과학자들은 로켓 엔진 모델의 장기 테스트 문제에 대한 해결책을 발표했습니다.


"과학에 대해 이야기하자"라는 제목 아래, 로켓 엔진의 모델 테스트 시간을 단축하기위한 연구 주제가 논의를 위해 제안됩니다.


개발자의 문제의 핵심은 로켓 산업을 위해 설계된 엔진을 테스트하기 위해 시간과 재정을 포함하여 막대한 자원이 소비된다는 것입니다. 엔진 설계에 대한 거의 모든 변경에는 테스트 테스트를 수행하기위한 새로운 프로세스가 필요하지만 다양한 상황으로 인해 항상 가능한 것은 아닙니다.

컴퓨터 기술이 구출되어 로켓 엔진의 테스트 프로세스를 시뮬레이션 할 수 있습니다. 그러나 여기서 모든 것이 간단한 것은 아닙니다.

미국 텍사스 대학교 (University of Texas) 연구진은 슈퍼 컴퓨터를 사용해도 컴퓨터 시뮬레이션 프로세스가 시작된 후 몇 주 만에 만족스러운 테스트 데이터를 얻을 수 있다는 보고서를 발표했다. 예를 들어 SpaceX Merlin 로켓 엔진의 분석이 있습니다. 최신 버전의 워크 플로를 모델링하는 작업은 몇 달 동안 수행되었지만 고객이나 모델링 전문가는 만족하지 못했습니다.

카렌 윌콕스 (Karen Willcox) 연구 그룹장은 테스트 과정을 가속화하고이 테스트 기간의 문제를 해결하기위한 새로운 "과학 기계 학습"방법 개발에 대해보고합니다. 이것은 물리 모델링 사용을 포함하여 과학 컴퓨팅과 머신 데이터를 결합하는 방법입니다. 윌콕스 박사는 새로운 접근법은 시뮬레이션 중에 발전소의 크기를 줄여 테스트 시간을 크게 단축 할 수있는 기회를 제공한다고 말합니다.

로켓 엔진을 만들 때 엔지니어는 전체 설비의 작동 방식이 아니라 특정 장치, 어셈블리에 대한 정보를시기 적절하게 받아야합니다. 이 디자인을 변경할 때 디자인 중 하나 이상을 고려할 때. 축소 추진 시스템의 기계 분석 방법을 사용하는 것이 항상 가능한 것은 아니지만 주요 결과를 얻기 위해 연구 그룹의 대표에 따르면 디자이너에게 적용하여 전송할 수 있습니다.



특히, "머신 러닝 (machine learning)"을 이용한 새로운 방법이 엔진 챔버에서 연료 연소의 파라미터를 계산하는데 사용되었다. 컴퓨터 모델을 사용하여 인젝터 작동 중 특정 시나리오를 얻었습니다. 이러한 시나리오의 분석에 기초하여, 압력 장, 속도, 연소 생성물의 화학적 조성 및 온도의 그래프가 생성되었다. 결과적으로이 데이터는 연구자들이 감소 된 차수 엔진의 모델을 만들뿐만 아니라 "컴퓨터 교육"을 통해 가속 분석을 수행하는 데 도움이되었습니다.

과학자들은 중간 데이터를 통해 특히 일반에서 일반까지 방법을 호출합니다.

보고서에서 :

이 버전의 작업을 통해 약 XNUMX 시간 동안 후속 컴퓨터 처리로 결과를 생성 할 수있었습니다. 얻은 경험을 바탕으로 기계는 이제 "자기 학습"으로 진행하여 분석 절차의 속도를 높입니다. 이것은 시뮬레이터에서 일종의 프로세스 반복입니다. 프로세스가 개선되면 로켓 엔진의 작동 분석에 몇 초 밖에 걸리지 않을 것으로 예상됩니다.

윌콕스 박사 :

물론이 방법은 로켓 엔진 테스트의 다단계 문제를 해결하지 못할 것입니다. 그러나 첫 번째 단계에서는 기본 데이터 분석에 리소스를 절약하고 프로세스 시간을 단축하여 높은 결과를 보장합니다.


