10.14489/td.2024.05.pp.030-043

2024, 05 май (May)

DOI: 10.14489/td.2024.05.pp.030-043

Клюев В. В., Бобров В. Т., Бобренко В. М., Борисов А. А., Калошин В. А., Лёвочкин П. С., Сляднев А. М.
ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ТЕНЗОМЕТРИИ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ
(c. 30-43)

Аннотация. Представлен обзор результатов исследований, разработки и внедрения методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей. Дано краткое описание методов измерения приращения времени распространения ультразвуковых продольных волн и отношения скоростей продольных и сдвиговых волн. Изложено описание разработанного и введенного в действие ГОСТ Р 52889‒2007 «Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Общие требования». Приведено описание акустических тензометров, в том числе штатно эксплуатирующихся на НПО «Энергомаш». Дано краткое описание специа-лизированной программы «Акустический тензометр», а также комплекта стандартных образцов для контроля работоспособности и предварительной настройки приборов и градуировочного стенда. Описан усовершенствованный специалистами НПО «Энергомаш» метод акустической тензометрии по соотношению скоростей продольных и сдвиговых волн. Применение метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений, наряду с совершенствованием технологии производства жидкостного ракетного двигателя, позволило полностью ликвидировать отказы по протечкам и нарушению герметичности.

Ключевые слова: акустическая тензометрия, жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), ракеты-носители, разъемные соединения, утечки, усилие затяжки, приборные средства, программное и метрологическое обеспечение, метод приращения, метод отношения скоростей.

Klyuev V. V., Bobrov V. T., Bobrenko V. M., Borisov A. A., Kaloshin V. A., Lyovochkin P. S., Slyadnev А. M.
RESEARCH, DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF METHODS AND TECHNOLOGIES OF ACOUSTIC STRAIN GAUGING OF SPLIT JOINTS OF LIQUID ROCKET ENGINES FOR SPACE LAUNCH VEHICLES
(pp. 30-43)

Abstract. A review of the results of research, development and implementation of methods and technologies of acoustic strain measurement of split joints of liquid rocket engines for space launch vehicles is presented. A brief description of methods for measuring the incremental time of propagation of ultrasonic longitudinal waves and the ratio of longitudinal and shear wave velocities is given. The description of the developed and enacted GOST R 52889‒2007 “Non-destructive testing. Acoustic method of control of tightening force of threaded joints. General requirements”. Acoustic strain gauges, including those in regular operation at NPO Energomash, are described. A brief description of the specialized program “Acoustic Tensometer” is given, as well as a set of standard samples for performance control and preliminary adjustment of devices and calibration bench. The method of acoustic tensometry based on the ratio of longitudinal and shear wave velocities proposed by the specialists of NPO “Energomash” is described. The application of the method of acoustic strain gauge tightening of detachable joints, along with the improvement of the LPRD production technology, made it possible to completely eliminate leakage and leakage failure.

Keywords: acoustic strainmetry, liquid-propellant rocket boosters, launch vehicles, detachable joints, leaks, tightening force, instrumentation, software and metrological support, increment method, velocity ratio method.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. В. Клюев, В. Т. Бобров, В. М. Бобренко (АО «НИИИН МНПО «Спектр», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. А. Борисов, В. А. Калошин, П. С. Лёвочкин (АО «НПО «Энергомаш им. акад. В. П. Глушко», Химки, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. М. Сляднев (НПК «Техновотум», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. V. Klyuev, V. T. Bobrov, V. M. Bobrenko (JSC “Research Institute of Introscopy of MSIA Spectrum”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. A. Borisov, V. A. Kaloshin, P. S. Lyovochkin (NPO “Energomash named after Academician V. P. Glushko”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. M. Slyadnev (NPO “Energomash named after Academician V. P. Glushko”, Moscow, Russia 3NPK “Technovotum”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 4: в 3 кн. Кн. 1. Акустическая тензометрия / В. А. Анисимов, Б. И. Каторгин, А. Н. Куценко и др. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2006. 736 с.
2. Бобренко В. М., Вангели М. С., Куценко А. Н. Акустические методы контроля напряженного состояния материала деталей машин. Кишинев: Штиинца, 1981. 148 с.
3. Бобренко В. М., Бобров В. Т., Гульшин А. В. Анализ нагруженности разъемных соединений акустическим методом // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80, № 7. С. 60 – 69.
4. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gul’shin A. V. Loading Analysis of Detachable Joints by the Acoustic Method // Inorganic Materials. 2015. V. 51, No. 15. P. 1496 – 1501.
5. Клюев В. В., Бобренко В. М., Бобров В. Т. Акустическая тензометрия разъемных соединений. Состояние и перспективы развития. Ч. 1. Проблемы эксплуатации конструкций с разъемными соединениями // Контроль. Диагностика. 2015. № 12. С. 60 – 68.
6. Клюев В. В., Бобренко В. М., Бобров В. Т. Акустическая тензометрия разъемных соединений. Состояние и перспективы развития. Ч. 2. Результаты исследований, создания оборудования, разработки методики и примеры применения акустической тензометрии // Контроль. Диагностика. 2016. № 2. С. 14 – 26.
7. Бобренко В. М. Разработка и создание методов и средств акустической тензометрии разъемных соединений аэрокосмических аппаратов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.11.13 / Моск. науч.-произв. об-ние «Спектр». М., 2004. 43 с.
8. Детков А., Сляднев А. О новом поколении технических средств неразрушающего контроля оборудования объектов ОАО «Газпром» // XVI Междунар. де-ловая встреча «Диагностика ‒ 2006», Сочи, 16 ‒ 21 апреля 2006 г. Т. 2. Диагностика оборудования. Сочи, 2006. С. 200 ‒ 212.
9. ГОСТ Р 52889‒2007. Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Общие требования. М.: Стандар-тинформ, 2009. 16 с.
10. Бобров В. Т., Бобренко В. М., Гульшин А. В. и др. Особенности применения электромагнитно-акустического (ЭМА) метода тензометрии при контроле усилий затяжки разъемных соединений ЖРД // Тр. НПО «Энергомаш». 2017. № 34. С. 269 ‒ 283.
11. Pat. 4.100.809 USA. G 01 N29/04. Method for Excitation and Reception of Ultrasonic Plate Waves in Workpieces and Devices for Realizing Same / V. T. Bobrov, Yu. A. Druzhaev, N. A. Lebedeva // Изобретения за рубежом. 1979. Вып. 99. С. 150.
12. Чванов В. К., Судаков В. С., Левочкин П. С. Современные жидкостные ракетные двигатели АО «НПО «Энергомаш имени академика В. П. Глушко». Состояние программ и перспективы (к 110-летию со дня рождения академика В. П. Глушко) // Космическая техника и технологии. 2018. № 3(22). С. 5 – 15.
13. Левочкин П. С., Мартиросов Д. С., Буканов В. Т. Проблемы функциональной диагностики жидкостных ракетных двигателей // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2013. № 1. С. 72 ‒ 88.
14. Левочкин П. С., Мартиросов Д. С., Каменский С. С. и др. Система функциональной диагностики жидкостных ракетных двигателей в режиме реального времени // Вестник Московского авиационного институ-та. 2019. Т. 26. С. 147 ‒ 154.

