Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение 2782-5027 10.24412/2782-5027-2026-2-27-36 Возможности использования газодинамических способов формирования материала для реставрации изделий из металла Possibilities of using gas-dynamic methods of material formation for the restoration of metal objects Добровольский Сергей Владимирович Dobrovolsky Sergey V. dobrovolskiy_s@mail.ru кандидат технических наук, доцент; ФГАОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», инженер НИО-204 Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Moscow Aviation Institute (National Research University), engineer of research department 204 Глуховская Юлия Исааковна Glukhovskaya Yulia I. gljul@bk.ru ФГАОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», специалист НИО-204 Moscow Aviation Institute (National Research University), specialist engineer of research department 204 30 6 2026 2 (18) 27 36

В статье исследуются возможности использования газодинамических способов формирования материала для реставрации изделий из металла. Анализируются недостатки и достоинства применяемых в настоящее время аддитивных технологий реставрации. Обоснован выбор холодного газодинамического метода как наиболее подходящего под условия реставрации, показаны особенности использования метода и ограничения, обусловленные технологией применения. Проведенные ранее эксперименты показали, что качество формируемого материала зависит от решения многопараметрической задачи, основными параметрами которой являются размер частицы, ее масса, температура гетерогенного потока, угол падения частицы на поверхность, расстояние от среза ускорителя до поверхности, форма самой поверхности, подготовка поверхности и материал частицы. Рассматриваются возможные направления использования холодного газодинамического метода для восстановления изделий из металла; исследуются варианты разработки, проектирования и изготовления специализированных реставрационных газодинамических установок. Анализируя описанную в статье специфику метода, авторы делают вывод, что под каждый тип реставрируемого изделия нужно рассчитать, спроектировать и изготовить ускоритель гетерогенного потока с учетом законов газодинамики. Приведен результат расчета ускорителя гетерогенного потока, использующегося для реставрации больших плоских поверхностей; а также пример ускорителя, разворачивающего поток под прямым углом, и ускорителя, использующегося для работы на внутренних цилиндрических поверхностях.

The article explores the possibilities of using gas-dynamic methods of forming a material for the restoration of metal objects. The disadvantages and advantages of the currently used additive restoration technologies are analyzed. The choice of the cold gas dynamic method is justified as the most suitable for restoration conditions, the features of its use and the limitations caused by the technology of its application are shown. Previous experiments have shown that the quality of the formed material depends on the solution of a multiparametric problem, the main parameters of which are the particle size, its mass, the temperature of the heterogeneous flow, the angle of incidence of the particle on the surface, the distance from the accelerator slice to the surface, the shape of the surface itself, surface preparation and particle material. Possible directions of using the cold gas dynamic method for the restoration of metal products are considered. The options for the development, design and manufacture of specialized restoration gas dynamic installations are being investigated. Analyzing the specifics of the method described in the article, the authors conclude that for each type of restored object, it is necessary to calculate, design and manufacture a heterogeneous flow accelerator taking into account the laws of gas dynamics. The calculation result of a heterogeneous flow accelerator used for the restoration of large flat surfaces is presented. An example of an accelerator that turns the flow at a right angle and an accelerator used to operate on internal cylindrical surfaces is given.

