Применение этого метода целесообразно

вслучаях, когда акустические возмущения распространяются через сильно неоднородную среду с большими градиентами скорости сред него потока и температуры, например, при расчетах выноса акустических возмущений из камеры сгорания реактивного двигателя через струю в окружающую среду.

Для расчетов дальнего акустического поля, формируемого компактной областью возмущенного течения, используются соот ношения аэроакустической аналогии. Ана логия основана на предположении, что аку стические возмущения переносятся в про странстве независимо от основного потока, а неоднородности потока являются лишь ис точниками звука.

Основой данного подхода служит уравне ние Лайтхилла — линейное неоднородное вол новое уравнение. Правая его часть описывает

вобщем случае неизвестные источники аэро акустических возмущений. Главное достоинст во метода состоит в том, что при известных источниках звука акустическое поле для сво бодного пространства получается в виде обоб щенных функций Грина. Данный подход ока зывается особенно эффективным и экономич ным в случаях, когда неоднородности среднего потока, в котором распространяются акусти ческие возмущения, невелики, а источники акустических возмущений локализованы в ог раниченной области поля течения, например, при расчете акустического поля изолирован ного винта.

Параметры гидродинамически источни ков аэроакустических возмущений можно по лучить либо экспериментально, либо с ис пользованием решений, полученных методами вычислительной газодинамики, в частности, методом RANS.

Перспективными методами расчета гид родинамических источников для случаев фик сированных отрывных течений следов и струй являются активно развиваемые в настоящее время методы вихревой аэрогазодинамики, в частности, метод дискретных вихрей, в кото ром схема поля течения на каждом шаге расче та определяется решением уравнений для иде альной или вязкой среды. Далее выстраивается система присоединенных к телу и свободных дискретных вихрей — задаются конфигурация вихря, положение в пространстве и завихрен ность. Поля скоростей, индуцируемые систе мой, подчиняются основным интегралам со

хранения, затем решается динамическая задача переноса (со скоростью потока) и диффузии вихревых структур.

Данный метод позволяет также опреде лить поля пульсаций скорости, ее производ ной и составляющие тензора напряжений Лайтхилла.

Наряду с использованием в качестве ис ходных данных для задач аэроакустической аналогии, результаты расчетов по методу дис кретных вихрей можно использовать для оценки характеристик пульсаций давления в зонах возмущенного обтекания твердых гра ниц, например, в отрывных течениях на по верхности ЛА, в зонах натекания струй или следов и др.

3.14.2. АКУСТИКА И ПУЛЬСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ ПРИ СТАРТЕ РАКЕТ

На участке старта РН подвергается ин тенсивному акустическому воздействию, кото рое обуславливает вибрацию ее конструкции, агрегатов, приборного оборудования и полез ного груза.

При отходе РН от старта уровни акусти ческого излучения значительно превышают уровни акустического излучения свободных струй двигателей на начальном участке полета после старта. Данный эффект связан с появле нием дополнительного источника акустиче ского излучения, порождаемого зонами взаи модействия струй двигателей с элементами стартового сооружения, и поворотом оси диа граммы направленности акустического излуче ния в сторону РН при развороте струй в газо ходах СС.

Уровень акустического воздействия на РН в первом приближении пропорционален суммарной тяге двигателей. Но в то же время он зависит от таких параметров, как компо новочная схема ДУ РН, степени нерасчетно сти струй двигателей (отношение статическо го давления на срезе сопла к давлению в ок ружающей среде), числа Маха на срезе сопла и др. Так, в режиме течения с отрывом в сверхзвуковой части сопла, т.е. при меньшей тяге двигателя, чем при запущенном сопле, суммарный уровень акустического излучения вблизи струи не снижался, что наблюдалось при работе на режиме малой тяги централь ного блока РН «Энергия». (Для дальнего по ля пропорциональность мощности акустиче ского излучения от суммарной тяги двигате лей не нарушалась).