Eng

1. Klyuev V. V. (Ed.), Anisimov V. A., Katorgin B. I., Kutsenko A. N. et al. (2006). Non-destructive testing: handbook: in 8 volumes. Vol. 4: in 3 books. Book 1. Acoustic strain gauge. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Bobrenko V. M., Vangeli M. S., Kutsenko A. N. (1981). Acoustic methods for monitoring the stress state of the material of machine parts. Kishinev: Shtiintsa. [in Rus-sian language]
3. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gul'shin A. V. (2014). Load analysis of detachable connections using the acoustic method. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 80(7), 60 – 69. [in Russian language]
4. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gul’shin A. V. (2015). Loading Analysis of Detachable Joints by the Acoustic Method. Inorganic Materials, 51(15), 1496 – 1501.
5. Klyuev V. V., Bobrenko V. M., Bobrov V. T. (2015). Acoustic tensometry of detachable joints. State and prospects. Part 1. Kontrol'. Diagnostika, (12), 60 – 68. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2015.12.pp.060-068
6. Klyuev V. V., Bobrenko V. M., Bobrov V. T. (2016). Acoustic tensometry of detachable joints. State and prospects. Part 2. Kontrol'. Diagnostika, (2), 14 – 26. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2016.02.pp.014-026
7. Bobrenko V. M. (2004). Development and creation of methods and means of acoustic strain gauging of detachable joints of aerospace vehicles. Moscow: Moskovskoe nauchno-proizvodstvennoe obyedinenie «Spektr». [in Russian language]
8. Detkov A., Slyadnev A. (2006). On the new generation of technical means for non-destructive testing of equipment at Gazprom OJSC facilities. XVI International Business Meeting “Diagnostics ‒ 2006”, Vol. 2, 200 – 212. Sochi: Equipment diagnostics. [in Russian language]
9. Non-destructive testing. Acoustic method for monitoring the tightening force of threaded connections. General requirements. (2009). Ru Standard No. GOST R 52889‒2007. Moscow: Standartinform. [in Russian lan-guage]
10. Bobrov V. T., Bobrenko V. M., Gul'shin A. V. et al. (2017). Features of the application of the electromagnetic-acoustic (EMA) method of strain gauging when monitoring the tightening forces of detachable connections of liquid propellant engines. Trudy NPO «Energomash», 34, 269 ‒ 283. [in Russian language]
11. Bobrov V. T., Druzhaev Yu. A., Lebedeva N. A. (1979). Method for Excitation and Reception of Ultrasonic Plate Waves in Workpieces and Devices for Realizing Same. Patent No. 4.100.809 USA. Inventions abroad, 99.
12. Chvanov V. K., Sudakov V. S., Levochkin P. S. (2018). Modern liquid rocket engines of JSC NPO Energomash named after Academician V.P. Glushko." State of programs and prospects (on the 110th anniversary of the birth of Academician V. P. Glushko). Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii, 22(3), 5 – 15. [in Russian language]
13. Levochkin P. S., Martirosov D. S., Bukanov V. T. (2013). Problems of functional diagnostics of liquid rocket engines. Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Seriya: Mashi-nostroenie, (1), 72 ‒ 88. [in Russian language]
14. Levochkin P. S., Martirosov D. S., Kamenskiy S. S. et al. (2019). System for functional diagnostics of liquid-propellant rocket engines in real time. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta, 26, 147 ‒ 154. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2024.05.pp.030-043

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2024.05.pp.030-043

and fill out the form