 гетерогенный поток реставрация изделий из металла ускоритель гетерогенного потока установка для формирования материала холодным газодинамическим методом холодный газодинамический метод частица порошкового материала эрозионно-коррозионный износ cold gas dynamic method erosion and corrosion wear heterogeneous flow heterogeneous flow accelerator installation for forming material by cold gas dynamic method particle of powder material restoration of metal objects Богданов А. В. и др. Возможности применения выборочного лазерного воздействия в реставрации предметов из металла / А. В. Богданов, П. Н. Котельников, С. В.. Кураков, М. А. Мельникова, М. В. Кротов // Технология металлов. 2025. №8. С. 29–33. — DOI: 10.31044/1684-2499-2025-0-8-29-33. Борисов С. А. и др. Алгоритм управления движением сверхзвукового ускорителя гетерогенного потока для формирования покрытия на криволинейных поверхностях / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, А. С. Мякочин, И. В. Подпорин // Материалы XXX Международной научно-технической конф. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», 14–20 сентября 2021 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2021. С. 21–24. Борисов С. А. и др. Использование газодинамических расчетов для решения задачи управления нанесением защитных покрытий разной толщины / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, П. В. Никитин, И. В. Подпорин // Материалы XIII Международной конф. по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (AMMAI’2020), 6–13 сентября 2020 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2020. С. 209–212. Борисов С. А. и др. Исследование способов подачи твердой фазы в гетерогенный поток для равномерного нанесения материла газодинамическим методом / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, П. В. Никитин, И. В. Подпорин // Материалы XIII Международной конф. по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (AMMAI’2020), 6–13 сентября 2020 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2020. С. 141–143. Борисов С. А. и др. Исследование эрозионного износа покрытий с применением подвижной струи гетерогенного потока ограниченной площади / С. А. Борисов, С. В. Добровольский, Ю. И. Глуховская, П. В. Никитин // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2019. №3. С. 106–112. Бурак П. И. и др. Износостойкость покрытий, полученных газодинамическим напылением / П. И. Бурак, А. В. Серов, А. И. Каширин, А. В. Шкодкин // Ремонт, восстановление, модернизация. 2011. №7. С. 26–30. Восстановление утраченных объемов металла // Обнинский Центр порошкового напыления: офиц. сайт. — URL: http://dymet.net/vosstanovlenie-utrachennyh-obemov-metalla.html (дата обращения: 25.04.2025). Добровольский С. В. Выбор перспективных технологий для создания изделий авиационно-космической техники // Фундаментальные исследования. Пенза: ИД «Академия естествознания». 2014. №6 (ч. 2). С. 233–237. Каширин А. И., Шкодкин А. В. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. №12 (36). С. 22–33. Клинков С. В., Косарев В. Ф. Моделирование адгезионного взаимодействия частиц с преградой при газодинамическом напылении // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5. №3. С. 27–35. Козлов И. А. и др. Использование металлопорошковых композиций для устранения дефектов деталей из сплава ВАС-1 методом холодного газодинамического напыления / И. А. Козлов, М. А. Фомина, С. А. Демин, И. Бенариеб, К. М. Хмелева // Труды ВИАМ. 2022. №12 (118). С. 96–103. — DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-12-96-106. Козлов