로켓 음향 환경의 특성에 대한 연구

Jet noise of propulsion systems is major source of acoustic loads of launch vehicles and sounding rockets. The investigation of characteristics of jet noise is inevitable for successful missions. In this paper, the mechanism of generation of acoustic loads due to jet noise was investigated. The major parameters that change the characteristics of acoustic loads were also suggested so that effects of the parameters could be investigated. The temporal and spatial characteristics of acoustic loads of KSR-III was demonstrated. The results show that the maximum value of the acoustic loads is found in the octave bands whose center frequencies are 250 Hz and 500 Hz. Finally, the methods and the facilities for the further investigation of acoustic loads were proposed.

우주 발사체 및 과학관측로켓에 유발되는 음향 하중의 주 원인은 추진기관의 제트 소음에 의한 것이다. 따라서 성공적인 임무 수행을 위한 음향 하중의 저감을 위해서는 반드시 추진 기관의 제트 소음(초음속)의 특성을 파악하는 것이 필요하다. 이를 위해 먼저 제트 유동에 의한 음향 하중의 발생 메카니즘을 살펴보았다. 그리고, 음향 하중에 영향을 주는 인자를 도출하고, 도출된 인자에 따른 음향 하중의 특성 변화를 살펴보았다. 3단형 과학 관측 로켓(KSR-III)의 음향 하중의 시공간적인 특성을 엔진 연소 시험시 측정된 소음 신호를 이용하여 분석하였다. KSR-III의 음향 하중의 최대값은 250 Hz, 500 Hz의 옥타브 밴드에 집중되어 있으며, 공간적으로 랜덤함을 알 수 있었다. 또한 추후 음향 하중의 특성 파악을 위한 자체적인 연구 방향을 제안하였다.