10.14489/td.2014.12.pp.052-061

2014, 12 декабрь (December)

DOI: 10.14489/td.2014.12.pp.052-061

Ивашов С. И., Разевиг В. В., Васильев И. А., Шитиков B. C.
ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ С ПОМОЩЬЮ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ПОДПОВЕРХНОСТНОГО РАДИОЛОКАТОРА «РАСКАН-5»
(с. 52-61)

Аннотация. Проведен анализ критических ситуаций на космических аппаратах (КА) типа Space Shuttle (США) и «Буран» (СССР), воз-никших в результате дефектов теплозащитного и теплоизоляционных покрытий этих летательных аппаратов. Показано, что существующие методы неразрушающего контроля, включая ультразвуковые, не удовлетворяют предъявляемым требованиям и не смогли предотвратить катастрофы с КА Space Shuttle Columbia и серьезного происшествия с КА «Буран» во время его единст-венного полета. Предложен новый метод диагностики с использованием голографического подповерхностного радиолокатора «Раскан-5/15000», который позволяет выявить внутренние дефекты теплоизоляционного покрытия. Проведены эксперименты с макетами теплоизоляционных покрытий. В результате экспериментов получены радиоизображения, на которых дефекты теп-лоизоляции имеют достаточный для их идентификации контраст.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, теплозащита, теплоизоляция, ракетно-космическая техника, голографический подповерхностный радиолокатор.

Ivashov S.I., Razevig V.V., Vasiliev I.A., Shitikov V.S.
DIAGNOSTICS OF THERMAL INSULATION AND HEAT PROTECTION COATING OF SPACE SHIPS AND ROCKETS BY HOLOGRAPHIC SUBSURFACE RADAR RASCAN-5
(pp. 52-61)

Abstract. The analysis of critical situations on the spacecrafts Space Shuttle, the U.S.A., and the Buran, the USSR as a result of defects in insulation and heat-protection coatings was performed. It is shown that the existing methods of non-destructive testing including ultrasonic inspection do not meet the requirements and failed to prevent the disaster of the spacecraft Space Shuttle Columbia and serious incidents involving spacecraft Buran during its only flight. A new method for using the holographic subsurface radar RASCAN-5/15000 which reveals the internal defects of coating was proposed. Experiments with models of thermal insulation coatings were executed. The experimental results were displayed in the form of radar images at which defects of heat insulation had enough for their identification contrast.

Keywords: non-destructive testing, heat protection, heat insulation, space and rocket technique, holographic subsurface radar.

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

Рус

С. И. Ивашов, В. В. Разевиг, И. А. Васильев (МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва) Е-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
B. C. Шитиков (ФГУП «НПО «Техномаш», Москва)

Eng

S. I. Ivashov, V. V. Razevig, I. A. Vasiliev (Bauman Moscow State Technical University, Moscow) Е-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. S. Shitikov (State Enterprise “NPO “Tekhnomash”, Moscow)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1 Shrestha S., Kharkovsky S., Zoughi R., Hepburn F. Microwave and Millimeter Wave Nondestructive Evaluation of the Space Shuttle External Tank Insulating Foam // Mate-rials Eval., 2005. V. 63. N 3. P. 339 – 344.
2. Гофин М. Я. Жаропрочные и теплозащитные конструкции многоразовых аэрокосмических аппаратов. М., 2003. 672 с.
3. Ivashov S. I., Vasiliev I. A., Bechtel T. D., Snapp C. Comparison between Impulse and Holographic Subsurface Radar for NDT of Space Vehicle Structural Materials // Progress in Electromagnetics Research Symposium 2007, Beijing, China, March 26 – 30, 2007. Beijing, 207. Р. 1816 – 1819.
4. Morring F. Jr. Putting it in Context // Aviation Week & Space Technology. 2003. April 7. Р. 31.
5. Babish C. A. et. al. Columbia Accident Investigation Board Report / 2003. August V. 1. P. 248. http://s3. amazonaws.com/akamai.netstorage/anon.nasa-global/CAIB/CAIB_lowres_full.pdf.
6. Donheim M. A. Numbers, Words Tell Different Foam Stories // Aviation Week & Space Technology. 2003. February 17. Р. 27, 28.
7. Donheim M. A. External Tank Makeover // Aviation Week & Space Technology. 2004. October 4. P. 57 – 61.
8. Dombrow B. A. Polyurethanes. New York: Reinhold Publishing Corporation, 1957.
9. Ivashov S. I., Razevig V. V., Vasiliev I. A. et al. Holographic Subsurface Radar of RASCAN Type: Devel-opment and Applications // IEEE Journal of Selected Topics in Earth Observations and Remote Sensing, 2011. V. 4. N 4. Р. 763 – 778.
10. Daniels D. J. Surface Penetrating Radar. London: Pub. By IEE. 1996.
11. Chapursky V. V., Ivashov S. I., Razevig V. V. et al. Subsurface Radar Examination of an Airstrip // Proc. of the 2002 IEEE Conf. on Ultra Wideband Systems and Technologies, UWBST’2002, May 20 – 23, 2002, Baltimore, Maryland USA. Baltimore, 2002, Р. 181 – 186.
12. Junkin G., Anderson A. P. Limitations in Micro-wave Holographic Synthetic Aperture Imaging over a Lossy Half-Space // Radar and Signal Processing. IEE Proc. F. 1988. V. 135. N 4. P. 321 – 329.
13. Zhuravlev A. V., Ivashov S. I., Razevig V. V. et al. Holographic Microwave Imaging Radar for Applications in Civil Engineering // Proc. of the IET Intern. Radar Conf., 14 – 16 April 2013, Xian, China. Xian, 2013.
14. Gabor D. A New Microscopic Principle // Nature, 1948. V. 161. Р. 777–778.
15. Razevig V. V., Ivashov S. I., Vasiliev I. A. at al. Advantages and Restrictions of Holographic Subsurface Radars. Experimental Evaluation // Proc. of the XIII Intern. Conf. on Ground Penetrating Radar. Lecce, Italy, 21 – 25 June 2010. Jecce, 2010. Р. 657 – 662.
16. Sheen D. M., McMakin D. L., Hall T. E. Three-Dimensional Millimeter-Wave Imaging for Concealed Weapon Detection // IEEE Transactions on Microwave The-ory and Techniques. 2001. V. 49. N 9.
17. Разевиг В. В., Бугаев А. С., Ивашов С. И. и др. Восстановление микроволновых голограмм, полученных подповерхностным радиолокатором РАСКАН // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 9. С. 51 – 58.
18. Inagaki M., Windsor C. G., Bechtel T. at al. Three-dimensional Views of Buried Objects from Holographic Radar Imaging // PIERS Proc. Moscow, Russia, August 18 – 21, 2009. M., 2009. Р. 284 – 287.
19. Матвеев В. И., Артемьев И. Б. Научно-техническая конференция «Радиолокационные системы малой и сверхмалой дальности» // Территория NDT. 2014. № 2. С. 34 – 36.