И. А. и др. Тенденции развития порошковых материалов для нанесения защитных и функциональных покрытий методом ХГН / И. А. Козлов, М. А. Фомина, С. А. Демин, А. С. Васильев // Труды ВИАМ. 2023. №8 (126). С. 100–112. — DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-8-100-112. Котельников П. Н., Кураков С. В., Богданов А. В. Научная реставрация предметов из металла с рельефным изображением: современные методы восполнения утрат // Невская фотоника-2025: Сб. науч. трудов Всероссийской науч. конф. с международным участием, Санкт-Петербург, 13–18 октября 2025 года. СПб.: Нац. исслед. ун-т ИТМО, 2025. С. 34. Трапезников А. В. и др. Газодинамическое напыление как способ устранения поверхностных дефектов на литейных алюминиевых сплавах / А. В. Трапезников, А. А. Леонов, К. А. Власова, Ю. В. Решетников, В. А. Дуюнова // Технология легких сплавов. 2025. №3. С. 77–88. — DOI: 10.24412/0321-4664-2025-3-77-88. Borisov S. A. et al. Concept of an Experimental Setup for Testing the Technology for the Formation of New Anti-Corrosion Coating Materials Using Low-Temperature Supersonic Heterogeneous Flows / S. A. Borisov, Y. I. Glukhovskaya, S. V. Dobrovolskiy, P. V. Nikitin, I. V. Podporin // TEM Journal, 2020. Vol. 9. Issue 2. P. 566–572. Klinkov S. V. et al. Deposition of multicomponent coatings by cold spray / S. V. Klinkov, V. F. Kosarev, A. A. Sova, I. Smurov // Surface and Coatings Technology. 2008. V. 202. P. 5858–5862. Kurakov S. V. et al. Restoration, Current Approaches Using the Additive Technologies: Issues of Transparency / S. V. Kurakov, M. A. Melnikova, A. V. Bogdanov, G. V. Tikhomirov, P. N. Kotel`nikov // Proceedings of the 2025 7th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), Moscow, 08–10 april 2025. М.: Изд-во Ин-та инженеров электротехники и электроники (IEEE), 2025. С. 1–6. — DOI: 10.1109/REEPE63962.2025.10971027. Bogdanov A. V. i dr. Vozmozhnosti primeneniya vy`borochnogo lazernogo vozdejstviya v restavracii predmetov iz metalla / A. V. Bogdanov, P. N. Kotel`nikov, S. V. Kurakov, M. A. Mel`nikova, M. V. Krotov // Texnologiya metallov. 2025. №8. S. 29–33. — DOI 10.31044/1684-2499-2025-0-8-29-33. Borisov S. A. i dr. Algoritm upravleniya dvizheniem sverxzvukovogo uskoritelya geterogennogo potoka dlya formirovaniya pokry`tiya na krivolinejny`x poverxnostyax / S. A. Borisov, Yu. I. Gluxovskaya, S. V. Dobrovol`skij, A. S. Myakochin, I. V. Podporin // Materialy` XXX Mezhdunarodnoj nauchno-texnicheskoj konf. «Sovremenny`e texnologii v zadachax upravleniya, avtomatiki i obrabotki informacii», 14–20 sentyabrya 2021 g., Alushta. M.: Izd-vo MAI, 2021. S. 21–24. Borisov S. A. i dr. Ispol`zovanie gazodinamicheskix raschetov dlya resheniya zadachi upravleniya naneseniem zashhitny`x pokry`tij raznoj tolshhiny` / S. A. Borisov, Yu. I. Gluxovskaya, S. V. Dobrovol`skij, P. V. Nikitin, I. V. Podporin // Materialy` XIII Mezhdunarodnoj konferencii po prikladnoj matematike i mexanike v ae`rokosmicheskoj otrasli (AMMAI’2020), 6–13 sentyabrya 2020 g., Alushta. M.: Izd-vo MAI, 2020. S. 209–212. Borisov S. A. i dr. Issledovanie sposobov podachi tverdoj fazy` v geterogenny`j potok dlya ravnomernogo naneseniya materila gazodinamicheskim metodom / S. A. Borisov, Yu. I. Gluxovskaya, S. V. Dobrovol`skij, P. V. Nikitin, I. V. Podporin // Materialy` XIII Mezhdunarodnoj konf. po prikladnoj matematike i mexanike v ae`rokosmicheskoj otrasli (AMMAI’2020), 6–13 sentyabrya 2020 g., Alushta. M.: Izd-vo MAI, 2020. S. 141–143. Borisov S. A. i dr. Issledovanie e`rozionnogo iznosa pokry`tij s primeneniem podvizhnoj strui geterogennogo potoka ogranichennoj ploshhadi / S. A. Borisov, S. V. Dobrovol`skij, Yu. I. Gluxovskaya, P. V. Nikitin // Poverxnost`. Rentgenovskie, sinxrotronny`e i nejtronny`e issledovaniya. 