Старт РН может сопровождаться также возбуждением в спектре акустического излуче ния так называемых дискретных составляю4 щих, т.е. значительным превышением уровней в узких полосах частот по сравнению с уров нями на соседних частотах.

Причинами появления дискретных со4 ставляющих могут служить:

обратные связи, реализующиеся в систе ме «струя–преграда» и порождающие самовоз буждающиеся автоколебательные процессы;

резонансные объемы, образующиеся твер дыми стенками СС, хвостовой частью РН и жидкими границами струй двигателей (в слу чае компоновочных схем ДУ с так называе мыми закрытыми донными областями — РН Н I);

неустойчивая работа двигателя на режи мах с пониженной тягой при переходе его на режим номинальной тяги во время старта РН.

Характерные частоты, на которых появ ляются дискретные составляющие, для тяже лых РН лежат в диапазоне от 10 до 150 Гц в за висимости от механизма их возбуждения и вы сот подъема РН над стартом.

Возникновение дискретных составляю щих в спектре акустического воздействия при водит к дополнительному виброакустическому нагружению элементов РН, так как практиче ски всегда в составе РН находятся элементы,

Однако на частотах дискретных состав ляющих значительно повышается корреля ция между пульсациями давления в точках на внешней поверхности РН, что также при водит к возрастанию нагрузки от пульсаций давления на данных частотах. Как показали экспериментальные исследования на моде лях, даже если дискретная составляющая не значительно превышает уровни спектра на соседних частотах или, вообще, явно не вы деляется в спектре, на частоте ее существо вания заметно возрастает взаимная корреля ция между пульсациями давления в разных точках измерений. Данное обстоятельство служит признаком того, что в исследуемом процессе имеется склонность к возникнове нию дискретной составляющей, интенсив ность которой следует уточнять, варьируя в испытаниях моделей различные параметры (табл. 3.14.1).

За последние годы резко ужесточились требования к виброакустическим воздействи

ям на отсеки ПГ РН в связи с запусками ком мерческих аппаратов, состоящих в основном из радиоэлектронного оборудования. Высокие уровни аэроакустического воздействия (пуль саций давления) реализуются и на маршевом участке полета РН при максимальных скоро стных напорах в зонах отрыва и под скачками уплотнения. Но в отличие от стартового участ ка, на котором высокие уровни акустического воздействия охватывают всю внешнюю по верхность РН, на маршевом участке полета воздействию высоких уровней пульсаций дав ления подвергаются лишь локальные зоны внешней поверхности РН. Акустическое воз действие является определяющим при старте РН, поэтому оптимальная конструкция стар тового сооружения должна обеспечивать не только эффективный отвод от РН выхлопных газов двигателей, но и минимизировать аку стическое воздействие на РН.

Задача решается с помощью различных мероприятий, примерами которых могут слу жить:

оптимизация геометрии внешних обводов элементов конструкции СС, на которые нате кают струи двигателей;

установка защитных щитков и экранов, препятствующих распространению акустиче ского излучения в сторону РН;

подача воды в струи двигателей и реали зация многоярусных водяных завес;

разработка программ управления кача нием осей двигателей, обеспечивающих для участка взаимодействия струй со стартом, т.е. в некотором диапазоне высот подъема РН над стартом, попадание струй в заданные зоны СС.

Перечисленные способы снижения аку стического воздействия на РН при старте отра батываются на экспериментальных установках. В том или ином виде рассмотренные меро приятия реализованы на различных РКС. Так, системами подачи воды в струи двигателей ос нащены СС РН «Энергия», «Спейс Шаттл», «Зенит», «Ариан 5», «Зенит 3SL» и др.

Исследования показали, что эффектив ность подачи воды в струи двигателей сущест венно зависит от способов ее подачи и отно сительных расходов (отношение расхода воды к расходу газа через двигатели). Так, при пода че воды высоконапорными струями непосред ственно под сопла двигателей при определен ных расходах воды можно получить и отрица тельный эффект.

СС для РН «Энергия» было оснащено системой подачи воды, состоящей из трех яру сов. Через первый и второй ярусы подавалась вода под сопла двигателей соответственно центрального и боковых блоков при их запус ке для снижения ударно волновых давлений. Третий ярус с наибольшим расходом воды соз давал завесу над СС при подъеме РН на задан ную высоту. Реализация системы подачи воды позволяла снижать суммарные уровни акусти ческого воздействия в разных зонах внешней поверхности РН «Энергия» на участке старта от 6 до 10 дБ.

В исследованиях на моделях было также показано, что для снижения акустического воздействия на РН при старте может исполь зоваться пена, обычно применяемая при по жаротушениях. Поскольку пена достаточно быстро разрушается, особенно при наличии струй двигателей, «подушку» из пены, созда ваемую непосредственно перед запуском дви гателей и окружающую хвостовую часть РН, необходимо подпитывать из пеногенераторов, причем с максимальной производительно стью в течение нескольких секунд при отходе РН от старта.

Для дополнительного снижения акусти ческого воздействия на отсек ПГ в большин стве случаев используется звукоизоляция, а также специальная конструкция и материалы для изготовления ГО, под которым размеща ется ПГ.

Методы и средства экспериментальных исследований. Вопросы моделирования

Несмотря на значительный прогресс в развитии расчетных методов решения задач аэрогазодинамики и бурный рост возможно стей вычислительной техники, в настоящее время многие практические задачи не подда ются решению такими методами. Расчеты могут быть выполнены только для сильно уп рощенных схем течений, что позволяет полу чать для практического использования, ско рее, качественные, чем количественные ре зультаты. К этим задачам относится опреде ление характеристик акустического излуче ния, порождаемого системами «горячих» сверхзвуковых струй, взаимодействующих с препятствиями сложной геометрии, что име ет место при старте тяжелых РН.

Существуют также расчетные методы раз работки отраслевых институтов и конструк торских бюро, относящиеся к так называемым

инженерным методикам расчета. Все они в значительной мере основаны на использова нии параметрических зависимостей, получен ных путем обобщения различных эксперимен тальных данных. Уже по этой причине такие методы могут лишь условно называться рас четными. Оставаясь весьма полезными в ин женерной практике для решения многих задач, они оказываются не пригодными для получе ния результатов в условиях, значительно отли чающихся от тех предпосылок, в рамках кото рых разрабатывалась та или иная методика.

Таким образом, в целом ряде случаев единственным способом получения приемле мого для практического применения результа та остается организация и проведение экспе риментальных исследований, что подтвержда ется и мировой практикой.

Организация экспериментальных иссле дований прежде всего связана с решением за дачи моделирования данных конкретных ус ловий. Для полного моделирования необходи мо обеспечить выполнение всей совокупности критериев подобия, что всего практиче ски неосуществимо. Поэтому на практике реализуют неполное моделирование, при ко тором воспроизводится не вся совокупность критериев подобия, а лишь их часть, состав ляющая набор определяющих критериев по добия. Их выбор для исследуемого процесса основывается на анализе известных экспери ментальных данных с учетом общих физиче ских соображений.

Из опыта экспериментальных исследова ний установлено, что определяющими крите риями подобия для характеристик акустиче ского излучения при взаимодействии горячих сверхзвуковых струй с преградой являются следующие безразмерные газодинамические параметры (индексы «а» и «1« относятся соот ветственно к значениям параметров на срезе сопла и в окружающей среде, а индексы «мод» и «нат» — к модели и натуре):

число Маха на срезе сопел (Ма)мод (Ма)нат; относительная температура продуктов ис

течения на срезе сопел (Та /Т1)мод (Та /Т1)нат; нерасчетность струй (Ра /Р1)мод (Ра /Р1)нат; показатель адиабаты продуктов истече

ния на срезе сопел ( а)мод ( а)нат, что легче всего достигнуть, используя на модельной ус

тановке те же компоненты топлива, что и на натурных двигателях;

число Рейнольдса для модели, опреде ленное по параметрам на срезе сопел,

(Reа)мод 7ovmaxda /.а 6 106, т.е. режим течения на срезе модельных сопел должен быть турбу

лентным, как в натурных двигателях. Здесь 7o — плотность газа при торможении, vmax — максимальная скорость истечения, da — диа метр сопла на срезе, .а — динамическая вяз кость газа при температуре стенки сопла Tа с принудительным охлаждением. Указанное значение числа Рейнольдса определяет мини мально допустимый масштаб модели.

Модели РН и стартового сооружения должны быть геометрически подобными на турным. При этом наиболее точно воспроиз водятся такие элементы геометрического по добия, как вынос срезов сопел за днище РН, конфигурация проходных сечений между стенками сопел и днищем РН, толщина сте нок на срезе сопел. Необходимо также вос производить и относительно небольшие эле менты конструкции СС, на которые могут натекать струи двигателей при отходе РН от старта.

Профили контуров модельных сопел должны обеспечивать подобие полей скоро стей и давлений на срезе натурным полям. При этом угол между осью и стенкой внутрен него контура модельного сопла на срезе равен натурному углу.

Расстояния и боковые смещения модели РН относительно СС при испытаниях отсчи тываются пропорционально масштабу моде ли. В случае возбуждения в исследуемых про цессах существенных нестационарностей, на пример резкого возрастания уровней акусти ческого излучения или возникновения дис кретных составляющих в некотором диапазо не расстояний между моделями РН и старта, возникает необходимость проведения испы таний с непрерывным движением модели от носительно старта. При этом характерные длительности в модельных испытаниях долж ны уменьшаться пропорционально масштабу:

( t)мод /( t)нат (В)мод /(В)нат, где В — харак терный размер модели или натуры, т.е. мгно

венные скорости в каждой сходственной точ ке траектории отхода модели РН от модели старта равняются натурным значениям, а со ответствующие ускорения должны быть боль ше натурных пропорционально масштабу

(считается, что (В)мод /(В)нат + 1). Акустические испытания моделей прово

дятся в условиях отсутствия отражающих зву ковые волны посторонних поверхностей, как это имеет место при старте натурных РН, за

исключением пусков из шахт. Поэтому такие исследования осуществляются либо на стендах в акустически заглушенных помещениях, либо на стендах, размещенных на открытых пло щадках.

При воспроизведении на модели выше указанных критериев подобия и условий проведения испытаний уровни акустическо го излучения, или пульсаций давления, на модели будут соответствовать натурным зна чениям в сходственных полосах частот, т.е. спектры, полученные в модельных испыта ниях, пересчитываются на натурные усло вия, исходя из равенства чисел Струхаля для модели и натурного изделия: Shмод Shнат (Sh В f /a; В, f — характерные размер и час тота соответственно, а — скорость звука в окружающей среде) с сохранением уровней в относительных, например 1/3 октавных, по лосах частот. При возникновении дискрет ных составляющих в спектре их част ты пе ресчитываются по числу Струхаля без изме нения уровней.

Эксперименты на простейших моделях, например с использованием холодного возду ха в качестве рабочего тела струй, с которых обычно начинаются исследования для нового проекта, когда еще не окончательно выбраны компоновочные схемы РН и СС, позволяют

явных просчетов в принятии тех х проектных решений и разработать рекомендации для облика нового проекта. На данном этапе нет смысла создавать сложные и дорогостоящие модели, на которых наибо лее полно воспроизводится набор определяю щих критериев подобия. Такие модели созда ются на заключительной стадии проектных разработок. Однако возникновение или от сутствие дискретных составляющих при ис пытаниях простейших моделей не позволяет сделать вывод, что то же самое будет и в на

турных условиях.

Для решения данной проблемы необхо димы модели с наиболее полным воспроизве дением определяющих критериев подобия. В качестве примера рассмотрим некоторые ас пекты, связанные с исследованиями характе ристик дискретной составляющей, возникав шей в спектре пульсаций донного давления ракеты Н I при отходе ее от старта.

По результатам испытаний маломасштаб ных моделей обнаружено, что в некотором диапазоне расстояний между моделями РН и старта (испытания с фиксированными рас

стояниями) в спектре пульсаций донного дав ления возникала дискретная составляющая, частота и уровень которой менялись с данным расстоянием.

Наиболее сложной оказалась задача про гнозирования максимального уровня этой дискретной составляющей, который может реализоваться в натурных условиях. Экспери ментальные исследования показали, что на данный уровень существенно влияли значе ния газодинамических параметров струй, точ ность соблюдения геометрии внешних обво дов верхней кромки тюбингового кольца (вплоть до мелких деталей), на которое раке та устанавливалась на старте, допустимое программой полета отключение двух или че тырех из 24 периферийных двигателей, боко вые смещения (или отклонения от вертикали) оси ракеты на начальном участке движения относительно оси старта. Также следовало учитывать, что в натурных условиях диапазон высот, где реализуется дискретная составляю щая, ракета проходит за небольшой интервал времени с непрерывно возрастающей скоро стью.

Из теории колебаний известно, чем же ширина пика резонансной кривой, т.е. чем выше добротность колебательной системы, тем большее число колебаний требуется совер шить системе, чтобы она вышла на режим на сыщения. В данном случае возникновение дискретной составляющей характеризует сис тему «струи–преграда» как систему с высокой добротностью, кратковременно пребывающую

относительно старта или при «мед изменении расстояний в процессе пуска, например «бросковые» испытания твер

дотопливной модели масштаба 1:10 в Науч но исследовательском институте химического специального машиностроения), определены прогнозируемые для натурных условий харак теристики дискретной составляющей. Данные характеристики впоследствии удовлетвори тельно согласовались с результатами измере ний при летных испытаниях ракеты Н I.

Особенность компоновочной схемы ДУ ракеты Н I (6 расположенных по кольцу цен тральных двигателей внутри кольца из 24 пе риферийных двигателей) приводила к появле нию еще одной дискретной составляющей, но уже вдали от старта. За счет эжекции струй двигателей давление в донной области при по лете в плотных слоях атмосферы меньше ок ружающего, поэтому струи периферийных двигателей из за перепада давлений отклоня лись к оси ракеты, сливаясь в кольцевую струю и образуя «горло», через которое за труднялось прохождение расхода газа цен тральных двигателей. Взаимодействующие ме жду собой струи центральных двигателей фор мировали обратное течение с неустойчивым расходом, своего рода режим «помпажа», ко торое, натекая на центральную зону днища ракеты, порождало в этой зоне интенсивные пульсации давления с ярко выраженной ха рактерной частотой. Данный процесс продол жался до тех пор, пока взаимодействие расши ряющихся с ростом степени нерасчетности

Приближаясь к натурным скоростям отхода от старта, в исследованиях на маломасштабных моделях во время пуска иногда оказывалось проще перемещать не модель РН, а модель старта, показано, что в натурных условиях за время прохождения ракетой «критического» диапазона высот исследуемый процесс не ус певает выйти на режим насыщения. «Раскач ка» с возрастающей амплитудой и понижаю щейся характерной частотой продолжается всего в течение трех четырех колебаний, за ко торыми следует затухание процесса вследствие выхода ракеты из диапазона высот, внутри ко торого реализуется режим автоколебаний. Корректируя с учетом этого результата дан ные, полученные при испытаниях моделей с газодинамическими параметрами струй, при ближающимися к натурным значениям, в ва риантах с фиксированными положениями мо

нию скачка уплотнения, который препятство вал прохождению к днищу ракеты всех ниже него по потоку возмущений.

Расходный механизм этого процесса по рождал в донной области пульсации давле ния, называемые псевдозвуком. Его воздейст вию подвергалась только зона натекания об ратной струи на днище ракеты, со смещением

ровалось только начальными участками струй и носило устойчивый характер, порождая не высокий уровень пульсаций донного давле ния. Данная особенность процесса пульсаций для ракеты Н I исследована на моделях в На учно исследовательском институте тепловых процессов и подтвердилась летными измере ниями.

