Какова цель струй воды, часто попадающих под ракетные двигатели во время запуска?

Это струи воды, выпускаемые системами шумоподавления, установленными на стартовых площадках и платформах мобильных пусковых установок, для защиты орбитальных аппаратов и их полезной нагрузки от повреждения акустической энергией, отраженной от платформы во время стартового этапа запуска ракеты.

Например, это система подавления звука на стартовой площадке 39A Космического центра Кеннеди НАСА:

    ^{Вода сбрасывается на стартовую площадку 39A в начале испытания шумоподавления от воды. (Фото: НАСА/KSC)}

И видео на YouTube о тестировании системы шумоподавления воды на стартовой площадке для Ares .

Вот несколько выдержек из статьи НАСА/KSP « Испытание на подавление звука вызывает наводнение » от 2004 года, объясняющих назначение этой системы:

Водяная система предназначена для защиты шаттла и его полезной нагрузки от любых повреждений, которые могут возникнуть в результате акустической энергии, отраженной от мобильной пусковой платформы (MLP) во время запуска. Вода выпускается за секунды до запуска трех основных двигателей орбитального корабля и двух твердотопливных ракетных ускорителей (SRB), а затем течет по параллельным трубам диаметром 7 футов на площадку.

Система включает в себя резервуар для воды высотой 290 футов, наполненный 300 000 галлонов воды, который опорожняется за 41 секунду во время запуска. Вода льется из 16 форсунок в верхней части пламегасителей и из выпускных отверстий в выхлопном отверстии основного двигателя шаттла в MLP при включении основного двигателя, что происходит примерно за 7 секунд до старта.

Система была впервые установлена ​​на стартовой площадке, когда отражающая энергия от верхней части мобильной стартовой платформы вызывала незначительные повреждения тепловых завес на SRB и создавала нагрузку на крылья. После добавления системы звуковое давление уменьшилось вдвое.

^{Фотография и выдержки предоставлены Космическим центром имени Джона Ф. Кеннеди НАСА.}

Дополнительно : вот интересная ссылка по теме: Google Street View нижней части стартовой площадки 39A.

Большинство американских пусковых установок используют аналогичную систему подавления воды по тем же причинам, что и космический шаттл.

На каком-то уровне, если вы собираетесь запускать часто, вы не хотите, чтобы ваш лаунчер разрушал стартовую панель. Запуск ракеты обычно имеет тягу от 600 000 фунтов (единственный RS-68 Delta 4) до 7 миллионов фунтов тяги (Space Shuttle или Saturn V), и это удивительное количество энергии, высвобождаемой в небольшом пространстве, и это действительно не имеет значения. из чего вы строите свою стартовую площадку, она получит урон.

Таким образом, сведение к минимуму причиняемого ущерба — это просто хорошая идея по всем направлениям. Вода дешева, ею легко управлять, она поглощает энергию путем преобразования пара, поглощает звук, а не физическую структуру.

У русских для ракет-носителей "Союз" есть интересный подход, который не использует водоподавление, так как Байканур часто переживает зиму, когда они хотят стартовать, когда проточная вода не так хороша (и снег не так эффективен, как вода для этой задачи) . Они в основном подвешивают ускоритель над краем обрыва, так что выхлоп идет вниз, а затем выходит через вентиляционное отверстие, так что непосредственно под ним не так много инфраструктуры, которая может быть повреждена.

Забавно, что баржа ASDS , которую SpaceX использует для приземления первых ступеней, имеет дренчерную пушку, которая также охлаждает палубу во время посадочных операций.