Система шумоподавления

Площадки для запуска крупных ракет часто оборудуются системой шумоподавления для поглощения или отклонения акустической энергии, образующейся во время запуска ракеты. Поскольку выхлопные газы двигателя превышают скорость звука , они сталкиваются с окружающим воздухом, ударные волны создавая , уровень шума которых приближается к 200 дБ. Эта энергия может отражаться от поверхностей стартовой платформы и площадок и потенциально может привести к повреждению ракеты-носителя, полезной нагрузки и экипажа. Например, максимально допустимый общий уровень звуковой мощности (OASPL) для целостности полезной нагрузки составляет примерно 145 дБ. ^{[ 1 ]} Звук рассеивается огромными объемами воды, распределяемыми по стартовой площадке и стартовой платформе во время старта. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

На стартовых площадках широко распространены системы акустического подавления на водной основе. Они помогают снизить акустическую энергию за счет впрыскивания большого количества воды под стартовой площадкой в шлейф выхлопных газов и в область над площадкой. Пламеотражатели или пламегасители предназначены для отвода выхлопов ракеты от стартовой площадки, а также для перенаправления акустической энергии. ^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}

Советский Союз/Россия

Стартовая площадка, построенная Советским Союзом в 1978 году на космодроме Байконур для запуска ракеты «Энергия» , включала в себя сложную систему шумоподавления, которая обеспечивала пиковый поток 18 кубических метров (4800 галлонов США) в секунду, питаемый тремя наземными резервуарами общим объемом 18 000. кубические метры (4 800 000 галлонов США). ^{[ 5 ]}

НАСА

Программа «Спейс шаттл»

Данные о запуске STS-1 показали, что волна избыточного давления, создаваемая тремя жидкостными ракетными двигателями шаттла SSME (теперь обозначенными как RS-25) и четырехсегментными твердотопливными ускорителями, способствовала потере шестнадцати и повреждению еще 148 человек. плитки теплозащиты , побуждающие к модификации системы шумоподавления воды (SSWS), установленной на обеих стартовых площадках стартового комплекса Космического центра Кеннеди 39 . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Получившаяся система гравитационного питания, которая использовалась на протяжении оставшейся части программы, начала выпуск воды из водонапорной башни емкостью 300 000 галлонов США (1,1 миллиона литров) на стартовой площадке за 6,6 секунды до запуска основного двигателя через диаметр 7 футов (2,1 м). трубы соединены с мобильной стартовой платформой . Вода вытекла из шести башен высотой 12 футов (3,7 м), известных как «дождевые птицы», на стартовую платформу и пламя внизу, опустошив систему за 41 секунду. ^{[ 8 ]} с пиковым расходом, снижающим уровень акустической энергии примерно до 142 дБ . ^{[ 9 ]}

Массивные белые облака, вздымавшиеся вокруг шаттла при каждом запуске, были не дымом, а влажным паром, образующимся, когда выхлопные газы ракеты выпаривали огромное количество воды. ^{[ 10 ]}

Антарес

Стартовая площадка 0 на Среднеатлантическом космодроме в летной базы НАСА Уоллопсе в Вирджинии оборудована водонапорной башней емкостью 950 000 литров (250 000 галлонов США) на высоте 307 футов (94 м) над землей, одной из самых высоких в мире. Выхлопы двигателя выходят через кольцо водометов на стартовой платформе, непосредственно под соплами двигателей. Система способна перекачивать 4000 галлонов США (15 м3). ³) в секунду. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} Дополнительные резервуары для хранения общей емкостью 100 000 галлонов США (380 000 л; 83 000 имп галлонов) могут быть добавлены для статических испытаний на огнестойкость . Неиспарившаяся вода хранится в накопительном бассейне площадью 1200 квадратных метров (13 000 квадратных футов) , где она проверяется перед выпуском. ^{[ 13 ]}

Система космического запуска

После закрытия программы «Спейс Шаттл» площадка B стартового комплекса 39 была модернизирована для запусков системы космического запуска (SLS). SLS имеет дополнительный RS-25, жидкостный ракетный двигатель а также дополнительный сегмент в каждом из твердотопливных ракетных ускорителей в рамках программы «Спейс Шаттл», что побуждает модернизировать систему, создавая водную систему избыточного давления зажигания / шумоподавления (IOP / SS). .

Была модернизирована система управления, включая замену почти 250 миль (400 км) медных кабелей на 57 миль (92 км) оптоволоконного кабеля. Емкость была увеличена до 400 000 галлонов США (1 500 000 л) с пиковой скоростью потока 1 100 000 галлонов США (4 200 000 л) в минуту. Система модернизации была протестирована в декабре 2018 года на 450 000 галлонов США (1 700 000 л). ^{[ 14 ]}

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA)

JAXA «стремится добиться самого тихого запуска в мире» из своего ракетного испытательного центра Носиро в Аките с установкой системы шумоподавления, а также звукопоглощающих стен. Эксперимент по масштабированному акустическому снижению H3, завершенный в 2017 году, предоставил дополнительные данные о шуме, возникающем во время взлета. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