참고 : SpaceX Merlin 로켓 엔진은 액체를 나타냅니다. Vacuum 1D를 포함하여 몇 가지 수정 사항이 있습니다. 무게-최대 500kg. 해수면에서 중력 조건 하에서의 추력은 약 850kN입니다. 작동 시간-최대 375 초 (버전에 따라 다름) 연소실의 압력은 97 기압입니다. 2013 년 XNUMX 월 출시시 처음 사용되었습니다.
Ctrl 키 엔터 버튼

실수로 눈치 챘다. 텍스트를 강조 표시하고를 누릅니다. Ctrl + Enter를

40 댓글
정보
독자 여러분, 출판물에 대한 의견을 남기려면 등록하십시오.

зже зарегистрированы? Войти

  1. sanik2020 4월 20 2020 09 : 57 새로운
    • 1
    • 6
    -5
    "과학에 대해 이야기하자"라는 제목 아래, 로켓 엔진의 모델 테스트 시간을 단축하기위한 연구 주제가 논의를 위해 제안됩니다.

    А здесь что,специализированный форум ракетных двигателистов.
    -Я сюда попал или не сюда.
    1. knn54 4월 20 2020 10 : 31 새로운
      • 1
      • 1
      0
      Автор,в понедельник,после Пасхи?
      Стоит Брежнев перед зерклом:
      — Идея…
      — Идея…
      — Иде я нахожусь?
      1. 4월 20 2020 10 : 52 새로운
        • 0
        • 0
        0
        여기에 또 다른 :
        Мужик утром просыпается, оглядывается вокруг, встаёт, подходит к зеркалу и пристально всматривается в отражение.
        Тут жена ему с кухни: "Сережа, иди завтракать!"
        Мужик своему отражению: "Вспомнил! Сергей!" 음료수
    2. 그리다 소프 4월 20 2020 10 : 35 새로운
      • 4
      • 1
      +3
      А кто вам мешает пройти мимо ? Или это не фундаментальная тема повышения обороноспособности страны
  2. 기대다 4월 20 2020 10 : 01 새로운
    • 1
    • 2
    -1
    Вообще то, все эти компьютерные программы имеют одну проблему -пресловутый человеческий фактор. Одна ошибка в программе для расчетов изначально дает бОльшую погрешность измерения, и ставит под вопрос создание или испытание изделия в дальнейшем. Поэтому, как бы дороги и сложны не были натурные испытания, без них еще не одно десятилетие обойтись не получится.
  3. 예렉 4월 20 2020 10 : 03 새로운
    • 4
    • 3
    +1
    Если речь идёт о двигателе на боевой ракете с билетом в один конец, то можно этим методом воспользоваться, если двигатель "везёт" людей - то нет. Пока изделие не пройдёт полный цикл испытаний, доверять ему не стоит. Никакие модели и макеты не прокатят.
    1. U-58 4월 20 2020 10 : 33 새로운
      • 2
      • 1
      +1
      그것에서 멀리.
      Если ракета боевая с билетом "в один конец", то "невыполнение боевой задачи" ведет к суду военного трибунала. Так что ответвенность во всех случаях высокая(((((
  4. 연산자 4월 20 2020 10 : 03 새로운
    • 4
    • 3
    +1
    100 атмосфер в камере сгорания - это ни о чем 웃음
    1. 기대다 4월 20 2020 10 : 07 새로운
      • 0
      • 0
      0
      연산자 hi -это супергриль, курочек пожарить, или шашлык -машлык 롤 !!!
    2. 그리다 소프 4월 20 2020 10 : 38 새로운
      • 3
      • 2
      +1
      Проблема поднятия давления на порядки ,решается весьма просто .Необходимо так сказать изменить кратковременность процесса ,а это достигается технически
      1. 밥릭 4월 21 2020 21 : 30 새로운
        • 0
        • 0
        0
        В смысле, организовать более быстрое сгорание или заменить непрерывный процесс горения на пульсирующий?
        1. 그리다 소프 4월 22 2020 11 : 02 새로운
          • 0
          • 0
          0
          И то и другое! но ещё и более! Нужно понимать ,что чтобы не было так сказать неразрывности процесса и разрыва потока необходимо обеспечить неразрывный как напорный входящий поток так и выходящий. Это технология обеспечения алгоритмов отдельных этапов. И т.д
    3. Errr 4월 20 2020 10 : 56 새로운
      • 5
      • 1
      +4
      제품 견적 : 운영자
      100 атмосфер в камере сгорания - это ни о чем 웃음
      В каком это смысле "ни о чем"? "Союзы" до сих пор летают при помощи РД-107. У последнего давление в камере сгорания "всего-то" 58 атм. 미소
      1. 연산자 4월 20 2020 12 : 39 새로운
        • 2
        • 4
        -2
        РД-107 как никак стукнуло 63 года, при том, что супер-пупер "Мерлин" вообще-то числится Маском по разряду инновационного.

