El “sistema de ducha” en la torre de lanzamiento.
Al lanzar un cohete, este suele emitir un ruido de casi 200 decibeles, y en algunos casos hasta 220. No debe subestimarse la letalidad de este nivel de ruido, y si no se controla, es probable que dañe nuestro cuerpo, las plataformas de lanzamiento, los edificios circundantes, etc.
Por lo tanto, el cohete se lanzará en el momento del dolor de una “ducha fría”, que no solo puede ser para que nos refresquemos, sino también para la reducción del ruido del cohete.
La Academia de Cohetes del Instituto de Tecnología de Lanzamiento Espacial de Beijing diseñó un “sistema de ducha” de reducción de ruido y enfriamiento: un sistema de enfriamiento y reducción de ruido mediante rociado de agua con un gran flujo.
Este sistema se divide en dos niveles: uno en la plataforma de lanzamiento, donde se enciende el motor del cohete, que rocía la plataforma con una capa de protección contra el agua de 5 cm de espesor; el segundo nivel, ubicado a ambos lados de los pilones de 5 metros de altura, en la plataforma de lanzamiento, proyecta agua desde el centro de la llama del cohete hasta 5 metros de altura. Estos dos niveles de rociado rociaron agua durante más de 20 segundos, arrojando 400 toneladas de agua. El agua rociada se calienta mediante ondas sonoras, convirtiendo la energía de estas en calor, reduciendo así el ruido en nuestros lanzamientos a unos 140 decibeles, lo que reduce los riesgos de ruido de alta intensidad.
El agua proviene de un gran tanque de agua en la parte superior de la torre de lanzamiento, y de las 400 toneladas de agua rociadas, el 30% se vaporizará a la atmósfera, mientras que el 60% fluirá a través de los tanques deflectores, y la evaporación del agua quita mucho calor, enfriando el área central de la plataforma de lanzamiento en alrededor de 1,000 grados Celsius.
El “equipo de absorción de sonido” en el carenado.
A medida que el cohete asciende, el flujo de aire produce un fuerte ruido debido al aumento de velocidad. Al igual que soplar sobre el papel, este produce un chasquido, el flujo de aire que atraviesa el carenado de esta estructura de paredes delgadas de gran diámetro y tamaño genera más de 140 decibelios de ruido. El ruido destruye el carenado del interior de los equipos electrónicos y, en particular, la estructura en general, causando daños por fatiga en componentes clave, lo que reduce considerablemente la fiabilidad de todo el sistema. En ocasiones, los cohetes emprenden misiones espaciales tripuladas, y el interior del carenado es la nave espacial donde se encuentran los astronautas, por lo que el ruido puede perjudicar gravemente la salud de estos.
En respuesta a este problema, el Departamento de Diseño General de la Rocket Academy ha desarrollado una capa de cobertura acústica, que se coloca en la pared interior del carenado y cubre un área de 30 metros cuadrados, con un espesor de solo 4.5 centímetros.
La capa de recubrimiento acústico está compuesta principalmente de espuma porosa de melamina. Cuando las ondas sonoras inciden sobre la superficie del material acústico poroso, una parte se refleja y la otra se transmite al interior a través de los orificios pasantes conectados al exterior. La vibración de la onda sonora al entrar en el material provoca un movimiento violento del aire dentro de los orificios, haciendo que roce con la pared del orificio. Bajo la acción de la fricción y la fuerza viscosa, parte de la energía acústica se convierte en energía térmica, atenuando así la onda acústica y debilitando la energía sonora reflejada para lograr el efecto de absorción acústica. Además, el intercambio de calor entre el aire, la pared del orificio y el material provoca una pérdida de calor, lo que también contribuye a la atenuación de la energía sonora.
Con la capa de recubrimiento acústico, el ruido dentro del carenado se puede reducir entre 5 y 8 dB en la banda de frecuencia superior a 500 Hz, y el nivel de presión sonora total se reduce en aproximadamente 3 dB. Además de fabricar capas de recubrimiento acústico para cohetes, la espuma de melamina también se puede utilizar para la reducción de ruido en transbordadores espaciales, aviones comerciales, helicópteros, cazas, etc.
Al mismo tiempo, nuestros científicos han implementado numerosas medidas para evitar interferencias de ruido en naves espaciales y trajes espaciales. Gracias a la protección acústica, el resonador de Helmholtz, la nave espacial, el traje espacial, etc., se ha controlado eficazmente el ruido dentro del carenado y se ha garantizado la salud auditiva de los astronautas.
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