• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку

Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.

Рев и треск Artemis-1

Когда в ноябре с помощью системы космических запусков NASA SLS была запущена ракета-носитель Artemis 1, она стала самой мощной в мире, превысив на 13% тягу предыдущего рекордсмена - Saturn. При старте раздался громкий рев, слышимый за многие километры.

В журнале JASA Express Letters исследователи из Университета Бригама Янга и Колледжа Роллинса во Флориде сообщили об измерениях шума во время запуска в разных точках вокруг Космического центра Кеннеди.

Собранные данные могут быть использованы для проверки существующих моделей прогнозирования шума, которые необходимы для защиты оборудования, а также окружающей среды и населения. Эти данные будут полезны при разработке более мощных ракет-носителей, включая серию SLS.

Сочетание ночной темноты, влажности и подсветки предоставило редкую возможность увидеть распространяющиеся волны давления, которые можно увидеть на прилагаемом видео.

Синхронизированная по времени подборка из четырех видеороликов НАСА, показывающих видимые разрежения во время старта системы космического запуска. Кредит: НАСА

Artemis-1 была запущена с помощью четырех жидкостных водородно-кислородных двигателей и двух твердотопливных ракетных ускорителей (SRB). По мнению авторов, SRB, вероятно, являются доминирующим источником шума во время взлета.

Исследователи изучили записи с микрофонов, расположенных на расстоянии от 1,5 км до 5,2 км от стартовой площадки. Все станции находились за пределами опасной зоны взрыва. Максимальные уровни шума на всех пяти станциях превышали прогнозируемые в предварительной оценке.

На расстоянии 1,5 км от площадки максимальный уровень шума достиг 136 децибел. На расстоянии 5,2 км шум составлял 129 децибел, что почти на 20 децибел выше, чем предсказывала модель шума перед запуском.

«Это говорит о необходимости пересмотреть эти модели», — сказал автор Грант Харт.

Для оценки воздействия шума на человека часто используется процедура, известная как А-weighting. Поскольку мы не так хорошо слышим в одних частотных диапазонах, как в других, применяется фильтр, чтобы подчеркнуть звуки, которые мы слышим. Используя этот метод, исследователи обнаружили, что уровень шума на расстоянии 5,2 км от стартовой площадки был примерно таким же громким, как бензопила.

Характерной особенностью ракетных запусков является треск, возникающий в результате ударных волн. Эти удары представляют собой мгновенное повышение звукового давления, которое намного громче, чем треск, встречающийся в повседневной жизни.

Автор исследования Уитни Койл сказал: «Мы обнаружили, что уровень шума «Artemis-1» на расстоянии 5 км имеет качество треска примерно в 40 миллионов раз больше, чем у миски рисовых хлопьев».

«Хотя это исследование — важный шаг вперед, нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы понять все о генерации, распространении и восприятии шума ракеты», — сказал Джи.  

Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK

Комментарии

13 Комментариев
Надо водяную систему шумоподавления усиливать. Она там уже была усиленной после Шаттлов в разы, успешно испытывалась, хотя без звукового поля, конечно. Но, видимо, нужную мощность не в полной мере рассчитали. Побольше бак с водой, побольше расход воды (там и так двухметровые в диаметре водопроводы), и систему распределения струй сделать поплотнее, добавив разбрызгивателей.
"двух твердотопливных ракетных ускорителей (SRB). По мнению авторов, SRB, вероятно, являются доминирующим источником шума во время взлета" Ещё бы. Они же создают 80% стартовой тяги SLS. Их струи и шумят главным образом. Они и тряску ракеты создают, в отличие от тонкой мелкой вибрации ЖРД, малоощутимой. Когда эти ускорители испытывали в Промонтори на полной тяге в лежачем положении, то на расстоянии метров пятидесяти и более от струи "дымилась" пылью почва. Это грунт мелко вибрировал от воздействия акустического поля струи, и его мелкие частицы образовывали на поверхности земли туман, визуально похожий на довольно плотный дым. Если бы рядом находился человек, он бы умер от воздействия такого акустического поля за пару секунд.
"превысив на 13% тягу предыдущего рекордсмена - Saturn." Сатурнов летало два разных типа. Поэтому лучше указать, что имеется в виду Saturn-V
    Эх, наш многосопельный (с max. концентрацией тяги по центру - надеюсь, Вы поняли о чём речь) поскорее б довели - у него и расчётный «КПД» повыше и звуковая волна меньше чем в «классике» направлена по сторонам=)
    +
      Еще 9 ответов
      По звуковым волнам всегда непростой вопрос. В момент начала движения ракеты струи уходят в газоотводные туннели и каналы, смотря что за стартовое сооружение. И их обильно заливают разбрызгиваемой водой. Но в это время сильнее и отражение от конструкции, и образуются стоячие волновые конфигурации, действующие на сооружение и экипаж. А когда ушла со старта, там и струи в стороны, и нагрузка на стартовый комплекс и ракету поменьше. И, кстати, в этом пуске был самый громкий постоянный звук, когда-либо создававшийся устройствами человека. Громче были только импульсные звуки термоядерных взрывов, но это не постоянный, не длительный звук. А лишь ударная волна. В то время как при запуске SLS волны были акустические.
      Вообще сверхзвуковая струя может порождать акустическое поле очень большой мощности, вопрос лишь в мощности струи. При извержениях вулканов иногда возникают кратковременные сверхзвуковые истечения, если канал истечения имеет геометрию, разгоняющую до сверхзвука. В прошлом могли быть очень мощные сверхзвуковые извержения, которые способны своим звуковым полем оставлять следы на окружающем рельефе.
        Благодарствую за экскурс в мало известные факты акустики! Звуковая волна = энергия. Гипотетически её б можно использовать вторично. Либо для получения ЭЭ на космодроме. Либо, вот подумалось сейчас, для создания дополнительной тяги во время старта. Всего-то нужно сделать основание стартового стола подвижным по вертикальной оси, в виде чашки (гильзы), поднимающейся путём мощной гидравлики или электромеханики вверх на несколько метров вместе со взлетающей ракетой: при старте отработавшие газы = области повышенного давления отразятся от дна «гильзы» и дополнительно помогут вытолкнуть «пулю» вверх В-) + звук «разлетится» не в стороны, а в основном в направлении движения носителя, где он, надеюсь, никому и ничему не сможет навредить=)
      Если интересно, по этим акустическим делам от сверхзвуковых струй у меня случилось несколько публикации, по вулканическому сверхзвуку тут (резензированная публикация) https://www.kommersant.ru/doc/4867238 По системе шумоподавления на той стартовой площадке, о которой речь в заметке (и мне доводилось бывать на ней не раз) тут, в Nacked Science, вот: https://naked-science.ru/article/nakedscience/zachem-nuzhny-kosmicheskie-gejzery-floridy По этим ускорителям для SLS вот тут видно, как акустически дымилась земля при испытаниях, вроде тоже рассказывал https://nplus1.ru/material/2020/06/16/SLS-booster
        «Иерихонская труба могла быть сверхзвуковой. Природной сверхзвуковой трубой. Вблизи она звучала смертельно — то есть никак. Время реакции человека на звук — порядка 0,12 секунды. Возле струи наблюдатель погибал раньше, чем успевал что-то услышать.» О, так Ваша статья объясняет знаменитый ветхозаветный сюжет В-)
          Возможно, но в окрестностях Иерихона не наблюдал вулканов) возможно, сверхзвуковая струя создавалась иными механизмами, не вулканической природы. Тут нужны дополнительные исследования.
      Комментарий удален пользователем или модератором...
Предстоящие мероприятия
20 августа, 11:56
Татьяна Зайцева

Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.

18 августа, 16:39
Evgenia Vavilova

С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.

19 августа, 16:07
Татьяна Зайцева

Вполне возможно, что примерно 55 тысяч лет назад неандертальцы обитали гораздо южнее, чем считалось до сих пор. На то, что они могли приспособиться к жизни в условиях пустыни, указали каменные орудия, обнаруженные на Аравийском полуострове.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

17 августа, 12:59
Марк Чернов

Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

[miniorange_social_login]