Беруши для спутников - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Беруши для спутников

Снижение шума при взлете бережет ценное оборудование

Ученые Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П.Королёва разрабатывают оптимальную систему защиты космических аппаратов от разрушительного воздействия сильного шума, возникающего при запуске ракет-носителей. Разработка финансируется за счет средств гранта Президента России, выданного на проведение исследовательских работ в 2020-2021 годах.
При запуске и во время полета ракеты-носителя выделяется большое количество акустической энергии, оказывающей мощное звуковое давление на саму ракету и ее полезную нагрузку, – около 160 дБ. Шум воздействует на крайне чувствительные детали и узлы бортовой и научной аппаратуры спутников и может вызвать разрушающие вибрации их компонентов. Чтобы погасить эту энергию, головные обтекатели ракет-носителей изнутри покрывают звукопоглощающими материалами.
– Сейчас ими покрывают полностью всю внутреннюю поверхность блока, где размещается спутник, что увеличивает его общий вес и уменьшает свободное пространство, – отметил руководитель проекта, доцент кафедры автоматических систем энергетических установок Самарского университета, кандидат технических наук Артур Сафин. – Мы предлагаем метод, который даст возможность наиболее оптимально разместить звукопоглощающий материал внутри блока, сведя к минимуму количество используемого материала и занимаемый им объем. Это позволит увеличить полезный объем и полезную нагрузку ракеты-носителя – значит, на орбиту можно будет выводить космические аппараты большего размера и веса.
Сейчас ученые работают над математической моделью и проводят эксперименты с пенополиуретаном (ППУ) в импедансной трубе для измерения коэффициентов звукопоглощения. В трубу, оснащенную двумя микрофонами, подается широкополосный шум, формируется плоская звуковая волна, которая падает на исследуемый образец ППУ и отражается обратно. Измерив звуковое давление в двух точках трубы, можно рассчитать коэффициент звукопоглощения.
– Результатом нашей работы станет математическая модель, на основе которой будет разработана компьютерная программа, своего рода виртуальный двойник. С ее помощью можно будет отработать технологию без дорогостоящих экспериментальных исследований. В программу можно будет закладывать данные того или иного спутника, и она покажет, где именно и в каком объеме нужно расположить звукопоглощающий материал, чтобы оптимально защитить аппаратуру космического аппарата от мощной акустической энергии, – рассказал А.Сафин.
Ученые пока не дают точный прогноз, насколько такая оптимизация позволит увеличить вес и объем полезной нагрузки ракеты-носителя, однако разработка, несомненно, будет иметь экономический эффект. Согласно данным из открытых источников стоимость запуска на орбиту всего лишь 1 кг груза исчисляется десятками тысяч долларов.
Исследованиями в сфере защиты космической техники от шума А.Сафин занимается второй год, к настоящему времени проведен ряд экспериментальных работ, вышло несколько научных публикаций по этой теме. По словам молодого ученого, аналогов данному методу в зарубежной научной литературе не обнаружено. По крайней мере, в имеющихся открытых источниках.
Ранее, в 2011-2014 годах, А.Сафин проводил подобные исследования по снижению шума авиационного двигателя. Лабораторные эксперименты показали, что разработанные им звукопоглощающие элементы, изготовленные из металлорезины (материал, разработанный в Самарском университете), в два раза эффективнее традиционно применяемых в авиации.

Центр по связям с общественностью Самарского университета

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2