Система шумоподавления - Sound suppression system - Wikipedia

Площадки для запуска больших ракет часто оборудуются система подавления звука поглощать или отклонять акустическая энергия генерируется при запуске ракеты. Поскольку выхлопные газы двигателя превышают скорость звука, они сталкиваются с окружающим воздухом и ударные волны создаются с уровнем шума, приближающимся к 200 дБ. Эта энергия может быть отражена стартовая площадка и поверхности площадки, и потенциально может вызвать повреждение ракеты-носителя, полезной нагрузки и экипажа. Звук рассеивается огромными объемами воды, которые распределяются по стартовой площадке и стартовой платформе во время старта.[1][2]

Системы шумоподавления на водной основе распространены на стартовых площадках. Они помогают снизить акустическую энергию, нагнетая большое количество воды под стартовой площадкой в ​​выхлопной шлейф и в область над площадкой. Дефлекторы пламени или траншеи для пламени предназначены для отвода выхлопных газов ракет от стартовой площадки, а также для отвода акустической энергии.[1][3]

Советский Союз / Россия

Стартовая площадка, построенная Советским Союзом с 1978 г. Космодром Байконур для запуска Энергия Ракета включала в себя сложную систему шумоподавления, которая обеспечивала максимальный поток 18 кубометров (4800 галлонов США) в секунду, питаемый тремя резервуарами на уровне земли, общим объемом 18 000 кубометров (4 800 000 галлонов США).[4]

НАСА

Программа Space Shuttle

Вода попадает в MLP на LC-39A в начале испытания системы шумоподавления в 2004 году. Во время запуска 300 000 галлонов США (1,1 миллиона литров) воды выливаются на площадку всего за 41 секунду.

Данные о запуске STS-1 показали, что волна избыточного давления, созданная тремя жидкостными ракетными двигателями SSME (теперь обозначается как RS-25) шаттла и четырехсегментными твердотопливными ракетными ускорителями, способствовала потере шестнадцати и повреждению еще 148. термозащитная плитка побуждая внести изменения в Система шумоподавления воды (SSWS) установлен на обеих стартовых площадках на Стартовый комплекс Космического центра Кеннеди 39.[5][6]

В результате система с гравитационной подачей, использовавшаяся до конца программы, начала выпуск из 300 000 галлонов США (1,1 миллиона литров). водяная башня на стартовой площадке за 6,6 секунды до запуска главного двигателя через трубы диаметром 7 футов (2,1 м), подключенные к мобильная пусковая платформа. Вода вытекла из шести башен высотой 3,7 м, известных как "дождевые птицы "на стартовую платформу и траншею внизу, опустошив систему за 41 секунду.[7] с пиковым потоком снижения уровней акустической энергии примерно до 142 дБ.[8]

Массивные белые облака, которые клубились вокруг шаттла при каждом запуске, были не дымом, а влажный пар образовался, когда выхлоп ракеты испарил огромное количество воды.[9]

Антарес

Стартовая площадка 0 в Среднеатлантическом космодроме в Летный комплекс НАСА им. Уоллопса в Вирджинии оснащен 950000 литров (250 000 галлонов США) воды башни 307 футов (94 м) над землей, среди самых высоких в мире. Выхлоп двигателя выходит через кольцо водяных форсунок на стартовой платформе, непосредственно под соплами двигателя. Система способна доставить 4000 галлонов США (15 м3) в секунду[10][11]. Дополнительные резервуары для хранения на общую сумму 100 000 галлонов США (380 000 л; 83 000 имп. Галлонов) могут быть добавлены для статические огнестойкие испытания. Неиспаряющаяся вода удерживается в накопительном бассейне площадью 1200 квадратных метров (13 000 квадратных футов), где она проверяется перед выпуском.[12]

Система космического запуска

После прекращения участия в программе Space Shuttle площадка B стартового комплекса 39 была модернизирована для запусков космических кораблей. Система космического запуска (SLS). SLS имеет дополнительный RS-25 Жидкостный ракетный двигатель вместе с дополнительным сегментом в каждом из его твердотопливных ракетных ускорителей в рамках программы Space Shuttle, что потребует модернизации системы, создающей Система подачи воды с избыточным давлением / шумоподавлением (ВГД / СС).

