발사대의 '샤워 시스템'
로켓이 발사될 때 일반적으로 약 200데시벨의 소음이 발생하며, 경우에 따라서는 220데시벨에 달하는 소음도 발생합니다. 이 정도의 소음은 치명적일 수 있으며, 방치할 경우 우리 몸, 발사대, 주변 건물 등에 피해를 입힐 가능성이 높습니다.
따라서 로켓은 "차가운 샤워"의 고통스러운 순간에 발사될 것이며, 이는 우리를 식히는 것뿐만 아니라 로켓 소음을 줄이는 데에도 도움이 될 것입니다.
베이징 우주발사기술연구소 로켓 아카데미는 냉각 및 소음 감소 '샤워 시스템'을 설계했습니다. 즉, 대용량 물 분사 냉각 및 소음 감소 시스템입니다.
이 시스템은 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계는 발사대 층, 로켓 엔진 점화부로, 발사대에 5cm 두께의 방수층을 분사합니다. 두 번째 단계는 발사대 내 5m 높이의 고고도 파일론 양쪽에 위치하며, 로켓이 5m 높이까지 상승한 후 화살촉 몸체 뒤쪽 화염 중심부로 물을 분사합니다. 두 단계의 분사 시설은 20초 이상 물을 분사하여 400톤의 물을 분사합니다. 물 분사는 음파로 가열되어 음파 에너지를 열로 변환하여 발사대 소음을 약 140데시벨로 줄여 고데시벨 소음의 위험을 완화합니다.
물은 발사대 꼭대기에 있는 대형 물탱크에서 공급되며, 분사되는 400톤의 물 중 30%는 대기 중으로 증발하고, 60%는 편향 탱크를 통해 빠져나갑니다. 물이 증발하면서 많은 열이 사라지고, 발사대 핵심 부분의 온도가 섭씨 약 1,000도까지 낮아집니다.
페어링의 "소리 흡수 장비"
로켓이 상승함에 따라 속도가 증가함에 따라 기류가 강한 소음을 발생시킵니다. 종이에 바람을 불어넣으면 종이가 "펑" 소리를 내는 것처럼, 이 대구경, 대형 두께의 얇은 벽 구조의 페어링을 통과하는 기류는 140데시벨 이상의 소음을 발생시킵니다. 소음은 전자 장비 내부의 페어링을 손상시키고, 특히 전체 구조, 특히 핵심 부품에 피로 손상을 유발하여 전체 시스템의 신뢰성을 크게 저하시킵니다. 로켓은 유인 우주 임무를 수행하는 경우가 있는데, 페어링 내부에 우주인이 탑승하는 우주선이 있는 경우, 소음은 우주인의 건강에 심각한 피해를 줄 수 있습니다.
이러한 문제에 대한 해결책으로, 로켓 아카데미의 전체 설계 부서는 페어링의 내벽에 깔고 30제곱미터의 면적을 덮는 음향 커버 층을 개발했습니다. 두께는 단 4.5cm입니다.
흡음 커버층은 주로 멜라민 다공성 폼 으로 구성됩니다 . 음파가 다공성 흡음재 표면에 입사하면 일부는 표면에서 반사되고, 나머지는 외부와 연결된 관통 구멍을 통해 내부로 전달됩니다. 음파가 재질 내부로 진동하면서 관통 구멍 내부의 공기가 격렬하게 움직이고, 이 과정에서 공기가 구멍 벽면과 마찰을 일으킵니다. 마찰력과 점성력의 작용으로 음향 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 음파가 감쇠되고, 반사되는 음파 에너지가 약화되어 흡음 효과를 얻습니다. 또한, 공기와 구멍 벽면, 그리고 재질 사이의 열 교환으로 인해 열 손실이 발생하여 음파 에너지 감쇠에 기여합니다.
음향 커버층을 사용하면 페어링 내부 소음을 5Hz 이상 주파수 대역에서 8~500dB까지 줄일 수 있으며, 전체 음압 레벨은 약 3dB까지 감소합니다. 멜라민 폼은 로켓용 음향 커버층 외에도 우주 왕복선, 민간 항공기, 헬리콥터, 전투기 등의 소음 감소에도 사용할 수 있습니다.
동시에, 우리 과학자들은 우주선과 우주복에 대한 소음 차단 대책을 다양하게 마련했습니다. 음향 커버층, 헬름홀츠 공명기, 우주선, 우주복 등의 복합적인 효과를 통해 페어링 내부의 소음을 효과적으로 제어하고 우주비행사의 청력 건강을 확실하게 보장했습니다.
SINOYQX 멜라민 폼에 대한 자세한 정보는 [email protected] 으로 문의하시거나 +86-28-8411-1861로 전화해 주십시오.
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