军事评论

科学家宣布了解决火箭发动机模型长期测试问题的方案

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在“让我们谈论科学”的标题下,提出了旨在减少火箭发动机测试模型时间的研究主题。


对于开发人员而言,问题的实质在于,要花费大量的资源(包括时间和财力)来测试为火箭工业设计的发动机。 几乎对发动机设计进行的任何更改都需要一种新的过程来进行测试,这由于各种情况而并非总是可能的。

似乎计算机技术应运而生,可以模拟火箭发动机的测试过程。 但是在这里,并非一切都简单。

德克萨斯大学(美国)的一组研究人员发表了一份报告说,即使使用超级计算机,也可以在计算机仿真过程开始后的几周内获得令人满意的测试数据。 一个示例是对SpaceX Merlin火箭发动机的分析。 最新版本的工作流程建模工作进行了几个月,这既没有使客户满意,也没有使建模专家自己满意。

研究小组负责人Karen Willcox报告了开发“科学机器学习”新方法以加速测试过程,解决测试持续时间的问题。 这是一种将科学计算与机器数据(包括使用物理建模)相结合的方法。 Willcox博士说,这种新方法抓住了机会在仿真过程中减小了发电厂的尺寸,从而大大减少了测试时间。

在制造火箭发动机时,对于工程师而言,重要的是要及时接收有关整个装置的行为方式,而不是其特定单位,组件的行为的数据。 考虑到其一个或另一个设计时,对此设计进行更改。 研究小组的代表说,并非总是可以使用简化推进系统的机器分析方法,但是要获得关键结果,可以将其应用并传播给设计者。



特别地,使用“机器学习”的新方法来计算发动机室内的燃料燃烧参数。 使用计算机模型,在喷射器的操作过程中获得了特定的方案。 在对这些情况进行分析的基础上,创建了压力场,速度,燃烧产物的化学成分及其温度的图表。 反过来,这些数据帮助研究人员创建了降阶引擎的模型,并“训练了计算机”以进行加速分析。

科学家们自己称之为方法-从特定数据到一般数据,再到中间数据。

从报告中:

此版本的工作使得在大约XNUMX小时的后续计算机处理过程中产生结果成为可能。 根据获得的经验,该机器现在可以进行“自学”以加快分析过程。 这是模拟器上过程的一种重复。 计划随着过程的改进,仅需几秒钟即可对火箭发动机的运行进行分析。

威尔考克斯博士:

当然,这种方法不能解决测试火箭发动机的多层次问题。 但是在第一阶段,它肯定可以使您节省分析基本数据的资源,减少处理时间,确保获得高结果。


供参考:SpaceX Merlin火箭发动机是指液体。 它具有多种修改,包括Vacuum 1D。 重量-最高500公斤。 在海平面重力条件下的推力约为850 kN。 操作时间-最长375 s(取决于版本)。 燃烧室中的压力为97大气压。 首次在2013年XNUMX月发布时使用。
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40 评论
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  1. sanik2020
    sanik2020 20 April 2020 09:57
    -5
    在“让我们谈论科学”的标题下,提出了旨在减少火箭发动机测试模型时间的研究主题。

    这就是火箭发动机的专门论坛。
    我到达这里还是不在这里
    1. knn54
      knn54 20 April 2020 10:31
      0
      复活节过后在星期一发布吗?
      勃列日涅夫站在镜子前:
      “这个主意……”
      “这个主意……”
      我是这个主意吗?
      1. 痣
        20 April 2020 10:52
        0
        这是另一个:
        一个人在早晨醒来,环顾四周,站起来,对着镜子凝视着反射。
        然后他的妻子从厨房来到他身边:“ Seryozha,去吃早餐吧!”
        一个男人对他的思考:“我想起来了!谢尔盖!” 饮料
    2. gridasov
      gridasov 20 April 2020 10:35
      +3
      谁阻止你过去? 还是这不是提高国家国防能力的基本主题
  2. 节俭
    节俭 20 April 2020 10:01
    -1
    实际上,所有这些计算机程序都存在一个问题-臭名昭著的人为因素。 计算程序中的一个错误最初会带来较大的测量错误,并在将来引起对产品创建或测试的质疑。 因此,无论全面测试多么昂贵和困难,如果再没有十年,他们都做不到。
  3. Yrec
    Yrec 20 April 2020 10:03
    +1
    如果我们谈论的是带有单程票的军用导弹上的发动机,则可以使用此方法,如果发动机“载有”人员,则不会。 在产品通过整个测试周期之前,您不应该信任它。 没有模型和布局将不起作用。
    1. U-58
      U-58 20 April 2020 10:33
      +1
      远非它。
      如果导弹是单程票的军用,则“未能完成战斗任务”将导致军事法庭受审。 因此,在所有情况下的责任都很高(((((
  4. 操作者
    操作者 20 April 2020 10:03
    +1
    燃烧室中有100个大气压-几乎没有 笑
    1. 节俭
      节俭 20 April 2020 10:07
      0
      操作者 hi 是超级烧烤,炸鸡或烧烤 LOL
    2. gridasov
      gridasov 20 April 2020 10:38
      +1
      将压力提高几个数量级的问题非常简单地解决了,可以说,有必要改变过程的短时间,这在技术上是可以实现的
      1. Bobrick
        Bobrick 21 April 2020 21:30
        0
        从某种意义上说,要组织更快的燃烧或用脉动燃烧代替连续燃烧过程?
        1. gridasov
          gridasov 22 April 2020 11:02
          0
          都! 还有一点! 必须理解的是,为了避免过程的连续性和流动的不连续性,必须确保入口和入口的流动是不可分割的。 这是一种为各个阶段提供算法的技术。 等等
    3. Errr
      Errr 20 April 2020 10:56
      +4
      Quote:运营商
      燃烧室中有100个大气压-几乎没有 笑
      在什么意义上“什么都不是”? 在RD-107的帮助下,“联盟”仍在飞行。 后者在燃烧室中具有“仅” 58atm的压力。 微笑
      1. 操作者
        操作者 20 April 2020 12:39
        -2
        毕竟,RD-107年已经63岁了,尽管事实上超级杜邦梅林(Merlin)被认为是创新类别中的“面具”。