Eng

1 Shrestha S., Kharkovsky S., Zoughi R., Hepburn F. (2005). Microwave and millimeter wave nondestructive evaluation of the space shuttle external tank insulating foam. Materials Eval., 63(3), pp. 339-344.
2. Gofin M. Ia. (2003). Heat-resistant and heat-shielding structures of reusable aerospace vehicles. Mos-cow.
3. Ivashov S. I., Vasiliev I. A., Bechtel T. D., Snapp C. (2007). Comparison between Impulse and Holographic Sub-surface Radar for NDT of Space Vehicle Structural Materials. Progress in Electromagnetics Research Symposium, Beijing, China, March 26 – 30, 2007. 207, pp. 1816 – 1819.
4. Morring F. Jr. (2003). Putting it in Context. Aviation Week & Space Technology. April 7, p. 31.
5. Babish C. A. et. al. (2003). Columbia Accident Inves-tigation Board Report. August Vol. 1, pp. 248. Available at: http://s3.amazonaws.com/akamai.netstorage/anon.nasa-global/CAIB/CAIB_lowres_full.pdf.
6. Donheim M. A. (2003). Numbers, Words Tell Dif-ferent Foam Stories. Aviation Week & Space Technology. February 17, pp. 27, 28.
7. Donheim M. A. (2004). External Tank Makeover. Aviation Week & Space Technology. October 4, pp. 57 – 61.
8. Dombrow B. A. (1957). Polyurethanes. New York: Reinhold Publishing Corporation.
9. Ivashov S. I., Razevig V. V., Vasiliev I. A. et al. (2011). Holographic subsurface radar of RASCAN type: Development and applications. IEEE Journal of Selected Topics in Earth Observations and Remote Sensing, 4(4), pp. 763-778. doi: 10.1109/JSTARS.2011.2161755
10. Daniels D. J. (1996). Surface penetrating radar. London: Pub. By IEE.
11. Chapursky V. V., Ivashov S. I., Razevig V. V. et al. (2002). Subsurface Radar Examination of an Airstrip. Proc. of the 2002 IEEE Conf. on Ultra Wideband Systems and Technologies, UWBST’2002, May 20 – 23, 2002, Baltimore, Maryland USA. Baltimore, pp. 181 – 186.
12. Junkin G.; Anderson A. P. (1988). Limitations in microwave holographic synthetic aperture imaging over a lossy half-space. Radar and Signal Processing. IEE Proc. F., 135(4), pp. 321-329.
13. Zhuravlev A. V., Ivashov S. I., Razevig V. V. et al. (2013). Holographic Microwave Imaging Radar for Applications in Civil Engineering. Proc. of the IET Intern. Radar Conf., 14 – 16 April 2013, Xian, China. Xian.
14. Gabor D. (1948). A new microscopic principle. Na-ture, 161, 777-778.
15. Razevig V. V., Ivashov S. I., Vasiliev I. A. at al. (2010). Advantages and Restrictions of Holographic Subsurface Radars. Experimental Evaluation. Proc. of the XIII Intern. Conf. on Ground Penetrating Radar. Lecce, Italy, 21 – 25 June 2010. Lecce, pp. 657 – 662.
16. Sheen D. M., McMakin D. L., Hall T. E. (2001). Three-dimensional millimeter-wave imaging for concealed weapon detection. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 49(9).
17. Razevig V. V., Bugaev A. S., Ivashov S. I. et al. (2010). Restore of microwave holograms obtained with sub-surface radar, RASCAN. Uspekhi sovremennoi radio-elektroniki, (9), pp. 51-58.
18 Inagaki M., Windsor C. G., Bechtel T. at al. (2009). Three-dimensional Views of Buried Objects from Holographic Radar Imaging. PIERS Proc. Moscow, Russia, August 18 – 21, 2009. Moscow, pp. 284 – 287.
19. Matveev V. I., Artem'ev I. B. (2014). Scientific and technical conference «Radar systems of low and ultra-low range». Territoriia NDT, (2), pp. 34-36.

+ - 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 250 руб. (в том числе НДС 18%). 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 статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 250 rubles. (including VAT 18%). 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 fill out the form below: