力学大会2015集ms2325运载整流罩降噪技术

欧阳兴刘观 ThetechniqueforthePayloadFairingNoiseOUYANGXing,LIU(BeijingInstituteofAerospaceSystemsEngineering,BeijingAbstract:Thearticlepresentsthesignificanceandtherationaleandmethodandtheresearchofthepayloadfairingnoisecontrolinhomeandabroad.Thisprovidesmatterandideatothein-depthstudyforthepayloadfairingnoisecontrolinKeywords:payloadfairing,noise运载火箭发射时，运载火箭周围最初几秒的噪声来源于大功率发动机喷声方式被结构所接受。因为在超音速和最大动压阶段运载火箭有效载荷整流罩上的压力波动场最大，而且是宽频带、随机的，所以这类气动噪声环境特征的研究引起了运载火箭设计人员的重视载火箭噪声的结构性传载145dB对于气动噪声，传统的被动控制方法包括隔声、吸声结构、声屏障、消声器等的使用，使声波的能量耗散掉、转换掉或是改变声波的传播方向。而对于结构振动和噪声，被动控制主要是改变系统的刚度或是质量，从而改变共振频率，使不需要的振动动动护1。 荷复合防声荷复合防声图2复合防声毯材料有（其声防护效果逐次递增国外整流罩通常综合采用如下声防护措施分布式振动吸收器TITAN其卫星，Cassini的动力源是三个RTGs（RadioisotopeThermoelectric250Hz时衰减3dB。原有的大力神IV火箭的整流罩的复合防声毯在中并进行了吸声测试和TL(Blankettransmission图3图4力（NR）为9dB，结果见图5；结构设计合理且布局合理的复合防声毯，50%的附加面积与100的附加面积降噪效果基本相当，结果见图6。图7为TITAN图5图6图7TITANDeltam、长14.3m整流罩的鼻锥部及直筒段部采用了厚达114.3mm的降噪毯包层，在内径为4.572m、长m整流罩的鼻锥部及直筒段部也采用了厚达]图8DeltaⅣ4米直径复合材料整流罩1575-4PAF图9DeltaⅣ5米直径14.3图10Delta5米直径19.1ATLAS4-M火箭整流罩噪声防护形式图11ATLAS５-M火箭整流罩噪声防护形式图12ATLAS５-MARIANE）只为5dB外，大多数情况下为10dB左右。这种处理方法的优点是防止NR振荡图13SAA进行了结构－声学分析：Dornier主要采用有限元法边界元软件（BEM/RAYONAXI）进行了计算。□图14ARIANE1/4采用dB，按试验和分析所做的假定来评价，这些结果是很好的；用氦气填充于圆（90％）的试验结果与分析结果有很好的相关性，这增强了他们用氦气方法进行 CoreFairing）图15ChamberCoreFairing驻波管试验和共振腔试验结果显示，这种复合隔声毯对300显提升发生在250Hz～325Hz和475噪措施空罩状态下，中频段200Hz～500HendersonB,GerhartC,LaneS,JensenE.Vibro-acousticlaunchprotectionexperimentVALPE.JAcoustSocAm2003;114(4):2384.Howard,CarlQ.ColinH.Hansen,AnthonyZander.Vibro-acousticnoisecontroltreatmentsforpayloadbaysoflaunchvehicles:Discretetofuzzysolutions.AppliedAcoustics66(2005)1235–1261Rao,MohanD.RecentApplicationsofViscoelasticDampingforNoiseControlinAutomobilesandCommercialAirplanes.JournalofSoundandVibration,2003,262:457-474.Leo,DonaldJ.,EricH.Anderson.VibroacousticModelingofALaunchVehiclePayloadFairingforActiveAcousticControl.AIAA-98_2086.MaryD.Long,DouglasA.Came,C.MyronFullerMcDonnellDouglasAerospace＂AcousticBlanketEffectonPayloadFairingVibration＂LiloBradford,LockheedAstronautics/JeromeE.Manning,CambridgeCollaborative,Inc.＂AcousticBlanketEffectonPayloadAcousticEnvironment＂D.C.G.Eaton,StructuresandMechanismsDivision,DirectorateforTechnicalandOperationalSupport,ESTEC,Noordwijk,TheNetherlands＂AnOverviewofStructuralAcousticsandRelatedHigh-Frequency-VibrationActivities＂EricH.AndersonCSAEngineering,Inc./DonaldJ.LeoUniversityofToledo,OH＂VibroacousticModelingofalaunchVehiclePayloadFairingforActiveAcousticControl＂ Hughes,WilliamO.(LewisResearchCent);McNelis,AnneM.AcoustictestingoftheCassinispacecraftandTitanIVpayloadfairingPart1-introductionandtestconfiguration.Source:NASATechnicalMemorandum,n107474,Jul,1997,12pp.ISSN:0499-9320CODEN:NATMA4 Hughes,WilliamO.(LewisResearchCent);McNelis,AnneM.AcoustictestingoftheCassinispacecraftandTitanIVpayloadfairing.Part2–Results.Source:NASATechnicalMemorandum,n107475,Jul,1997,10pp.ISSN:0499-9320CODEN:NATMA412＂DELTAⅣPayloadPlanners13＂DELTAⅣPayloadPlannersGuideUpdate–April2002＂14B.TrocletM.DepuydtP.GonzalezAerospatialeLes15ARauschMFaustGWirths(DornierGmbH,D-Friedrichshaffen)MAHamdLMebarekHDefosse(STRACOS.A.F-Compiegne16AndrewD.Williams,ScottE.Franke,andBenjaminK.Henderson,Ph.D.DevelopmentofaLightweight,LowFrequencyAcousticBarr