        通过这种方法,可为工作人员提供180个大气压的RD-253应该通过“给予真实幻想”类别 笑
        1. Errr
          Errr 20 April 2020 15:19
          0
          我不知道RD-180的“人员”通过哪种类别,但是什么 5(!!!)单室 F-1,安装在土星V的第一阶段,燃烧室中的压力“有些许” 69 ATM 7次“射中”月球进行2965吨月球探险的全套装备(而且没有一次失败!)我个人引起了真正的喜悦和钦佩。
          求求您了,关于燃烧室中的巨大压力的更多信息。 hi
          1. 操作者
            操作者 20 April 2020 16:27
            -3
            不要将您的评论发布到我的帖子中。
        2. BlackMokona
          BlackMokona 20 April 2020 16:45
          +1
          由于其耐用性低,易于生产和资源丰富,因此被认为具有创新性。
          1. 操作者
            操作者 20 April 2020 17:22
            -2
            Kerogas还具有低成本,易于生产和资源丰富的特点 笑

            Merlin的设计是由美国国家航空航天局(NASA)于旧约时代(因此承受100个大气压)开发的,根据美国法律,它被拒绝并免费提供给他人使用(例如所有为预算资金设计的未分类产品)。 马斯克刚捡起不需要的东西。

            没错,毫无疑问,赫尔正在用甚至更低的燃烧室压力对土星的氢气-氧气消化器说些什么。 该发动机的高氢热值可补偿由于燃烧室中压力降低而导致的比冲的下降,最重要的是,该发动机在土星的第二级使用,该级在运载火箭升空到稀薄的大气层时开始工作,在该处大气层的反压订单少于海平面。

            但是即使在这里,苏联也能够借助安装在Energia火箭上的0120个大气压的氢氧发动机RD-220清洗美国人 欺负
            1. BlackMokona
              BlackMokona 20 April 2020 18:29
              +1
              Marilyn是由SpaceX开发的,他没有使用任何引擎作为基础,这完全是针对SpaceX需求的原创开发
              压力决定了SpaceX选择开路以降低成本并简化发动机
              1. 操作者
                操作者 20 April 2020 19:20
                -1
                从涡轮发电机向外部空间排放废气的开路不会影响燃烧室中的压力。
                1. BlackMokona
                  BlackMokona 20 April 2020 19:38
                  0
                  影响很大。
                  看开路和闭路的发动机压力
                  在闭路发动机中,通过TNA涡轮的工作流体的流量明显高于开路发动机,从而可以在燃烧室中获得更高的压力
                  1. 操作者
                    操作者 20 April 2020 19:41
                    -1
                    只是开路火箭发动机是非常古老的设计,其中燃烧室中的压力也已过时。
                    1. BlackMokona
                      BlackMokona 20 April 2020 20:07
                      +1
                      在开式和闭式火箭发动机之间的选择是选择优先级的问题。 迄今为止,这两种发动机都已开发和使用。
                      例如,5年创建了用于Arian-1997火箭的开路火箭发动机火山。
                      或相同的Marilyn 2006版本。
  5. 费奥多罗夫
    费奥多罗夫 20 April 2020 10:23
    -3
    显然,网站上没有主题。 罗姆·女妖(Roma Banshee)错过了比赛,或者错过了瓦迪姆·斯米罗诺夫(Vadim Smironov),而不是病房。
    尽管有很多经验,但并不是物理学家聚集在这里。
    1. lucul
      lucul 20 April 2020 10:43
      +6
      显然,网站上没有主题。 罗姆·女妖(Roma Banshee)错过了比赛,或者错过了瓦迪姆·斯米罗诺夫(Vadim Smironov),而不是病房。
      尽管有很多经验,但并不是物理学家聚集在这里。

