<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26896/1028-6861-2024-90-4-75-82</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-2173</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. MECHANICAL TESTING METHODS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Метод расширения частотного диапазона генераторов звука для прочностных акустических испытаний</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Method for extending the frequency range of sound generators for strength acoustic tests</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Стерлин</surname><given-names>А. Я.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sterlin</surname><given-names>A. Ya.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Андрей Яковлевич Стерлин, </p><p>140180, г. Жуковский, Московская область, ул. Жуковского, д. 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrey Ya. Sterlin,</p><p>1, Zhukovskogo ul., Zhukovskij, Moscow oblast’, 140180.</p></bio><email xlink:type="simple">andrey.sterlin@tsagi.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сурков</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Surkov</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Евгений Александрович Сурков, </p><p>140180, г. Жуковский, Московская область, ул. Жуковского, д. 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Evgenij A. Surkov, </p><p>1, Zhukovskogo ul., Zhukovskij, Moscow oblast’, 140180.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванушкин</surname><given-names>И. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivanushkin</surname><given-names>I. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Иван Сергеевич Иванушкин,</p><p>140180, г. Жуковский, Московская область, ул. Жуковского, д. 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ivan S. Ivanushkin,</p><p>1, Zhukovskogo ul., Zhukovskij, Moscow oblast’, 140180.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Центральный Аэрогидродинамический институт</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Central Aerohydrodynamic Institute</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>04</month><year>2024</year></pub-date><volume>90</volume><issue>4</issue><fpage>75</fpage><lpage>82</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Стерлин А.Я., Сурков Е.А., Иванушкин И.С., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Стерлин А.Я., Сурков Е.А., Иванушкин И.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sterlin A.Y., Surkov E.A., Ivanushkin I.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/2173">https://www.zldm.ru/jour/article/view/2173</self-uri><abstract><p>При определении ресурса современных летательных аппаратов необходимо учитывать воздействие на конструкцию интенсивных пульсаций звукового давления — шума, создаваемого работой двигателей, турбулентности воздушной среды, изменения режимов полета и т.д. Поэтому в наземных условиях в специальных реверберационных камерах проводят испытания на акустическую прочность и усталость. В процессе проведения этих испытаний следует создать определенную спектральную плотность звукового давления, воздействующего на исследуемую конструкцию согласно утвержденным нормам. Для получения необходимого силового воздействия на конструкцию используют три типа звуковых генераторов — низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные, каждый из которых должен создавать сигналы с требуемой спектральной плотностью и постоянной амплитудой шумового воздействия в своем диапазоне частот. В настоящее время ведется разработка высокочастотного генератора звука в диапазоне частот 600 – 2000 Гц. Цель данной работы — конструктивное совершенствование подвижного элемента клапанного узла в целях увеличения электромагнитной силы, движущей затвор клапанного узла модулятора потока газа, минимизации электромагнитных сил сопротивления движению, а также уменьшения массы подвижного элемента. Увеличение электромагнитной движущей силы достигнуто за счет применения двух электромагнитных движителей. В работе предложены конструктивные изменения, которые позволили снизить электромагнитные силы сопротивления (силы Лоренца, силы Фуко), а также уменьшить массу подвижной части клапанного узла (затвора). Данная задача решена посредством перфорации затвора в тех его частях, которые находятся в зазорах магнитопроводов электромагнитных движителей.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>When determining the service life of modern aircraft, it is necessary to take into account the impact of intense pulsations of sound pressure (the noise created by the operation of engines, air turbulence, changes in flight regimes), etc. on the aircraft structure. Therefore, in ground conditions, acoustic strength and fatigue tests are carried out in special reverberation chambers. During these tests it is necessary to provide a certain spectral density of the sound pressure affecting the structure under study according to the approved standards. Three types of sound generators are used to obtain the desired force impact on the structure: low-frequency, medium-frequency and high-frequency, which must create signals with the required spectral density and constant amplitude of the noise impact each in its frequency range. Nowadays, a high-frequency sound generator operating in the frequency range of 600 – 2000 Hz is being developed. The goal of the study is to modify and improve the moving element of the valve assembly to increase the electromagnetic force driving the valve gate of the valve assembly of a gas flow modulator; minimize the electromagnetic forces hindering movement, and to reduce the mass of the moving element. An increase in electromagnetic driving force is achieved using two electromagnetic thrusters. The proposed modifications reduce hindering electromagnetic forces (Lawrence forces, Foucault forces), and decrease the mass of a movable part of the valve assembly (gate). The goal is achieved by perforating the gate in those parts that are located in magnetic gaps of electromagnetic propulsion.