消音システム

大型ロケットの打ち上げ場には、ロケット打ち上げ時に発生する音響エネルギーを吸収または偏向させるための消音システムが備えられていることが多い。エンジンの排気ガスが音速を超えると周囲の空気と衝突して衝撃波が発生し、騒音レベルは 200 db に近づく。このエネルギーは打ち上げプラットフォームや発射台の表面で反射され、打ち上げ機、ペイロード、乗組員に損傷を与える可能性がある。例えば、ペイロードの完全性に対する最大許容総合音響パワーレベル (OASPL) は約 145 db である。^[1]音は打ち上げ時に発射台と打ち上げプラットフォーム全体に広がる大量の水によって消散される。^{[2] [3]}

水を使った音響抑制システムは発射台でよく見られる。発射台の下の排気煙と発射台上部の領域に大量の水を注入することで音響エネルギーの低減を図る。火炎デフレクターまたは火炎溝はロケットの排気を発射台から遠ざけるように設計されているが、音響エネルギーも遠ざけるよう設計されている。^{[2] [4]}

ソ連が1978年からバイコヌール宇宙基地にエネルギアロケットの打ち上げのために建設した発射台には、精巧な消音システムが搭載されており、合計18,000立方メートル（4,800米ガロン）の地上貯水池3つから供給され、毎秒18立方メートル（4,800米ガロン）のピーク流量を実現していた。^[5]

STS-1の打ち上げデータから、シャトルの3基のSSME（現在はRS-25と命名）液体燃料ロケットエンジンと4セグメントの固体ロケットブースターによって発生した過圧波が、16枚の熱保護タイル損失と148枚の熱保護タイル損傷の原因となったことが判明し、ケネディ宇宙センターの発射施設39の両方の発射台に設置された消音水システム（SSWS）の改修を促した。^{[6] [7]}

プログラムの残りの期間を通じて使用された重力給水システムは、メインエンジンが始動する6.6秒前に、移動式発射プラットフォームに接続された直径7フィート（2.1メートル）のパイプを通って、発射場の30万ガロン（110万リットル）の給水塔から放出を開始しました。水は「レインバード」と呼ばれる高さ12フィート（3.7メートル）の6つの塔から発射プラットフォームと下の火炎溝に流れ出し、41秒でシステムを空にしました^[8] 。ピーク時の流量は音響エネルギーレベルを約142dBに下げました[ ^9]。

打ち上げのたびにシャトルの周囲に渦巻く巨大な白い雲は煙ではなく、ロケットの排気ガスが大量の水を沸騰させて発生した湿った蒸気であった。 ^[10]

バージニア州にあるNASAのワロップス飛行施設の中部大西洋宇宙港にある発射台0には、地上307フィート（94メートル）の高さに95万リットル（25万米ガロン）の給水塔が備え付けられており、これは世界でも最も高い給水塔の一つである。エンジンの排気は、エンジンノズルの真下にある発射台内のウォータージェットのリングから排出される。このシステムは、毎秒4,000米ガロン（15立方^{メートル）の給水能力がある。 [11] [12]}静的火災試験 用に、合計10万米ガロン（38万リットル、83,000英ガロン）の追加の貯蔵タンクが追加される場合がある。蒸発しなかった水は、放出前に試験される1,200平方メートル（13,000平方フィート）の貯水槽に保管される。^[13]

スペース シャトル プログラムの廃止に続いて、発射施設 39 の B パッドがスペース ローンチ システム(SLS) の打ち上げ用にアップグレードされました。SLS は、スペース シャトル プログラムに比べて、追加のRS-25液体燃料ロケット エンジンと各固体ロケット ブースターの追加セグメントを備えており、システムのアップグレードが促進され、点火過圧/消音水システム(IOP/SS) が作成されました。

制御システムは、約250マイル（400 km）の銅線を57マイル（92 km）の光ファイバーケーブルに交換するなどアップグレードされました。容量は40万米ガロン（150万リットル）にアップグレードされ、ピーク流量は毎分110万米ガロン（420万リットル）でした。アップグレードシステムは2018年12月に45万米ガロン（170万リットル）でテストされました。^[14]

JAXAは秋田県能代ロケット試験場から「世界で最も静かな打ち上げの実現を目指して」、消音水システムと吸音壁を設置している。2017年に完了したH3スケール音響低減実験では、打ち上げ時に発生する騒音に関する追加データが提供されました。^{[15] [16]}