2023-03-08 22:34:45
将火箭发射到太空所需的巨大推力会产生多少噪音?
观看1960 年代和 70 年代阿波罗计划期间土星五号发射的镜头,可能会让您印象深刻的一件事——甚至比涤纶厚重的时装和复古发型更让你印象深刻——就是围观人群与主要人群之间的距离有多远事件。
这有几个很好的理由,噪音就是其中之一:响亮的声音会致命,人类建造的东西很少像土星五号那样响亮。
当阿波罗宇航员执行登月任务时,他们与兴奋的围观人群相距超过5.1 公里。即使在这样的距离,噪音也令人难以置信。当时一个普遍的神话是,土星五号发动机发出的声波非常强大,以至于它们熔化了发射台上的混凝土,并在1.6 公里外的草地上着火(两者都是错误的)。
当时的测量捕捉到了 204 分贝的发射噪音。将其与喷气式客机起飞的声音进行比较,这种声音在 120 到 160 分贝之间,如果持续超过 30 秒,则被认为对听力有害。即使在2.4 公里外,土星五号发射的噪音也被记录为 120 分贝——与摇滚音乐会或非常近的汽车喇叭一样响亮。
“我总是被发射的物质性所震撼,”自土星五号时代以来一直在观察和拍摄发射的老板说。
早在 1970 年代,就有一种名为 Sensurround 的音频设备在地震等灾难电影中使用,以在剧院中创造亚音速地震体验。
从近距离看,启动有点像 Sensurround。“可以感觉到轻微的颤抖,然后在你听到任何实际声音之前,你的胸腔里传来建筑物的隆隆声。亚音速低音频率让你的耳朵噼啪作响。几秒钟后,声音融合成轰鸣声,就像巨大的焊枪一样。
科学家计算出了土星五号的响度。他们得出了一个非常相似的发现——203 分贝。
160 和 200 多分贝之间的差异在宏伟的计划中可能听起来并不多,但确实如此。
一百七十分贝相当于 10 个飞机引擎。200 将是 10,000 台发动机,每 10 分贝就是一个数量级的增加。
土星五号是有史以来最响亮的火箭吗?
如果您使用推力作为指导,则可能不会。土星五号在发射时产生的 35MN(兆牛顿)力小于N1 火箭(45MN)产生的力,后者本应在 1960 年代将宇航员送上月球表面。但它确实足够响亮,除了观众的听力之外,还有更多需要考虑的因素。像土星五号这样强大的火箭能够仅通过自身发射噪音产生的声波对自身造成伤害。
火箭工程师说,即使在阿波罗计划之前,确保不会发生损坏也很重要,。
一种解决方案:发射台的防火沟里装满水,这有助于消除火箭升空时产生的一些强烈噪音。
我们在阿波罗时代进行了一系列地面测试,我们再次为太空发射系统进行了这些测试,还建造了火箭和发射台的较小模型,以衡量它们的相互作用如何产生噪音。火箭本身的最大噪音,虽然你可能无法判断你是否坐在观看发射的热门地点,但实际上离地面约45 米;羽流散开,而不是从一个有水的洞里钻下去,这有助于减弱一些噪音。
我在大约半英里外,我戴上了耳塞,持续了 600 秒,这东西产生的蒸汽比你想象的要多
充满水的消防沟也被用于航天飞机的发射,在那些著名的老式火箭发射中看到的富有魅力的沸腾蒸汽云实际上并不是烟雾,而是水在高温下蒸发的蒸汽。
计划中使用的新型火箭,计划将人类带入太阳系的距离比以往任何时候都远。它是有史以来发射的最强大的火箭之一,推力是土星 5 号的 13 倍。地面测试是火箭设计过程中的关键一步。
大约半英里外,戴上了耳塞,持续了 600 秒,这东西产生的蒸汽比你想象的要多。当你离得那么近时,你会看到那是四分之一的引擎!那些产生的推力比侧面的两个固体火箭助推器小。
它让你了解这些火箭的威力有多大。
但噪音水平不仅仅取决于发动机的推力。
人们听到的声音有很多细微差别。就像一个阴天,如果你有一个330 米的云顶,这种噪音会一直传播,然后来回反弹。它真的不会轻易减弱,所以如果你遇到阴天,人们会听到火箭发射的声音。
噪音更大的火箭可能确实存在。SpaceX 的Starship 运载工具,旨在执行拟议的火星任务将在超重型助推器上升空。根据 SpaceX 的说法,Super Heavy 将产生近 76MN 的推力,是土星 V 的两倍多。如果你打算观看它起飞,耳塞听起来是个不错的主意。
源:BBC
相关阅读
联系客服
手机
微信

顶部