实拍航天中心发射台喷淋测试,这是多生猛的“喷泉”

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实拍航天中心发射台喷淋测试,这是多生猛的“喷泉”

(本文转至网络;如有异议请联系丹泊仪器(昆山)有限公司 李经理  13855150351 丹泊仪器专业研发生产非标恒温恒湿试验箱、高低温低气压试验箱、盐水喷雾试验箱、汽车综合环境实验舱等)


        实拍航天中心发射台喷淋测试,这是多生猛的“喷泉”,美国宇航局NASA在佛罗里达州的肯尼迪航天中心,测试了新的火箭发射平台喷水降温系统,45万加仑(按美制,约合1600吨)的自来水瞬间喷涌而出,场面格外壮观。

        我们常常能在电视或者其它视频上看到火箭发射时的情景,当火箭点火以后,发射台的两边会喷出滚滚白烟,不了解火箭发射常识的人可能会以为是火箭的燃料被点燃后喷出的浓烟,这么认为的人应该还比较多,其实只这样想的话还真搞错了。


不过那喷出的滚滚白烟也不能说没有火箭燃料点燃后的浓烟,但更多的应该是水蒸气,这是为什么呢?


原来火箭发射台下有一个很大的水池子,左右两端的下面有粗大的导流槽,发射火箭之前,水池子里面会注满水,但不会淹没导流槽,火箭点火发射后,发动机的火焰会喷向火箭发射台下的水池子中,瞬间产生的巨大热量会把水蒸发成水蒸气,于是就变成白烟从两边的导流槽喷薄而出了。

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        运载火箭发射时,喷流噪声声压往往超过170dB,而此时火箭上升速度低,高量级噪声的声波会通过发射平台反射至箭体结构、发动机外壳等部位,产生额外的动能,从而引起结构损坏,为确保运载火箭、发射系统安全,各国均在大力研发各类喷流噪声控制技术。

    

         噪声40-60 dB相当于室内谈话,60-70 dB有损神经,当噪声达到120 dB以上时,相当于一架波音747飞机从身边飞过,耳朵开始疼痛。

        

        30年前,美国、苏联发展的发射喷水降噪技术是目前公认的行之有效的喷流噪声抑制技术,很多国家航天部门均已在推广并研发适合各自发射技术特点的喷水降噪技术,例如,美国肯尼迪航天中心的发射台,喷水后能使噪声在原有基础上减弱40dB左右。

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图1 美国肯尼迪航天中心39号发射台进行喷水试验


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图2 美国NASA最新火箭发射平台进行喷水试验

        此外,火箭发射时尾焰直冲发射平台,发射平台瞬间升温,温度接近3000摄氏度,喷水时水将汽化到大气中,带走大量的热,从而起到降温作用,以保护发射平台。


        但是,在火箭发射喷水降温降燥时,水滴不允许溅射至箭体结构表面,尤其是火箭发动机外壳表面,因此要对喷水过程进行研究,以确保降噪降温的同时没有水溅到火箭发动机上。

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        发射长征七号时,发射平台会在20秒内喷出400吨水降温和降噪。火箭点火时,尾焰直冲发射平台,让其瞬间接近3000摄氏度。如果不对其进行降温保护,集多种设备于一身的多功能发射台势必将会因高温遭到损坏。

        据“大流量喷水降温降噪系统”, 这400 吨水喷出去后,有30%的水将汽化到大气中,水分蒸发将带走大量的热。除了降温,400吨水的另一个重要功能是降低噪声。


资料源:科普中国 多相流在线


2018年10月26日 09:00
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