运载火箭起飞噪声环境缩比模型试验方法

基于相似理论建立缩比模型试验相似准则,提出了火箭发动机喷流声场试验预示方法的流程。通过缩比模型系留点火试验,根据几何相似、喷流参数相似、发射环境相似来预示起飞噪声环境,在国内首次给出了运载火箭表面的噪声环境的空间相关特性,结果表明预测结果与遥测数据之差小于1.5 d B,校验了缩比模型方法的有效性。缩比模型方法对于我国新一代运载火箭的起飞噪声环境预示、噪声载荷设计、地面试验具有重要意义。

单喷管火箭燃气导流环境下的噪声分析

火箭发射时的发动机喷流噪声是航天发射的主要外激励源,噪声大小也是结构和仪器设备设计与验证的技术指标之一。该文以单台火箭发动机喷流经过单侧导流槽气流诱发的噪声问题为对象,通过求解三维可压缩流动Navier-Stokes方程,建立某火箭发动机喷流噪声激励数值预测方法,其中流通量采用二阶Roe TVD差分格式,并采用中心差分离散SAS湍流模型的耗散项,通过计算声类比Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程得出喷流噪声激励,数值仿真结果与实测数据吻合良好,并分析了噪声传播延时及其地面分布规律。分析结果表明,发动机喷流噪声主要表现为宽频带噪声,随着噪声监测点和发动机喷口之间距离的增加,总声压级呈现出衰减趋势。

多喷管火箭起飞噪声环境预示方法

为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method, DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用芯级多喷流等效为单喷流计算和助推单喷流独立计算的方法预示多喷流噪声。利用修正方法预示了某火箭起飞不同时刻勤务塔附近噪声环境。对比修正方法和Kudryavtsev方法发现,修正方法在火箭起飞2 s内最大预示误差小于5.0 dB,预示精度相较Kudryavtsev方法提高约10.0 dB;修正方法能更准确预示声压级峰值时刻,且峰值时刻附近声压级误差小于3.0 dB;修正方法的1/3倍频程声压级谱全频段预示误差小于6.0 dB,关键频段预示误差小于3.0 dB。修正方法预示精度更高,具有重要工程应用价值。