Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П.Королева разрабатывают оптимальную систему защиты космических аппаратов от разрушительного воздействия сильного шума, возникающего при запуске ракет-носителей. Разработка, которая поможет увеличить объем и вес выводимой на орбиту полезной нагрузки, финансируется за счет средств гранта президента России, который выдан на проведение исследовательских работ в 2020-2021 годах.

При запуске и во время полета ракеты-носителя выделяется большое количество акустической энергии, которая оказывает 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, сообщает пресс-служба Самарского университета.

"Сейчас подобными материалами покрывают полностью всю внутреннюю поверхность блока, где размещается спутник. Это увеличивает 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, а это значит, что 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 нами 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 Артур Сафин.

Ученые пока не дают точный прогноз, насколько удастся благодаря такой оптимизации 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.

TLTnews.ru