新一代火箭整流罩內將加“吸音器” 宇航員“耳根子”更清凈了 衛星可靠性更高了

發布時間 : 2019-11-06     來源 : 中國運載火箭技術研究院新聞中心

  常坐飛機的人,應該對飛機艙內的噪聲不陌生。在飛機穿越氣流的過程中,飛機內部會產生長時間的“嗡嗡”聲。同樣需要穿越大氣層的火箭,因為體積更大、飛行速度更快,整流罩內噪聲會更大。
  前不久,中國運載火箭技術研究院北京強度環境研究所開發了一款“亥姆霍茲共鳴器”,應用于重型運載火箭、載人登月火箭整流罩內,可以減少6-8分貝的噪音,降低整流罩低頻段內聲場聲壓級,讓宇航員的“耳根子”更清靜,讓“嬌氣”的衛星可靠性更高。
  

  噪聲是怎么來的?


  我們都知道,高空中飛行的火箭等飛行器會受到氣動噪聲的影響,一部分噪聲透射到飛行器內部;一部分引起飛行器外壁的振動,會向整流罩內、飛機艙內輻射噪聲。就像風吹在紙上,紙會“啪啪”作響一樣。而飛行器飛得越快,這種振動越大,產生的噪聲和輻射出去的噪聲也越大。

對宇航員和衛星有什么影響?


  在日常生活中,我們進入到噪聲很大的環境會覺得心煩意亂。而重型運載火箭、登月火箭在飛行過程中,其整流罩內的噪聲可達160分貝,相當于飛機起飛時,距離發動機50米的地方的噪聲量級。

  據了解,一定時長的這種噪音對宇航員的傷害很大,會造成聽覺器官出現暫時性或永久性的聽力損失、內耳形態變化等,還會引起中樞神經、心血管、消化、免疫、內分泌等系統的不良反應。
  “亥姆霍茲共鳴器”項目研制負責人秦朝紅介紹,重型運載火箭和載人登月火箭的體積和重量有了跨越性提高,而對于大尺寸產品而言,噪聲對面積大、質量輕的蒙皮結構作用更大,整流罩內部聲振環境更加惡劣。這對于內部衛星上的太陽帆板、電子設備和整體結構都會產生破壞,特別是會造成關鍵部件的疲勞破壞,從而大大降低整個系統的可靠性。

“亥姆霍茲共鳴器”的作用是什么?


  “亥姆霍茲共鳴器”是圓筒形,上面開了一個小孔,用來吸收噪聲,它固定在火箭整流罩內部,通常一枚火箭的整流罩內,要安裝數十個不同規格和尺寸的共鳴器。

  秦朝紅介紹,“亥姆霍茲共鳴器”研制周期歷時3年,過程中,突破了共鳴器的設計參數快速方法、系統級整流罩降噪優化方案、共鳴器阻抗性能及吸聲系數獲取等難題,達到了單頻共鳴器降噪5.5分貝的效果,比肩國際一流水平,為我國重型運載火箭和載人登月火箭提供了整流罩內噪聲低頻環境減緩的解決途徑。
  后續,該共鳴器還將進一步優化參數及設計,實現更高、更好的降噪效果,為重型火箭、載人登月火箭的成功發射保駕護航。



△亥姆霍茲共鳴器



△亥姆霍茲共鳴器安裝效果



△試驗人員正在核對數據

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