發射塔上的「淋浴系統」。
火箭發射時,通常會發出近200分貝的噪音,有時甚至高達220分貝。這種程度的噪音的殺傷力不容小覷,如果不加以控制,很可能會損害我們的身體、發射平台、周圍的建築物等等。
因此,在火箭發射時就要痛痛快快地“淋一次冷水澡”,這樣不僅可以為我們降溫,還可以為火箭降低噪音。
北京航太發射技術研究所火箭研究院設計了一種冷卻降噪「淋浴系統」—大流量水噴霧冷卻降噪系統。
系統分為兩級,一級在發射平台層,火箭發動機點火後,會給發射平台噴一層5厘米厚的防水層;第二級在發射平台兩側各設5米高的高空掛架,在火箭飛到5米高後向火箭後部的箭體火焰中心噴水,兩級噴水設施連續噴水20多秒,共噴出400噸水。利用聲波加熱水霧,將聲波的能量轉化為熱能,從而將我們船艙的噪音降低到140分貝左右,減弱了高分貝噪音的危害。
這些水來自發射塔頂的一個大型水箱,噴出的400噸水,30%會蒸發到大氣中,60%會經由導流水箱流走,水的蒸發會帶走大量的熱量,使發射平台核心區域溫度降低約1,000攝氏度。
整流罩內的「吸音設備」。
當火箭上升時,由於速度的增加,氣流會產生強烈的噪音。就像平常對著紙張吹氣,會發出紙張「啪」的一聲一樣,當氣流吹過整流罩這種大直徑、大尺寸的薄壁結構時,會造成140分貝以上的噪音。雜訊會破壞電子設備內部的整流罩和整體結構,特別是造成關鍵零件的疲勞損壞,大大降低整個系統的可靠性。有時火箭承擔載人太空任務,整流罩內部就是太空人所在的太空船,噪音會嚴重損害太空人的健康。

針對此一問題,火箭學院整體設計部發展了一種聲學覆蓋層,鋪設在整流罩內壁上,面積達30平方米,厚度僅4.5公分。
聲學覆蓋層主要由三聚氰胺多孔泡沫構成。當聲波入射到多孔聲學材料表面時,部分聲波會被材料表面反射,另一部分則透過與外部連接的通孔傳遞到材料內部。聲波在材料內部的振動會造成通孔內空氣的劇烈運動,使其與孔壁摩擦。在摩擦力和黏滯力的作用下,部分聲能轉換為熱能,導致聲波衰減,反射聲能減弱,達到吸音的效果。此外,空氣與孔壁及材料之間的熱交換也會造成熱損失,這同樣會導致聲音能量衰減。

採用聲學覆蓋層後,整流罩內部雜訊在5Hz以上頻帶內可降低8-500dB,總聲壓級降低約3dB。除了製造火箭的隔音覆蓋層外,三聚氰胺泡沫還可以用於太空梭、商用飛機、直升機、戰鬥機等的降噪。
同時,我們的科學家對太空船、太空衣等採取了許多抗噪音幹擾的措施。在聲學覆蓋層、亥姆霍茲共振器、太空船、航太服等多重作用下,整流罩內部噪音得到有效控制,航太員的聽力健康得到可靠保障。
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