Ковалець О.Я.

Національний технічний університет Украіни «КПІ»

ПРОНИКАЮЧЕ АКУСТИЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

Звернемося до вивчення природи впливу проникаючого акустичного випомінювання високого рівня на гіроскопічні сенсори ГСП та з’ясуємо стан динаміки підвісу поплавкових гіроскопів.

Натурні випробування надають можливість стверджувати, що саме під час старту ракет-носіїв розгінні блоки інжектують найбільш високий рівень акустичного випромінювання в навколишнє середовище. Частина його потрапляє всередину фюзеляжу та під головний аеродинамічний обтікач і становить 140-150 децибел. Таким чином, прилади і системи інерціальної навігації, які разом з корисним вантажем розміщуються саме тут, підвладні його впливу.

Але це джерело не єдине. Зовнішні прошарки прикордонних слоїв рухаються відносно корпусу ракети із надзвуковою швидкістю, внаслідок чого з’являється турбулентність, що слугує причиною виникнення гостронапрямлених та сферичних хвиль Маха, які, взаємодіючи з корпусом, породжують нове джерело шуму. Ці хвилі найбільш небезпечні, бо можуть бути досить інтенсивними.

Нарешті зазначимо, що при старті ракет мобільного базування звукове поле має дуже складну структуру внаслідок генерування не тільки прямого випромінювання, але і відбитого акустичного поля, зумовленого ревербераційними ефектами.

Аналіз питання шумоутворення був би неповним, якщо не згадати найменш прозорі аспекти явища. До них відноситься вплив потужних ударних хвиль в зоні перемішування струменя, температурна неоднорідність внаслідок неповного згоряння, демпфірування турбулентності звуковими хвилями та деякі інші, менш значущі чинники.

Підсумовуючи, зазначимо, що на теперішній час має місце досить переконливе натурне обгрунтування головної причини шуму ракет-носіїв у вигляді випромінювання з боку квадруполів, які переміщуються із надзвуковою швидкістю. Встановлено, що близько 0,5 % потужності сучасних носіїв випромінюється у вигляді звукової енергії.

Проникаюче акустичне випромінювання найбільш небезпечне для чутливих елементів систем корекції приладів інерціальної навігації. За своїм призначенням вони повинні чутливо реагувати на зміну тих чи інших параметрів, тому пройдешня звукова хвиля привнесе суттєве викривлення дійсної ситуації і слідуючої за нею цілої низки непередбачуваних погіршень.

Радикальним рішенням проблеми постає звукоізоляція обладнання. Причому, привабливими, з точки зору простоти конструкції і технічної реалізації, постають пасивні методи звукоізоляції, Патенти на котрі наводяться авторами.

Природно, що не тільки ці засоби вирішують задачу. Можливі компенсаційні, автокомпенсаційні, активні методи та багато інших. Перевага того чи іншого окреслена технічним завданням на вироб.

Звуковий тиск в падаючій звуковій хвилі приймемо у вигляді плоскої монохроматичної хвилі (рис. 1)

(1)

де – тиск в падаючій хвилі; – хвильовий вектор; – швидкість звуку; – одиничний вектор напрямку розповсюдження хвилі; – радіус-вектор поверхні поплавкового підвісу гіроскопічного сенсора ГСП.

Відповідно до прийнятих на схемі позначень, вважаючи також для спрощення рівними кути падіння, відбиття та проходження хвиль, значення звукового тиску можна навести у вигляді:

Рис. 1. Механізм дії проникаючого акустичного
випромінювання на поплавкові сенсори ГСП

(2)

(3)

. (4)