発射塔の「シャワーシステム」。
ロケットの打ち上げ時には、通常200デシベル近く、場合によっては220デシベルにも達する騒音が発生します。このレベルの騒音の致死性は決して軽視すべきではなく、放置すれば人体、発射台、周囲の建物などに損害を与える可能性があります。
そのため、ロケットは「冷水シャワー」の痛みがある時間に打ち上げられることになり、これは私たちを涼しくするだけでなく、ロケットの騒音を減らすことにもつながります。
北京宇宙発射技術研究所ロケットアカデミーは、冷却および騒音低減の「シャワーシステム」、つまり大流量の水噴霧冷却および騒音低減システムを設計しました。
このシステムは5層に分かれており、5層目は発射台の層で、ロケットエンジンの点火により、発射台に厚さ5cmの防水層を噴霧します。20層目は、発射台の両側にある400メートルの高度パイロンで、ロケットが140メートルの高さまで飛行した後、矢体後部の炎の中心に向けて水を噴霧します。XNUMX層の噴霧設備はXNUMX秒以上噴霧し、XNUMXトンの水を噴射します。噴霧された水は音波によって加熱され、音波のエネルギーを熱に変換することで、発射時の騒音を約XNUMXデシベルまで低減し、高デシベル騒音の危険性を弱めます。
水は発射塔の上にある大きな水タンクから噴射され、噴射される400トンの水のうち30％は大気中に蒸発し、60％はデフレクタータンクを通って流れ去ります。水の蒸発により多くの熱が奪われ、発射プラットフォームの中心部が約1,000度冷却されます。
フェアリング内部の「吸音装置」。
ロケットが上昇するにつれて、速度の上昇により気流が激しい騒音を発生させます。紙に息を吹きかけると「ポン」という音がするように、この大口径・大型の薄肉構造のフェアリングを通過する気流は、140デシベルを超える騒音を発生させます。騒音は電子機器内部のフェアリングを破壊し、特に全体構造を破壊し、主要部品に疲労損傷を引き起こし、システム全体の信頼性を著しく低下させます。有人宇宙ミッションを遂行するロケットでは、フェアリング内部が宇宙飛行士が搭乗する宇宙船であるため、騒音は宇宙飛行士の健康に深刻な被害をもたらします。
この問題に対処するため、ロケットアカデミーの総合設計部門は、フェアリングの内壁に敷かれ、30平方メートルの面積をカバーし、厚さはわずか4.5センチメートルの音響カバー層を開発しました。
吸音カバー層は主にメラミン多孔質フォームで構成されています。音波が多孔質吸音材の表面に入射すると、その一部は表面で反射され、残りの部分は外部と繋がっている貫通孔を通して内部に伝わります。音波が内部に伝わると、貫通孔内の空気が激しく振動し、孔壁と摩擦します。摩擦力と粘性力の作用により、音響エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、音波が減衰します。反射音エネルギーが弱められることで、吸音効果が得られます。さらに、空気と孔壁および材料との間の熱交換によって熱損失が生じ、これも音響エネルギーの減衰につながります。
音響被覆層を設けることで、フェアリング内部の騒音を5Hz以上の周波数帯域で8～500dB低減し、全体の音圧レベルを約3dB低減できます。メラミンフォームは、ロケットの音響被覆層に加え、スペースシャトル、民間航空機、ヘリコプター、戦闘機などの騒音低減にも使用できます。
同時に、私たちの科学者たちは宇宙船と宇宙服に多くの騒音干渉対策を講じてきました。音響カバー層、ヘルムホルツ共鳴器、宇宙船、宇宙服などの複合的な効果により、フェアリング内の騒音は効果的に抑制され、宇宙飛行士の聴覚の健康を確実に保証しています。
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