Bondarenko O. Improving the mass efficiency of rocket engine power elements

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U002527

Applicant for

Specialization

  • 134 - Авіаційна та ракетно-космічна техніка

Specialized Academic Board

ДФ 08.051.110 ID 6593 Бондаренко О.Є.

Oles Honchar Dnipro National University

Essay

Today, the aerospace industry is moving to a new level of technology development. Expanding the capabilities of additive technologies for 3D printing and composite materials have a positive impact on the industry as a whole. In today's aerospace market, competition is growing rapidly, so most space companies (both public and private), such as SpaceX, Firefly Aerospace, FlightControl Propulsion, and others, are increasingly using 3D printing to reduce the manufacturing time of individual products and assemblies, which is becoming an important factor in mass production. A review of the power elements used as a power element in propulsion systems was conducted. An analysis of existing methods for improving performance was also conducted and several of them were identified. For example, engineering and system approaches, topological optimization, and experimentation. Modern advances in additive manufacturing open up wide opportunities for creating atypical complex geometries of various components. Additive technologies are based on various physical processes and include a variety of manufacturing techniques, including SLM (selective laser melting), which is used to create optimized brackets, frames, etc. Attention is also paid to composite materials in rocket and space technology and the physical and mechanical characteristics that are superior to steels or alloys. The impact of the use of composites in this field was investigated and some advantages of such materials in further designs were presented. In this research, methods of a systematic approach to improving the mass efficiency of rocket engine power elements were studied and developed. Various strategies and methods aimed at improving the reliability, efficiency, and overall performance of these elements are considered. The methods considered include the use of advanced materials, topological optimization, innovative production technologies, system integration, geometry optimization, and others.

Research papers

1. Бондаренко О. Є. та ін. Особливості топологічної оптимізації силових елементів РРД, виготовлених адитивними методами. Journal of Rocket-Space Technology. 2021. Т. 29, № 4. С. 106–111. URL: https://doi.org/10.15421/452111

2. S. S. Vekilov et al. Distinctive features of SLM technology application for manufacturing of LPRE components. Journal of Rocket-Space Technology. 2021. Vol. 29, no. 4. P. 112–123. URL: https://doi.org/10.15421/452112

3. Бондаренко О. Є., Ткачов Ю. В. Підвищення масової досконалості композитних циліндричних оболонок баків РКТ. Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки, 2024. Т. 34(1), С. 38-48. https://doi.org/10.15421/472404

4. Білоцерковський І. В., Бондаренко О. Є. Синтез конструкторських рішень проектування лопаткових машин, виготовлених адитивними методами. Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки, 2024. Т. 34(1), С. 23-37. https://doi.org/10.15421/472403

Bondarenko O., Tkachov Y. Numerical modeling of the stress-strain state of power frames of liquid rocket engines of low. Математичне моделювання, 2024. T. 50(1), P. 194-201. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(50)2024.305937

6. Бондаренко, О. Є., Ткачов, Ю. В. Удосконалення масової ефективності силового корпусу насоса високого тиску. Вісник Дніпровського університету імені Олеся Гончара. Серія: Ракетно-космічна техніка, 2024. T.33(1), C. 118-124. https://doi.org/10.15421/452416

7. Бондаренко О. Є. Синтез конструкторських рішень для корпусів високотискових насосів // О. Є. Бондаренко, О. П. Бадун, Ю. В. Ткачов // I Міжнародна науково-практична конференція «Виклики та проблеми сучасної науки». 2023. C. 52.

8. Бондаренко О. Є. Раціональність використання матеріалу в силових конструкціях ракетної техніки // О. Є Бондаренко, Ю. В. Ткачов // ХХV Міжнародна молодіжна науково-практична конференція «Людина і Космос». Збірник тез. – 2023. C. 141.

9. O. Bondarenko. The use of topological optimization methods on the examples of problems of strength of rocket and space structures // A. F. Sanin, V.I. Lipovskyi, O.Е. Bondarenko, V.I. Shynkaruk // INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE «ACTUAL PROBLEMS OF MECHANICS – 2023». Збірник тез. – 2023. C. 276.

Files

Similar theses