Сокращают ли современные коды CFD количество тестовых запусков в программе двигателя?

Учитывая сложность разработки жидкостных ракетных двигателей, мне интересно, помогают ли (и насколько) современные коды вычислительной гидродинамики (CFD) снизить общие затраты на разработку. Действительно ли они сократили количество тестовых стрельб?

Было бы неплохо, если бы в ответах было указано количество запусков и время горения в программах двигателей с моделированием CFD и без него.

Предварительная библиография потенциальных плакатов:

Я думаю, что самая большая проблема с ответом на этот вопрос будет состоять в том, чтобы сказать, что помимо более продвинутых возможностей CFD влияние имеет больший опыт в проектировании двигателей.
@Rikki-Tikki-Tavi - опыт поддается количественному измерению, хотя для получения данных требуется гораздо больше времени и удачи.
Я помню недавнюю статью, в которой сравнивались программы разработки высокопроизводительных двигателей верхней ступени по всему миру. Во всяком случае, продолжительность программ развития становится больше, а не короче, в календарном времени. 7-10 лет, плюс-минус несколько.
@kert - буду благодарен за ответ. Да, «Быстрее, лучше, дешевле» — хорошее описание того, что происходит :(, интересно, насколько это связано с а) отказом от финансирования, б) устранением «низко висящих фруктов» — идей, с которыми легко прийти и реализовать, c) другие факторы, включая коды CFD.

Ответы (1)

Я не могу дать вам количественный ответ на ваш вопрос, но я попытаюсь дать вам представление о том, как CFD повлиял на создание двигателей. Я собираюсь начать с обсуждения двигателей с воздушным дыханием в качестве аналога ракетных двигателей.

Я аэро/астроинженер, как и мой отец (который работал над несколькими программами двигателей с воздушным дыханием). В эпоху моего отца (временные рамки J79 -> F110) инженеры «проектировали» двигатель, собирали его, а затем запускали программу испытаний, чтобы определить его характеристики. Часто двигатели работали не так уж и хорошо.

Независимо от того, работал ли двигатель хорошо или нет, это было искусством поверх науки, которое использовалось для его сборки. Как только было обнаружено, что двигатель работает хорошо, инженеры более или менее продолжали повторно использовать одно и то же ядро ​​​​двигателя, но использовали разные вентиляторы и секции AB для создания двигателей для других целей (например, J79).

Когда я начал работать в конце 80-х / начале 90-х годов, кое-что из этого все еще продолжалось (F101 -> F110 с повторным использованием ядра, но заменой вентиляторов). Однако крупные производители двигателей стали меньше полагаться на повторное использование старых ядер для новых семейств двигателей.

Не поймите меня неправильно. Компании -производители двигателей по-прежнему производят новые двигатели из проверенных ядер, но новые двигатели, которые они разрабатывают, в среднем работают намного лучше, чем те, которые они разработали в предыдущие десятилетия.

Действительно ли CFD сокращает количество испытаний, я не могу сказать. Но это позволяет производителям двигателей иметь гораздо больше шансов на разработку высокопроизводительных двигателей.

И чтобы завершить этот круг, повторное использование ракетных двигателей было обычным явлением в предыдущие десятилетия. Российские ракетные двигатели « Союз РД-107» являются прямыми потомками ракетных двигателей V2. Даже в США до сих пор используются потомки двигателя RL10, которому уже более 55 лет, по той же причине, по которой производители двигателей повторно использовали конструкции двигателей с воздушным дыханием.

Но с помощью CFD такие компании, как SpaceX, теперь могут разрабатывать новые двигатели с нуля. До сих пор они хорошо себя зарекомендовали.

Сокращают ли современные коды CFD количество тестовых запусков в программе двигателя?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v