      这是为了开阔视野-用一种易于理解的语言,所有内容都经过陈述,没有任何技巧。
  6. 评论已删除。
  7. U-58
    U-58 20 April 2020 10:29
    +1
    所有这一切都非常有趣。
    只是没有报告方法检查?
    电子数据会干扰实际结果吗? 是什么
    统计收集?
    1. gridasov
      gridasov 20 April 2020 10:53
      0
      它们不能对接,因为处理大数据的现代方法不仅要考虑主要方面,还要考虑改变所有这些个人数据的过程。
      1. U-58
        U-58 20 April 2020 11:48
        0
        是的...有一些东西以及如何进入源代码,您将得到它。 现实生活更丰富...
        1. gridasov
          gridasov 20 April 2020 11:58
          0
          正确地,您注意到了! 分析技术本身应包括不断输入新数据以及对可变过程进行连续分析。 但是,这一切还没有结束!
      2. T.Henks
        T.Henks 21 April 2020 10:00
        0
        脚! 现在肯定没有人会了解任何东西! 全面出发。
    2. Bobrick
      Bobrick 21 April 2020 22:01
      0
      在已经获得真实测试真实数据的区域中,即使没有机器学习,现代计算机仿真程序包也可以提供非常准确的结果(测试数据用于校正物理和数学模型,而且,统计数据越多,已知区域中以及之间的模型就越准确。它们之间,现在可以使用机器学习自动完成)。
      是的,是的,grigasov所写的内容是在现实中实现的(仅由人员手动完成),但是即使采用这种方法,也需要原型和测试(可能会更少,但是必需的)。

      值得超越这些限制,结果可能与实际相去甚远。
  8. gridasov
    gridasov 20 April 2020 10:32
    0
    许多人指着我地址中的太阳穴。 但是,如果不使用数值的恒定值的函数,则不仅无法描述湍流或等离子体过程,而且有必要在局部过程的每个点进行分析,但是无法描述层流过程。 同时,在瞬态上建立局部空间的尝试看起来很荒谬,更不用说潜力很大的了。 此外,小规模的引擎模型与实际的完整模型不同,因为从数学的角度来看,大数据的一种总容量不能被另一种大容量替代。 这是谁知道吗? 此外,火箭发动机和过程控制发动机的关键问题是涡轮增压器燃料,其中用于控制液体或气体流动的机构具有相同湍流流出的限制。 因此,如果我可以这么说的话,就无法提高能量密度,这意味着不可能制造重型导弹。
    1. lucul
      lucul 20 April 2020 10:42
      -1
      许多人指着我地址中的太阳穴。

      我不扭..
      1. gridasov
        gridasov 20 April 2020 10:49
        0
        谢谢! 我相信。 总的来说,我了解到我并不是唯一一个充满理性,合理想法和发展的人。 问题在于它们的实现机制。
    2. U-58
      U-58 20 April 2020 11:50
      +1
      但是,我们不仅在谈论气体动力学过程,而且在谈论铁的工作,这是非常令人感兴趣的。
      1. gridasov
        gridasov 20 April 2020 12:06
        0
        绝对正确! 我有时会错过这些方面,当然,有必要对过程中涉及的组合组件的整体复杂性进行分析。 毫无疑问,流动的高潜在流出会导致流出表面的电离和结构元件的极化。 这意味着磁通量开始在接头以及零件的​​结构和整个结构中形成磁相互作用。 但是,这种分析现在无法产生各种尺寸和元素极化的测量结果-没有方法。 因此,显而易见的是,没有模型可以考虑发动机将在其中运行的各种外部环境条件。 通常,没有新的数学分析方法,就没有战略上重要的行业的发展。
    3. 业余
      业余 20 April 2020 12:58
      +1
      Comp不计算引擎,而是计算数学模型(MM)。 但是多少毫米对应一个真正的“铁”引擎是一个很大的问题。 因此,要确保真实硬件的可靠性而不进行真实的防火测试,将不可能太久。
  9. voyaka呃
    voyaka呃 20 April 2020 13:00
    +1
    计算机建模逐渐进入技术和科学的所有领域。
    早在90年代中期,我本人就听说过化学博士是如何宣布化学反应的。 建模永远不会用有机合成中的试管代替“真实的”创造性工作。 甚至可以代替! 在几年内。
    今天,在没有计算机模型之前,没有人会拿起电子管。
    1. gridasov
      gridasov 20 April 2020 14:45
      +1
      你真是误会! 前所未有的分析0数学模型! 为什么? 因为MM仅考虑统计数据,而人脑则得出分析结论。 因此,该方法没有建议性的方面。 一个人选择他的大脑工作,然后选择可以在体外获得的东西。 再一次-没有一个MM给出建议和合理的结论。 计算和分析是根本不同的现象。
    2. T.Henks
      T.Henks 21 April 2020 10:12
      0
      很有意思。 也许这就是为什么春天不来的原因。 我看着气象学家中的同一位MM,并且在三天内看到了一个很棒的窗口,该窗口在时间线上向右移动。 提前两天进行设置。 并且根据老祖父的预测,小屋将一直温暖到XNUMX月中旬。 夏天不会让你高兴。