Для моделирования газодинамических и акустических процессов жидкостных часто используются модели с ДУ на твердом топливе. Такой выбор определяется их стотой и дешевизной по сравнению с моде лями на ЖРД. Но на них не удается достичь температуры струй натурных ЖРД. Испыта ния таких моделей сопряжены с нестабиль ностью получаемых результатов из за раз броса параметров от пуска к пуску и сложно стью поддержания постоянства параметров ДУ в процессе одного испытания. Данные недостатки устраняются на установках с мо дельными ЖРД, одна из которых описыва ется далее.

При исследованиях на моделях малого масштаба необходимо отметить следующие особенности. На малоразмерных моделях трудно или практически невозможно выдер живать геометрическое подобие натурному из делию, если на исследуемый процесс, как от мечалось ранее, оказывает влияние наличие мелких деталей. Возникают сложности и с из мерениями, поскольку на малоразмерных мо делях невозможно разместить минимально не обходимое для корреляционных измерений количество датчиков акустического давления. Изготавливаемые малогабаритные датчики акустического давления обычно имеют недос таточную чувствительность. Вместе с тем с уменьшением размеров модели расширяется

энергонесущий диапазон частот исследуемого процесса. Поэтому для исследования натурно го процесса в интересующем диапазоне частот в модельных испытаниях этот диапазон дол жен быть расширен обратно пропорционально масштабу модели, что часто невыполнимо из за технических ограничений существующих средств измерений.

Из указанных выше критериев подобия на модели с характерными размерами мень ше натурных невозможно одновременно вы держивать натурные значения относитель ной температуры модельных струй и числа Рейнольдса. Но экспериментальные иссле дования показывают, что для турбулентного режима течения при числах Рейнольдса Re 6 6 5 105 уровни акустического излучения при взаимодействии струи с преградой начинают слабо зависеть от него. Данное обстоятельст во позволяет корректно исследовать акусти ческие процессы при старте тяжелых РН, та ких как Н I и «Энергия», на моделях мас штаба 1:14–1:10 с модельными ДУ на ЖРД и твердом топливе. Известные в мировой практике акустические модели тяжелых РН (Ariane и «Спейс Шаттл») в стартовой кон фигурации с температурой струй, близкой к натурной, также создавались в масштабе не менее 1:20.

В качестве примера на рис. 3.14.1 пред ставлена экспериментальная установка мас

штаба 1:10, созданная под руководством РКК «Энергия», которая включала в себя модели РН «Энергия» с кораблем «Буран» и СС и предназначенная для исследования акустиче ских воздействий на РКС. Для проведения ис пытаний установки на открытой площадке Научно исследовательского института хими ческого машиностроения был построен специ альный стенд.

Как и в натурных условиях, модель СС заглублена в грунт. Силовая рама, на которой крепилась модель РН, с помощью гидроци линдров позволяла перемещать модель РН как по вертикали, так и в любом направле нии по горизонтали, обеспечивая таким обра зом воспроизведение произвольной траекто рии отхода натурного изделия от старта. Вме сте с силовой рамой перемещались смонти рованные на ней емкости с магистралями для подачи компонентов топлива к модельным ЖРД, а также кабельные линии систем управления и измерений. На модели СС смонтирована система подачи воды в струи модельной ДУ для исследования влияния по дачи воды на снижение уровня акустического излучения при старте.

Условия открытого пространства при проведении испытаний на стенде макси мально приближены к натурным. Все вспо могательные системы и конструкции на стенде либо размещены под «нулевой» от меткой модельной стартовой позиции, либо отводятся при проведении испытаний на удаленное расстояние. Стенд оснащался сис темой измерений, позволявшей регистриро

вать значения различны параметров ~1 тыс. датчиков. Из этого числа ~200 датчиков предназначались для измерения акустики и пульсаций давления в разных точках. Ста бильность результатов, получаемых в повто ряемых однотипных испытаниях, а также возможность получения при каждом отдель ном испытании подробной картины акусти ческого поля и распределения пульсаций давления благодаря значительному числу то чек измерений, позволили провести иссле дования, значительно сократив первоначаль но планировавшийся объем испытаний.

