигателей при стендовых испытаниях и ускорения темпов их доводки является комплексное использование методов физического и математического моделирования при стендовой отработке переходных процессов и систем управления ЖРД.
3. Внедрение указанных рекомендаций в практику обработки ЖРД связано с дополнительными расходами, однако ожидаемый от них эффект с большим превышением окупает затраты, что подтверждается практикой создания современных ЖРД.