美国火箭点火,地面猛喷1000吨水,被瞬间汽化,中国火箭也这么干

美国SLS发射前突然往发射台灌水 , 几秒钟喷出上千吨水 , 其实这不是为了给发射台降温 , 而是为了降低噪音 。 中国火箭也这么做 。 噪音的危害 , 远超火箭发射的高温 。
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发射前瞬间喷水
注意看 , 美国登月火箭SLS发射瞬间 , 在点火之前 , 甚至连明显的火焰都没看到 , 这时镜头里却出现一条粗壮的水龙 , 对着发射台 , 猛烈喷出1000多吨水 。
喷水是为了保护火箭
为什么对火箭喷这么多水?这些水有什么作用?一般直觉上来说 , 喷水是为了降温 , 是为了保护发射平台吗?
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早期火箭发射时 , 烧毁发射架
美国火箭点火,地面猛喷1000吨水,被瞬间汽化,中国火箭也这么干】其实不然 , 喷水的作用非但不是为了降温 , 也不是保护发射平台 , 最主要的目的 , 是保护火箭自己 。
SLS登月火箭发射时 , 产生3000多吨的推力 , 高温高压火焰的温度峰值 , 超过3000度 , 但这些对发射平台来说也不是承受不住的 , 毕竟高温和冲击持续时间不是那么长 , 用导流槽 , 把高温火焰排到侧面方向上 , 就能解决大部分问题 。
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美国发射台喷水测试
最让发射场担忧的 , 其实是火箭点火后产生的巨大噪音 。 是的 , 噪音对发射的影响 , 甚至比带着高温的尾焰 , 破坏力还要巨大 。
火箭点火时会产生190分贝的巨大噪音 , 可以说是噪音的极限了 。 这些噪音蕴含巨大的振动能量 , 会直接作用于火箭自身 。 发动机位置的噪音在发射台等设备的反射下 , 甚至可以损坏火箭顶部的精密载荷 , 乘员其实也会受不了 。
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美国发射台喷水装置
经过研究 , 想要确保人员和载荷安全 , 噪音不能超过145分贝 , 面对超过190分贝的噪音 , 该如何解决?要知道 , 噪音分贝是按照指数级增长的 , 数据上只相差60分贝 , 但实际上能量差别达到了10的6次方 , 也就是能量上相差了100万倍 。 这可以说已经不是噪音了 , 而是剧烈的冲击波 。
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每提高10分贝 , 能量增加十倍 , 指数增长
直接给载荷隔音不现实
最简单直接的办法 , 就是给载荷隔音 , 增加一些隔音材料 , 但这也是代价很大的办法 。 航天发射成本太高了 , 数百上千吨的火箭 , 几十亿的造价 , 就是为了将最顶上那点卫星或者人员送入轨道 。 载荷每增加一公斤 , 都会给发射系统带来指数级的增长 , 得不偿失 。
既然防护上代价太大 , 那就要想办法在源头上 , 降低噪音能量了 。 于是有人想到 , 可以使用水来吸收噪音能量 , 能量被吸收 , 分贝自然会大幅降低 。
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水龙勇斗火龙
想要在火箭剧烈的尾流冲击下 , 吸收噪音影响 , 水流量不但要急 , 还要大 , 还要持续足够的时间 , 也就是用一条强壮的水龙去勇斗火龙 。
美国为了航天飞机安全发射 , 打造了1100吨水容量的水塔 , 即便是容量如此之大 , 40秒便可排空 , 可见喷水流量之大 。
后来随着需求提升 , SLS火箭产生的噪音能量更大 , 因此对消声系统重新进行了升级 , 水容量已经超过了1500吨 , 每秒最大排水量达到70吨 。