Модельная установка наиболее полно удовлетворяла всей совокупности вышепри веденных критериев подобия. Для ее созда ния потребовалась прежде всего разработка специальных камер ЖРД с газодинамически ми параметрами, близкими к параметрам на турных двигателей: 11Д521 для блоков А и 11Д122 для блока Ц. Такие камеры были раз работаны в Конструкторском бюро «Энерго маш». В табл. 3.14.1 приведены значения ос новных безразмерных газодинамических па раметров на срезе сопел модельных ЖРД в сравнении с натурными значениями.

Из табл. 3.14.1 видно, что безразмерные газодинамические параметры на срезе сопел модельных ЖРД совпадают или близки натур ным значениям. Некоторые отличия от натур ного состава продуктов истечения модельной камеры блока Ц вызваны использованием для

керосин кислород и водород кислород как в натурных двигателях, приводило бы к значи тельному усложнению и удорожанию как са мой модельной установки, так и стендовых систем для ее испытаний. Имея это в виду, а также учитывая, что в составе РН «Энергия» лишь четыре кислородно водородных односо пловых двигателя из 20 сопловой связки дви гательной установки, принято решение об унификации компонентов топлива для всех модельных камер.

Однако такие крупномасштабные модели с «горячими» струями представляют собой достаточно сложные и дорогостоящие экспе риментальные установки и создаются, как правило, лишь для уникальных РКС высокой стоимости. Результаты, получаемые на таких установках, достаточно хорошо согласуются с натурными измерениями. В качестве примеров на рис. 3.14.2 приведены 1/3 октавные спек тры в сходственных зонах внешней поверхно сти натурной РН и модели, здесь жирная ли ния — измерения в полете, тонкая линия — пересчет модельных измерений на натурные условия.

Экспериментальные данные, накоплен ные за последние десятилетия при отработке ряда РКС и при проведении методических ис следований, показывают, что при некотором снижении температуры струй приемлемые для

«Энергия»–«Буран»). На более простых и де шевых маломасштабных моделях, на которых не выдерживается одновременно вся совокуп ность определяющих критериев подобия, мож но организовать параметрические исследова ния и изучить влияние на исследуемый про цесс того или иного параметра или их частич ного набора, при этом значения выбранных параметров варьируются в достаточно широ ких пределах.

Анализ результатов таких параметриче ских исследований дает возможность скоррек тировать данные, полученные на моделях с не полным воспроизведением определяющих критериев подобия, особенно при наличии ре зультатов акустических измерений при огне вых стендовых испытаниях натурных двигате лей и ракетных блоков. Примером успешной

реализации данного подхода являются иссле дования акустического воздействия на блок по4 лезного груза (БПГ) РКН «Зенит 3SL» и на СП «Одиссей» международного проекта «Морской старт». Модели РКН и СП масштаба 1:72 ис пытаны на стенде РКК «Энергия» на открытой площадке.

Полученные экспериментальные дан ные в совокупности с результатами методи ческих исследований по определению харак теристик пульсаций давления под струями при их натекании на плоскую преграду в Центральном научно исследовательском ин ституте машиностроения и влияния темпера турного фактора (Научно исследовательский институт тепловых процессов) позволили

надежно спрогнозировать акустическое воз действие на БПГ в полете.

На рис. 3.14.3 и 3.14.4 для разных высот подъема РН приведены спектры и суммар ные уровни акустического воздействия на БПГ для комплекса «Морской старт» в срав нении с прогнозировавшимися на основе модельных испытаний, а на рис. 3.14.5 пред

зависимость суммарного уровня давления от высоты подъема РН в воздействия струй на верхнюю палубу в х испытаниях. Датчики АДВП8,

АДВП9 расположены на верхней палубе у проема ПУ.

Существенное отличие комплекса «Мор ской старт» от наземных комплексов в том, что