Ссылки

^ Догерти, Н.С., и Гость, Ш. (2012, 17 августа). Сопоставление масштабной модели и полетных аэроакустических данных космического корабля-челнока. Аэроакустические конференции . Получено 16 ноября 2022 г. с https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.1984-2351.
^ Jump up to: ^а ^б Люберт, Кэролайн Парсонс (2017). «Шестьдесят лет акустике ракет-носителей» . Журнал Акустического общества Америки . 142 (4): 040004. Бибкод : 2017ASAJ..142.2489L . дои : 10.1121/1.5014084 .
^ Уолш, Э.Дж.; Харт, премьер-министр (ноябрь 1982 г.). «Корреляция избыточного давления зажигания при старте - А». Журнал космических кораблей и ракет . 19 (6): 550–556. Бибкод : 1982JSpRo..19..550W . дои : 10.2514/3.62300 . ISSN 0022-4650 .
^ «Акустические нагрузки, создаваемые двигательной установкой (NASA SP-8072)» (PDF) . Июнь 1971 года.
^ Хендрикс, Барт. (2007). Энергия-Буран: советский космический корабль . Рыба, Берт. Берлин: Шпрингер. ISBN 978-0-387-73984-7 . OCLC 232363288 .
^ KSC, Линда Уорнок. «НАСА – СТС-1» . www.nasa.gov . Проверено 2 февраля 2020 г.
^ «NASA@SC15: Моделирование водяной системы SLS с избыточным давлением и шумоподавлением» . www.nas.nasa.gov . Проверено 2 февраля 2020 г.
^ Стаки, Джефф; Хейни, Анна (10 мая 2004 г.). «Испытание на шумоподавление приводит к наводнению» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 15 февраля 2009 года . Проверено 6 марта 2009 г.
^ Уорнок, Линда. «Система шумоподавления» . Космический шаттл. НАСА . Проверено 23 октября 2019 г.
^ «Обратный отсчет! Ракеты-носители и объекты НАСА» (PDF) . НАСА. Октябрь 1991 г., стр. 23–24. ПМС 018-Б, раздел 4. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2005 года . Проверено 21 августа 2013 г.
^ ПАО (17 декабря 2015 г.). «НАСА Уоллопс» . @nasa_wallops . Проверено 2 февраля 2020 г.
^ ПАО. «МАРС Pad 0-Водный потоп» . Страница НАСА в Фейсбуке летного комплекса Уоллопс .
^ URS EG&G (август 2009 г.). «Экологическая оценка расширения дальности запуска летного комплекса Уоллопс» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 02 февраля 2020 г.
^ «Информационный бюллетень по стартовому комплексу 39Б» (PDF) .
^ «JAXA | Ракета-носитель H3» . ДЖАКСА | Японское агентство аэрокосмических исследований . Проверено 2 февраля 2020 г.
^ «Реконструкция стартовых комплексов ракеты-носителя H3 – Параболическая дуга» . Проверено 2 февраля 2020 г.

[1] Догерти, Н.С., и Гость, Ш. (2012, 17 августа). Сопоставление масштабной модели и полетных аэроакустических данных космического корабля-челнока. Аэроакустические конференции . Получено 16 ноября 2022 г. с https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.1984-2351.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Люберт, Кэролайн Парсонс (2017). «Шестьдесят лет акустике ракет-носителей» . Журнал Акустического общества Америки . 142 (4): 040004. Бибкод : 2017ASAJ..142.2489L . дои : 10.1121/1.5014084 .

[3] Уолш, Э.Дж.; Харт, премьер-министр (ноябрь 1982 г.). «Корреляция избыточного давления зажигания при старте - А». Журнал космических кораблей и ракет . 19 (6): 550–556. Бибкод : 1982JSpRo..19..550W . дои : 10.2514/3.62300 . ISSN 0022-4650 .

[4] «Акустические нагрузки, создаваемые двигательной установкой (NASA SP-8072)» (PDF) . Июнь 1971 года.

[5] Хендрикс, Барт. (2007). Энергия-Буран: советский космический корабль . Рыба, Берт. Берлин: Шпрингер. ISBN 978-0-387-73984-7 . OCLC 232363288 .

[6] KSC, Линда Уорнок. «НАСА – СТС-1» . www.nasa.gov . Проверено 2 февраля 2020 г.

[7] «NASA@SC15: Моделирование водяной системы SLS с избыточным давлением и шумоподавлением» . www.nas.nasa.gov . Проверено 2 февраля 2020 г.

[water-test-8] Стаки, Джефф; Хейни, Анна (10 мая 2004 г.). «Испытание на шумоподавление приводит к наводнению» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 15 февраля 2009 года . Проверено 6 марта 2009 г.

[9] Уорнок, Линда. «Система шумоподавления» . Космический шаттл. НАСА . Проверено 23 октября 2019 г.

[facts-sound-10] «Обратный отсчет! Ракеты-носители и объекты НАСА» (PDF) . НАСА. Октябрь 1991 г., стр. 23–24. ПМС 018-Б, раздел 4. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2005 года . Проверено 21 августа 2013 г.

[11] ПАО (17 декабря 2015 г.). «НАСА Уоллопс» . @nasa_wallops . Проверено 2 февраля 2020 г.

[12] ПАО. «МАРС Pad 0-Водный потоп» . Страница НАСА в Фейсбуке летного комплекса Уоллопс .

[13] URS EG&G (август 2009 г.). «Экологическая оценка расширения дальности запуска летного комплекса Уоллопс» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 02 февраля 2020 г.

[14] «Информационный бюллетень по стартовому комплексу 39Б» (PDF) .

[15] «JAXA | Ракета-носитель H3» . ДЖАКСА | Японское агентство аэрокосмических исследований . Проверено 2 февраля 2020 г.

[16] «Реконструкция стартовых комплексов ракеты-носителя H3 – Параболическая дуга» . Проверено 2 февраля 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]