引射主导—喷水调控—尾部吸隔声：中小推力火箭发动机组合降噪方案及效果
1、背景介绍
火箭发动机地面试车时产生的震耳欲聋的噪声，不仅威胁人员健康与设备安全，更是长期困扰航天试验场的难题。传统降噪方案效果有限，如何精准设计？懿朵科技团队结合前沿仿真技术，针对中小推力液体火箭发动机试车噪声问题，开展了深度仿真研究，揭示了降噪的核心机制与关键设计要素。
2、揪出噪声源
2、揪出噪声源
（1）混合噪声：超音速燃气喷入周围大气，掺混后产生强烈湍流脉动，辐射声波。
（2）激波噪声：燃气流内部的激波、激波与边界层相互作用，产生高强度噪声。
（3）二次燃烧噪声：复燃气体与燃烧室内的湍流燃烧在大气中二次燃烧噪声。
3、创新降噪方案：多重降噪措施组合出击
3、创新降噪方案：多重降噪措施组合出击
研究提出并仿真验证了一套组合式降噪方案，核心在于源头削减与传播阻隔：
（1）核心隔声结构 - 锥形引射筒：
位于喷管下游，强力引射周围空气。
关键作用：隔离主噪声源区域，承担大部分推力（仿真显示：3kN发动机中承载约2.45kN）。
（2）温度控制 - 喷水系统：
引射筒内等距布置4道喷水装置（流量150-450g/s），喷嘴错开。
主要效果：显著降温（出口温度从700K降至450K），减少燃气扩散污染；对降噪的直接贡献有限，且需警惕过量喷水反增噪声。
（3）整流与深度降噪 - 圆筒段与消声结构：
小推力发动机（如300N）：引射筒下游采用交叉布局消声器，高效降噪。
中推力发动机（如3kN）：引射筒下游接下倾圆筒管道整流，平衡流阻与降噪，并辅以金属吸隔声屏障。
图1锥形引射筒、喷水点、圆筒段/消声器、隔声屏障组成组合系统
4、仿真揭示的核心结论
4、仿真揭示的核心结论
（1）引射筒是“降噪担当”：其引射作用与物理隔离对降噪贡献最大，方案中90dB左右的主要噪声源被限制在引射筒出口与隔声墙间的小区域内。
（2）小推力：消声器显神威，喷水非必需：
300N级发动机采用“引射筒+消声器”方案效果显著。
燃气在引射筒内已充分混合降温（最高温仅约443K/170℃），无需额外喷水即可满足温控与降噪需求。
（3）中推力：喷水主攻降温，需精细调控：
喷水对3kN级发动机的直接降噪效果有限。
核心价值在于降温与减排。过量喷水（蒸发量大、粒径过小）反而提升排气出口声功率级，并导致水蒸气在隔声墙内积聚，需优化水量与雾化粒径。
（3）力学载荷分布差异大：
小推力（300N）：后部隔声墙承载主要力（约326N，接近推力），引射筒受力小。
中推力（3kN）：引射筒承载绝大部分推力（约2.45kN），后部隔声墙受力较小（约576N）。结构设计必须针对性强化。
5、懿朵科技：为航天静音试验提供CAE利器
5、懿朵科技：为航天静音试验提供CAE利器
火箭发动机试车噪声控制是一项涉及复杂气动、声学、热力学及结构的综合性挑战。懿朵科技凭借深厚的多物理场耦合仿真（CFD/ CAA/ CSD） 技术实力与工程经验，可为企业与科研机构提供：
精准噪声源识别与贡献量分析
降噪方案（喷水、引射、消声、屏障等）的虚拟设计与效能预评估
关键部件（引射筒、隔声结构）的力学、热负荷分析与优化
喷水策略（流量、位置、粒径）的仿真优化，规避负面效应
仿真驱动设计，数据赋能决策。懿朵科技助力客户攻克火箭试车噪声难关，打造更高效、更环保、更安全的航天试验环境！