2019. №3. S. 106–112. Burak P. I. i dr. Iznosostojkost` pokry`tij, poluchenny`x gazodinamicheskim napy`leniem / P. I. Burak, A. V. Serov, A. I. Kashirin, A. V. Shkodkin // Remont, vosstanovlenie, modernizaciya. 2011. №7. S. 26–30. Vosstanovlenie utrachenny`x ob``emov metalla // Obninskij Centr poroshkovogo napy`leniya: oficz. sajt. — URL: http://dymet.net/vosstanovlenie-utrachennyh-obemov-metalla.html (data obrashheniya: 25.04.2025). Dobrovol`skij S. V. Vy`bor perspektivny`x texnologij dlya sozdaniya izdelij aviacionno-kosmicheskoj texniki // Fundamental`ny`e issledovaniya. Penza: ID «Akademiya estestvoznaniya». 2014. №6 (ch. 2). S. 233–237. Kashirin A. I., Shkodkin A. V. Metod gazodinamicheskogo napy`leniya metallicheskix pokry`tij: razvitie i sovremennoe sostoyanie // Uprochnyayushhie texnologii i pokry`tiya. 2007. №12 (36). S. 22–33. Klinkov S. V., Kosarev V. F. Modelirovanie adgezionnogo vzaimodejstviya chasticz s pregradoj pri gazodinamicheskom napy`lenii // Fizicheskaya mezomexanika. 2002. T. 5. №3. S. 27–35. Kozlov I. A. i dr. Ispol`zovanie metalloporoshkovy`x kompozicij dlya ustraneniya defektov detalej iz splava VAS-1 metodom xolodnogo gazodinamicheskogo napy`leniya / I. A. Kozlov, M. A. Fomina, S. A. Demin, I. Benarieb, K. M. Xmeleva // Trudy` VIAM. 2022. №12 (118). S. 96–103. — DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-12-96-106. Kozlov I. A. i dr. Tendencii razvitiya poroshkovy`x materialov dlya naneseniya zashhitny`x i funkcional`ny`x pokry`tij metodom XGN / I. A. Kozlov, M. A. Fomina, S. A. Demin, A. S. Vasil`ev // Trudy` VIAM. 2023. №8 (126). S. 100–112. — DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-8-100-112. Kotel`nikov P. N., Kurakov S. V., Bogdanov A. V. Nauchnaya restavraciya predmetov iz metalla s rel`efny`m izobrazheniem: sovremenny`e metody` vospolneniya utrat // Nevskaya fotonika-2025: Sb. nauch. trudov Vserossijskoj nauch. konf. s mezhdunarodny`m uchastiem, Sankt-Peterburg, 13–18 oktyabrya 2025 goda. SPb.: Nacz. issled. un-t ITMO, 2025. S. 34. Trapeznikov A. V. i dr. Gazodinamicheskoe napy`lenie kak sposob ustraneniya poverxnostny`x defektov na litejny`x alyuminievy`x splavax / A. V. Trapeznikov, A. A. Leonov, K. A. Vlasova, Yu. V. Reshetnikov, V. A. Duyunova // Texnologiya legkix splavov. 2025. №3. S. 77–88. — DOI: 10.24412/0321-4664-2025-3-77-88. Borisov S. A. et al. Concept of an Experimental Setup for Testing the Technology for the Formation of New Anti-Corrosion Coating Materials Using Low-Temperature Supersonic Heterogeneous Flows / S. A. Borisov, Y. I. Glukhovskaya, S. V. Dobrovolskiy, P. V. Nikitin, I. V. Podporin // TEM Journal, 2020. Vol. 9. Issue 2. P. 566–572. Klinkov S. V. et al. Deposition of multicomponent coatings by cold spray / S. V. Klinkov, V. F. Kosarev, A. A. Sova, I. Smurov // Surface and Coatings Technology. 2008. V. 202. P. 5858–5862. Kurakov S. V. et al. Restoration, Current Approaches Using the Additive Technologies: Issues of Transparency / S. V. Kurakov, M. A. Melnikova, A. V. Bogdanov, G. V. Tikhomirov, P. N. Kotel`nikov // Proceedings of the 2025 7th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), Moscow, 08–10 april 2025. М.: Изд-во Ин-та инженеров электротехники и электроники (IEEE), 2025. С. 1–6. — DOI: 10.1109/REEPE63962.2025.10971027.