Система управления была модернизирована, включая замену почти 250 миль (400 км) медных кабелей на 57 миль (92 км) волоконно-оптического кабеля. Производительность была увеличена до 4 000 000 галлонов США (15 000 000 л) с максимальным расходом 1 100 000 галлонов США (4 200 000 л). Система обновления была протестирована в декабре 2018 года на 450 000 галлонов США (1700 000 л).[13]

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA)

JAXA «стремится достичь самого тихого в мире запуска» из их испытательного центра ракет Ноширо в Акита с установкой звукоизоляции водяной системы и звукопоглощающих стен. Эксперимент H3 Scaled Acoustic Reduction Experiment, завершенный в 2017 году, предоставил дополнительные данные о шуме, возникающем при взлете. [14][15]

Рекомендации

  1. ^ а б Люберт, Кэролайн Парсонс (2017). «Шестьдесят лет акустике ракет-носителей». Журнал Акустического общества Америки. Материалы совещаний по акустике. Новый Орлеан, Луизиана. 142 (4): 040004. Bibcode:2017ASAJ..142.2489L. Дои:10.1121/2.0000704.
  2. ^ Walsh, E. J .; Харт, П. (Ноябрь 1982 г.). «Корреляция избыточного давления при зажигании на старте - А». Журнал космических аппаратов и ракет. 19 (6): 550–556. Bibcode:1982JSpRo..19..550Вт. Дои:10.2514/3.62300. ISSN  0022-4650.
  3. ^ «Акустические нагрузки, создаваемые двигательной установкой (NASA SP-8072)» (PDF). Июнь 1971 г.
  4. ^ Хендрикс, Барт. (2007). Энергия-Буран: советский космический корабль. Vis, Bert. Берлин: Springer. ISBN  978-0-387-73984-7. OCLC  232363288.
  5. ^ KSC, Линда Варнок. «НАСА - СТС-1». www.nasa.gov. Получено 2020-02-02.
  6. ^ «NASA @ SC15: Моделирование системы подачи воды с избыточным давлением и шумоподавлением при воспламенении SLS». www.nas.nasa.gov. Получено 2020-02-02.
  7. ^ Штуки, Джефф; Хейни, Анна (10 мая 2004 г.). «Испытание на подавление звука приводит к наводнению». NASA.gov. В архиве из оригинала 15 февраля 2009 г.. Получено 6 марта, 2009.
  8. ^ Варнок, Линда. «Система шумоподавления». Космический шатл. НАСА. Получено 23 октября, 2019.
  9. ^ «Обратный отсчет! Ракеты и средства НАСА» (PDF). НАСА. Октябрь 1991. С. 23–24. ПМС 018-Б, раздел 4. Архивировано с оригинал (PDF) 27 января 2005 г.. Получено 21 августа, 2013.
  10. ^ ПАО (17.12.2015). "НАСА Валлопс". @nasa_wallops. Получено 2020-02-02.
  11. ^ ПАО. «МАРС Пад 0-А водяной потоп». Страница НАСА в Facebook.
  12. ^ URS EG&G (август 2009 г.). «Оценка состояния окружающей среды для увеличения дальности старта Уоллопс» (PDF).
  13. ^ "Информационный бюллетень по стартовому комплексу 39Б" (PDF).
  14. ^ "JAXA | Ракета-носитель H3". JAXA | Японское агентство аэрокосмических исследований. Получено 2020-02-02.
  15. ^ «Реконструкция стартовых комплексов ракеты-носителя H3 - параболическая дуга». Получено 2020-02-02.