火箭发射为什么要喷出400吨水（火箭发射为什么要喷水）

火箭发射为什么要喷出400吨水（火箭发射为什么要喷水）首先我们要知道为什么要降噪。有人说，噪声最多影响周围居民而已，跟飞机起飞一样，有什么关系？这其中的可关系大着呢。既然起名为大流量喷水降温降噪系统，因此除了降温，喷水系统还能达到降噪的作用。现在我们知道喷水400吨不是白白浪费的，既要降温也要降噪。具体来说，这是什么原理呢？喷水降温是目前国际上普遍采用的一种降温方法。我国北京航天研究所的技术负责人陈劲松说，长征七号火箭也采用了这种降温手段，具体做法是开发一套大流量喷水降温降噪系统。大流量喷水降温降噪系统也被比喻为“淋浴系统”。系统分为两级，一级处于发射平台一层，在火箭启动点火之前，会预先给发射台喷水，形成一个约5厘米厚的保护屏障。二级处于距离发射台5米高的高空塔架上，当火箭发动机启动点火，火箭起飞经过二级喷水设施，会触发喷水设施启动。仅20秒时间，喷水装置就能喷出400吨的水。陈劲松说，400吨水里有百分之三十会汽化，另有百分之六十的水则经由

不管在视频中还是在现场，火箭发射的几秒内，我们看到火箭周围瞬间涌出大量的白雾，像一座座蘑菇云一样升起。有没有人想过，为什么会产生这个白雾呢？

这个白雾实际上是水雾，是大量水分子蒸发后的效果。几乎每一次火箭发射，都会消耗400到500吨水。计算一下，我们平常人一家人用水也就一个月10吨左右，400吨水可以用三年了，火箭发射为什么要消耗那么多水呢？

很容易想到，火箭发射时喷水有降温的作用。火箭在发射时会产生大量高温火焰，通常火焰温度超过了3300℃，3300℃是什么水平？你可能知道乙炔焰，工人用它来切开坚硬的钢板，乙炔焰的温度通常在3050℃到3150℃之间。相比之下，3300℃的火箭尾焰，除了可以烧化钢板，火箭周围的设施设备都会被这么高的温度烧毁，可以说十分危险了。

火箭尾焰除了有3300℃的高温，还会使火箭发动机燃烧室产生约等于200多个大气压的强大压力。如果强大的压力冲击到火箭发射台及周围的设备，也会产生强烈的破坏。如果发射一次火箭，就要毁一次发射台，这可就得不偿失了。

喷水降温是目前国际上普遍采用的一种降温方法。我国北京航天研究所的技术负责人陈劲松说，长征七号火箭也采用了这种降温手段，具体做法是开发一套大流量喷水降温降噪系统。

大流量喷水降温降噪系统也被比喻为“淋浴系统”。系统分为两级，一级处于发射平台一层，在火箭启动点火之前，会预先给发射台喷水，形成一个约5厘米厚的保护屏障。二级处于距离发射台5米高的高空塔架上，当火箭发动机启动点火，火箭起飞经过二级喷水设施，会触发喷水设施启动。仅20秒时间，喷水装置就能喷出400吨的水。

陈劲松说，400吨水里有百分之三十会汽化，另有百分之六十的水则经由导流槽流走。水分蒸发过程中会吸收热量，使发射平台的温度大大降低，通常能降低1000度左右。

既然起名为大流量喷水降温降噪系统，因此除了降温，喷水系统还能达到降噪的作用。现在我们知道喷水400吨不是白白浪费的，既要降温也要降噪。具体来说，这是什么原理呢？

首先我们要知道为什么要降噪。有人说，噪声最多影响周围居民而已，跟飞机起飞一样，有什么关系？这其中的可关系大着呢。

火箭发射时产生的噪音比飞机起飞产生的噪音大多了，有足足220分贝。这是什么概念？当你把耳朵紧贴地面，能听到的飞机起飞噪声有140分贝，火箭噪声却是其的1.57倍。

听上去似乎差距没有那么明显？你不知道的是，声音分贝只代表音量，而声音的能量却是指数级增长的。虽然火箭与飞机的噪音音量仅相差80分贝，火箭噪音产生的声音能量却是飞机的1亿倍，没错，是1亿倍。这样下来，火箭噪音的危害不止是震破人的耳膜，甚至能将人粉碎。220分贝的火箭噪音对于发射台及周围设备的破坏程度可想而知。

比如美国在第一次进行航天飞机任务时就翻了车，原因是噪音导致机身的隔热瓦脱落，好在飞机最后安全迫降。

美国是率先运用喷水原理进行火箭发射降噪的国家。到目前为止，美国对肯尼迪航天中心发射台的噪音抑制系统进行过几次改良。现在肯尼迪发射台的噪音抑制系统，从喷水500吨改进到了更高的水平，仅仅用41秒就可喷水1300吨，是以前喷水量的两倍多，大大降低了航天飞机上的噪音。

用水降噪的原理并不复杂，声波振动时遇到空气中大量的水雾，声波会被水分子吸收，声波能量转化为热能。声波能量大大减少后，对火箭、火箭发射台和周围环境的冲击力就小得多了，基本上能达到安全发射的目的。

海南文昌发射中心也在采用目前最先进的喷水装置，即20秒内喷射400吨水，可使火箭的噪音降低到140分贝，也就是贴地听飞机起飞的噪音水平。

现在的降噪系统已经很先进。除了依照惯例利用喷水装置，还会尝试结合新的研究成果。中国火箭院研究员设计了声学覆盖层来吸收噪音，声学覆盖层主要由三聚氰胺材料组成，当声波进入到声学覆盖层内部，部分声能会转化为热能，从而实现声波的衰减。

火箭院北京研究所还与北理工合作，发明了一种“吸音器”，这种吸音器全称是亥姆霍兹共鸣器。亥姆霍兹共鸣器能将吸入的噪音进行声能消耗，从而达到降噪目的。

虽然火箭喷水降温降噪系统解决了降温降噪的难题，却也产生了新的问题。那就是，每设计一台火箭，必须重新设计一种适合该火箭的喷水降温降噪系统。这样不仅会增加研发成本，还会延长火箭生产周期，对于现在的航天任务来说，这样的火箭生产速度是远远不够的。为了解决这个办法，研究员正在设计一种能够匹配不同火箭的喷水降温降噪系统。

当美国和中国已经采用喷水装置给火箭和发射台降温的时候，俄罗斯却另辟蹊径，采用一种与我们截然不同的方法。其实这与俄罗斯的气候有关系，最冷的时候，俄罗斯的发射场温度只有零下40多度，水一遇到空气就结冰了，根本达不到汽化带走大量热量的效果。他们采取的办法是在地上挖一个大坑，火箭发射时，尾焰全烧在空无一物的大土坑里，也就没有什么损失了。

制造火箭是一门高精尖的技术，汇聚了无数科学家的智慧结晶。我们看着火箭发射就那几秒时间，却是大量的高科技人才已经耗费了一生的成果。