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>генератор звука</kwd><kwd>электропневматический преобразователь</kwd><kwd>модулятор</kwd><kwd>клапанный узел</kwd><kwd>акустическая усталость</kwd><kwd>звуковое давление</kwd><kwd>реверберационная камера</kwd><kwd>спектральная плотность</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>sound generator</kwd><kwd>electropneumatic converter</kwd><kwd>modulator</kwd><kwd>valve assembly</kwd><kwd>acoustic fatigue</kwd><kwd>acoustic pressure</kwd><kwd>reverberation chamber</kwd><kwd>spectral density</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Данная работа финансировалась за счет средств бюджета ФАУ «ЦАГИ». Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Николаев В. С., Каурова Н. Ф. Установки для испытаний на акустическую прочность: обзор. — М.: ЦАГИ, БНТИ, 1968. Вып. № 565. — 254 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikolaev V. S., Kaurova N. F. Installations for acoustic strength tests: a review. — Moscow: TsAGI, 1968. Issue N 565. — 254 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории / Межгосударственный авиационный комитет. — М.: ОАО «Авиаиздат», 2009. — 266 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aviation rules. Part 25. Airworthiness standarts for transport category aircraft / Interstate Aviation Committee. — Moscow: Aviaizdat, 2009. — 266 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Николаев В. С., Каурова Н. Ф. Испытания на акустическую прочность в реверберационных камерах и каналах бегущей волны. Обзор № 610. — М.: Издательский отдел ЦАГИ, 1982. — 183 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikolaev V. S., Kaurova N. F. Acoustic strength tests in reverberation chambers and traveling wave channels: a review. — Moscow: TsAGI, SNTI, 1982. Vol. 610. — 183 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2040043. Российская Федерация. МКИ G10К7/00. Генератор звука / Тарчевский Е. П., Миодушевский П. В.; заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 93027581/10; заявл. 13.05.93; опубл. 20.07.95. Бюл. № 10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF Pat. 2040043, MKI G10K7/00. Sound generator / Tarchevsky E. P., Miodushevsky P. V.; applicant TsAGI. — N 93027581/10; appl. 13.05.93; publ. 20.07.95 / Byull. Otkryt. Izobret. N 10 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А. с. 917193 СССР, МКИ G10K7/06. Устройство для создания акустических волн / Васильев А. В., Ревнивцев В. С., Маслов Е. Н. (СССР). — № 2909113/18-10; заявл. 11.04.80; опубл. 30.03.82. Бюл. № 12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Author’s certificate 917193 USSR, MKI G10K7/06. Device for creating acoustic waves / Vasiliev A. V., Revnivtsev V. S., Maslov E. N. (USSR). — N 2909113/18-10; appl. 11.04.80; publ. 30.03.82 / Byull. Otkryt. Izobret. N 12 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. SU 1651320, МКИ G10К7/06. Электропневматический генератор звука / Обер В. П., Коленников А. И., Патрикеев Л. И., и др.; заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 4489994/10; заявл. 24.10.88; опубл. 23.05.91. Бюл. № 19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">SU Pat. 1651320, MKI G10K7/06. Electropneumatic sound generator / Ober V. P., Kolennikov A. I., Patrikeev L. I. [et al.]; applicant TsAGI. — N 4489994/10; appl. 24.10.88; publ. 23.05.91 / Byull. Otkryt. Izobret. N 19 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. RU 2040043, МКИ G10К7/06. Генератор звука / Миодушевский П. В., Тарчевский Е. П., заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 93027581/10; заявл. 13.05.93; опубл. 20.07.95. Бюл. № 10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF Pat. 2040043, MKI G10K7/06. Sound generator / Miodushevskij P. V., Tarchevskij E. P., applicant TsAGI. — N 93027581/10; appl. 13.05.93; publ. 20.07.95 / Byull. Otkryt. Izobret. N 10 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hughes W. O., McNelis M. E., Harman A. D., and McNelis A. M. The Development of the Acoustic Design of NASA Glenn Research Center’s New Reverberant Acoustic Test Facility / NASA Glenn Research Center. — Cleveland, OH, 2011. — 344 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hughes W. O., McNelis M. E., Harman A. D., and McNelis A. M. The Development of the Acoustic Design of NASA Glenn Research Center’s New Reverberant Acoustic Test Facility / NASA Glenn Research Center. — Cleveland, OH, 2011. — 344 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hughes W. O., McNelis M. E., Harman A. D., and McNelis A. M. The Testing Behind the Test Facility: The Acoustic Design of the NASA Glenn Research Center’s World-Class Reverberant Acoustic Test Facility. Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, October, 2010. P. 2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hughes W. O., McNelis M. E., Harman A. D., and McNelis A. M. The Testing Behind the Test Facility: The Acoustic Design of the NASA Glenn Research Center’s World-Class Reverberant Acoustic Test Facility. Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, October, 2010. P. 2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stevens C. L. Measurement of Acoustic Power of High Intensity Sound Sources / J. Environm. Sci. 1976. Vol. 1 – 11. N 1. P. 7 – 74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stevens C. L. Measurement of Acoustic Power of High Intensity Sound Sources / J. Environm. Sci. 1976. Vol. 1 – 11. N 1. P. 7 – 74.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Spottswood M. S., Eason T. G., Chona R. A structural perspective on the challenges associated with analyzing a reusable hypersonic platform / Rasd 2013. 11 International Conference, 1 – 3 July, 2013, Pisa.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Spottswood M. S., Eason T. G., Chona R. A structural perspective on the challenges associated with analyzing a reusable hypersonic platform / Rasd 2013. 11 International Conference, 1 – 3 July, 2013, Pisa.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">http://www.sereme.com (дата обращения: 21.04.2023).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">http://www.sereme.com (accessed: 21.04.2023).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галеев А. Г., Захаров Ю. В., Макаров В. П., Родченко В. В. Проектирование испытательных стендов для экспериментальной отработки объектов ракетно-космической техники. — М.: Издательство МАИ, 2014 — 283 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Galeev A. G., Zakharov Yu. V., Makarov V. P., Rodchenko V. V. Design of set-up for testing objects of rocket and space technology. — Moscow: Izd. MAI, 2014. — 283 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2707587. Российская Федерация. МПК G10K7/06 (2006.01). Способ генерации звука для испытаний конструкций и устройство для его реализации / Стерлин А. Я., Фурман А. В., Ким С. К., Куценко С. А.; заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 2018142903; заявл. 05.12.2018; опубл. 28.11.2019. Бюл. № 34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF Pat. 2707587, MPK G10K7/06 (2006.01), Sound generation method for testing structures and device for its implementation / Sterlin A. Ya., Furman A. V., Kim S. K., Kutsenko S. A.; applicant TsAGI. — N 2018142903; appl. 05.12.2018; publ. 28.11.2019 / Byull. Otkryt. Izobret. N 34 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2696946. Российская Федерация. МПК G10K7/06 (2006.01). Электропневматический генератор звука / Стерлин А. Я., Фурман А. В., Ким С. К., Зверев Н. В., заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 2018142901; заявл. 05.12.2018, опубл. 07.08.2019. Бюл. № 22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF Pat. 2696946, MPK G10K7/06 (2006.01) Electropneumatic sound generator / Sterlin A. Ya., Furman A. V., Kim S. K., Zverev N. V.; applicant TsAGI. — N 2018142901; appl. 05.12.2018; publ. 07.08.2019 / Byull. Otkryt. Izobret. N 34 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2742283. Российская Федерация. МПК G10K7/06 (2006.01). Модулятор потока газа / Стерлин А. Я., Фурман А. В.; заявитель и патентообладатель ЦАГИ. — № 2020120957; заявл. 25.06.2020; опубл. 04.02.2021. Бюл. № 4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF Pat. 2742283, MPK G10K7/06 Gas flow modulator / Sterlin A. Ya., Furman A. V.; applicant TsAGI. — N 2020120957; appl. 25.06.2020; publ. 04.02.2021 / Byull. Otkryt. Izobret. N 4 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Стерлин А. Я., Фурман А. В., Ким С. К., Куценко С. А. Разработка высокочастотного генератора звука для акустических испытаний авиационных конструкций: Модели и методы аэродинамики / Международная школа-семинар. Евпатория, 4 – 11 июня 2019 г. — 148 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sterlin A. Ya., Furman A. V., Kim S. K., Kutsenko S. A. Development of a high-frequency sound generator for acoustic testing of aircraft structures; Models and Methods in Aerodynamics/ International School-Seminar. Evpatoriya June, 4 – 11, 2019. — 148 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Стрелин А. Я. Принцип построения высокочастотных модуляторов звука для акустических испытаний на прочность и ресурс летательных аппаратов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 11. С. 60 – 66. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-11-60-66</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sterlin A. Ya. The design concept of high-frequency sound modulators for acoustic tests for the strength and flying life on an aircraft / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2020. Vol. 86. N 11. P. 60 – 66 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-11-60-66</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Стерлин А. Я. Метод построения генератора звука для акустических испытаний на прочность механических конструкций / Ученые записки ЦАГИ. 2022. Т. LIII. № 4. С. 62 – 68.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sterlin A. Ya. Method of constructing sound generator for acoustic strength testing of mechanical structures / Uch. Zap. TsAGI. 2022. Vol. LIII. N 4. P. 62 – 68 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