        При таком подходе РД-180 с 253 атмосферами у штатников должен проходить по разряду "даст ист фантастиш" 웃음
        1. Errr 4월 20 2020 15 : 19 새로운
          • 2
          • 2
          0
          Я не в курсе по какому разряду проходит там у "штатников" РД-180, но то, что всего лишь 5 (!!!) однокамерных F-1, установленных на первых ступенях Saturn V, с давлением в их камерах сгорания "всего в каких-то" 69 атм 7 раз "выстрелили" к Луне по 2965 тонн лунных экспедиций полного снаряжения (и при этом ни единого сбоя!) лично у меня вызывают неподдельные восторг и восхищение.
          И не надо больше про большие давления в камере сгорания, очень прошу. hi
          1. 연산자 4월 20 2020 16 : 27 새로운
            • 0
            • 3
            -3
            Не надо ваших комментов к моим постить.
        2. 블랙 모코 나 4월 20 2020 16 : 45 새로운
          • 1
          • 0
          +1
          Числится инновационным благодаря его низкой стойкости, простоте производства, и его большому ресурсу.
          1. 연산자 4월 20 2020 17 : 22 새로운
            • 0
            • 2
            -2
            Керогаз тоже отличается низкой стоимостью, простотой производства и большим ресурсом 웃음

            Конструкция "Мерлина" была разработана по заказу НАСА еще в ветхозаветные времена (отсюда и давление 100 атмосфер), забракована и выложена в свободный доступ согласно американским законам (как все несекретные изделия, разработанные за бюджетные средства). Маск всего лишь подобрал то, что никому не было нужно.

            Правда, ничтоже сумнящий Эррр что-то там лепетал про водородно-кислородный дпигатель "Сатурна" с еще меньшим давлением в камере сгорания. У данного двигателя большая теплотворность водорода компенсировала падение удельного импульса из-за более низкого давления в камере сгорания, а главное - тот двигатель применялся на второй ступени "Сатурна", которая начинала работать при подъеме ракетоносителя в разреженные слои атмосферы, где противодавление на срезе сопла на порядок меньше, чем на уровне моря.

            Но СССР и тут смог умыть американцев с помощью водород-кислородного двигателя РД-0120 с давлением 220 атмосфер, установленного на РН «Эне́ргия» 깡패
            1. 블랙 모코 나 4월 20 2020 18 : 29 새로운
              • 1
              • 0
              +1
              Мэрлин был разработан SpaceX , он не использовал никакой двигатель в качестве первоосновы, это полностью оригинальная разработка для нужд SpaceX
              Давление определяется , что SpaceX выбрали открытую схему для удешевления и упрощения двигателя
              1. 연산자 4월 20 2020 19 : 20 새로운
                • 0
                • 1
                -1
                Открытая схема со сбросом отработанного газа из турбогенератора во внешнее пространство никак не влияет на давление в камере сгорания.
                1. 블랙 모코 나 4월 20 2020 19 : 38 새로운
                  • 0
                  • 0
                  0
                  Влияет и очень сильно.
                  Посмотрите давление у двигателей с открытой схемой и закрытой
                  В двигателе закрытой схемы расход рабочего тела через турбину ТНА существенно выше, чем в двигателе открытой схемы, что делает возможным достижение более высоких давлений в камере сгорания
                  1. 연산자 4월 20 2020 19 : 41 새로운
                    • 0
                    • 1
                    -1
                    Просто ЖРД с открытой схемой - сильно древняя конструкция, у которой величина давления в камере сгорания также устарела.
                    1. 블랙 모코 나 4월 20 2020 20 : 07 새로운
                      • 1
                      • 0
                      +1
                      Выбор между ЖРД открытой и закрытой схемы это вопрос выборов приоритетов. И те и те двигатели разрабатываются и используются по сей день.
                      Например ЖРД Вулкан открытой схемы для ракет Ариан-5 был создан в 1997 году.
                      Или тот же Мэрлин 2006 года выпуска.
  5. 페도 로프 4월 20 2020 10 : 23 새로운
    • 1
    • 4
    -3
    Тут явно не в тему по сайту. Рома Баньши пропустил или Вадим Смиронов , скорее подопечные.
    Не физики же тут собрались на сайте, хотя многие с опытом.
    1. 루쿨 4월 20 2020 10 : 43 새로운
      • 7
      • 1
      +6
      Тут явно не в тему по сайту. Рома Баньши пропустил или Вадим Смиронов , скорее подопечные.
      Не физики же тут собрались на сайте, хотя многие с опытом.

      Это для расширения кругозора - доступным языком всё изложенно , без умничания.
  6. 댓글이 삭제되었습니다.
  7. U-58 4월 20 2020 10 : 29 새로운
    • 1
    • 0
    +1
    Все это чрезвычайно интересно.
    Вот только не сообщается, имела ли место проверка метода ??
    Стыкутся ли электронные данные с практическими результатами. И какова
    набранная статистика ?
    1. 그리다 소프 4월 20 2020 10 : 53 새로운
      • 1
      • 1
      0
      Они и не могут состыковываться поскольку современные методы работы с большими данными не позволяют учитывать не то ,что доминирующие аспекты ,но и саму процессуальность изменения всех этих отдельных данных
      1. U-58 4월 20 2020 11 : 48 새로운
        • 0
        • 0
        0
        Да уж ... Тут ить чего и как заведешь в исходные, то и получишь. Реальная жизнь богаче...
        1. 그리다 소프 4월 20 2020 11 : 58 새로운
          • 1
          • 1
          0
          Правильно Вы заметили ! Сама методика анализа должна включать постоянный ввод новых данных и постоянный анализ на переменных процессах. Но,всего этого и близко нет !
      2. T. 헹크 4월 21 2020 10 : 00 새로운
        • 0
        • 0
        0
        Во заплёл! Теперь точно никто ничего не поймёт! Зачёт по полной.
    2. 밥릭 4월 21 2020 22 : 01 새로운
      • 0
      • 0
      0
      В областях, где получены действительные данные реальных испытаний современные пакеты компьютерного моделирования дают очень точные результаты даже без машинного обучения (данные с испытаний используются для коррекции физической и математической модели, а дальше - чем больше различной статистики, тем точнее модель в известных областях и в промежутках между ними, просто сейчас это можно производить автоматически, использую машинное обучение).
      Да-да, то, о чем написал gridasov, реализуется в действительности (только людьми, вручную), но даже при таком подходе нужны опытные образцы и испытания (может быть в меньшем количестве, но требуются).

      Стоит выйти за эти пределы, результат может оказаться совсем далеким от практического.
  8. 그리다 소프 4월 20 2020 10 : 32 새로운
    • 2
    • 2
    0
    Многие крутят пальцем у виска в мой адрес. Но без использования функции постоянного значения числа невозможно описать не то ,что турбулентные или плазменные процессы ,а это необходимо подвергать анализу в каждой точке локального процесса ,но нельзя описать и ламинарные процессы. При этом смешно выглядят попытки построить локальные пространства на переходных процессах ,не говоря уже о высоко потенциальных. Более того маломассштабные модели двигателей отличаются от реальных полномасштабных тем ,что с математической точки зрения нельзя одну совокупную ёмкость больших данных заменить на другой. Это -то кто -либо понимает? Более того ключевые проблемы ракетных и управляемых процессом двигателей заключаются в турбо топливо нагнетателя в котором механизм управления потоком жидкостей или газов имеет пределы того же турбулентного истечения . Отсюда и невозможность поднять плотность энергии,если можно так сказать ,а это влечёт невозможность создания тяжёлых ракет.
    1. 루쿨 4월 20 2020 10 : 42 새로운
      • 1
      • 2
      -1
      Многие крутят пальцем у виска в мой адрес.

      Я не кручу ....
      1. 그리다 소프 4월 20 2020 10 : 49 새로운
        • 1
        • 1
        0
        Спасибо! Я верю. И вообще я понимаю ,что не я один полнюсь рациональными и обоснованными идеями и разработками. Проблема в механизме их реализации.
    2. U-58 4월 20 2020 11 : 50 새로운
      • 1
      • 0
      +1
      Но ведь речь идёт не только о газодинамических процессах, но и о работе железа, что представляет большой интерес.
      1. 그리다 소프 4월 20 2020 12 : 06 새로운
        • 0
        • 0
        0
        Абсолютно верно! Я уже порой упускаю эти аспекты .И конечно анализ необходим всего комплекса участвующих в процессе совмещённых компонентов. Несомненно высоко потенциальные истечение подвижных потоков вызывает ионизации поверхностей истечения и поляризацию элементов конструкции. Значит и магнитные потоки начинают формировать магнитные взаимодействия в сочленениях и самой структуре деталей и всей конструкции. Но этого анализа соизмерения различных размерностей и поляризации элементов не производят сейчас- нет методики. Поэтому очевидно и нет модели учитывающей условия различного уровня внешней среды ,в которой двигатель будет работать. В общем без новых математических методов анализа нет и развития стратегически важной отрасли.
    3. 아마추어 4월 20 2020 12 : 58 새로운
      • 1
      • 0
      +1
      Комп просчитывает не двигатель, а его математическую модель (ММ). А вот на сколько ММ соответствует реальному "железному" двигателю - большой вопрос. Поэтому обеспечить надежность реального "железа" без реальных "огневых" испытаний будет нельзя еще оооочень долго.
  9. 보 야카 어 4월 20 2020 13 : 00 새로운
    • 2
    • 1
    +1
    Компьютерное моделирование заходит постепенно во все области техники и науки.
    Еще в середине 90-х я сам слышал, как доктора наук по химии заявляли, что комп. моделирование НИКОГДА не заменит "настоящую" творческую работу с пробирками в ограническом синтезе. Еще как заменило! За несколько лет.
    Сегодня никто и в руки не возьмет пробирки пока нет комп.модели.
    1. 그리다 소프 4월 20 2020 14 : 45 새로운
      • 1
      • 0
      +1
      Вы глубоко ошибаетесь! Математической модели анализа 0как не было так и нет! Почему? Потому ,что ММ рассматривает только статистику и аналитические выводы делает мозг человека. Поэтому нет рекомендательных аспектов работы методики . Человек работой своего мозга выбирает и то только вероятность того ,что можно получить в пробирке. Ещё раз - ни одна ММ не даёт рекомендательных и обоснованных выводов. Вычисление и анализ это принципиально разные явления
    2. T. 헹크 4월 21 2020 10 : 12 새로운
      • 0
      • 0
      0
      Очень интересно. Наверно поэтому весна никак и не приходит. Смотрю я на такое же ММ в метеорологи и вижу чудное окно в трое суток, что движется по шкале времени вправо. С уставкой на два дня вперед. А по старому дедовскому прогнозу вигвам будет тепло до середины мая. Да и лето не порадует.