作者:马帅莎 王泽洋 冯国松 来源:中国新闻网 发布时间:2022/7/24 15:42:20
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给“大嗓门”设备降噪 “航天调音师”让太空之家“静”下来

 

中新网海南文昌7月24日电 (马帅莎 王泽洋 冯国松)问天实验舱7月24日成功发射。作为中国空间站第二个舱段,实验舱内部配置了多台实验柜和3个睡眠区,是航天员将来的主要工作场所。如何控制舱内噪声,为航天员提供安静舒适的工作环境备受重视。

承担此次问天实验舱噪声评估与治理工作的是中国航天科技集团五院总装与环境工程部空间站力学试验团队。从模拟噪声源、找准“大嗓门”到让设备“安静”下来,这支“航天调音师”团队想尽妙招。

模拟“起飞的声音”,从神舟飞船开始

神舟载人飞船发射过程中,舱外噪声可达到140至160分贝。如此“灌耳魔音”中,飞船能否保持正常工作状态?舱内航天员能否承受得住?为此,在神舟飞船研制之初,为飞船量身定制的大型噪声试验室应运而生。

在中国航天科技集团五院自主研制的世界第二大混响室中,声压可超过飞机起飞时噪声的100倍,保证飞船各项力学试验“身临其境”,预演数据“分毫不差”。

神舟载人飞船发射前,都会在混响室内进行全面“体检”。在试验团队的操作下,几十个发声设备同时工作,产生发射过程中的高声强噪声,数百只传感器对飞船进行“望闻问切”,检测飞船返回舱内的噪声环境是否满足设计指标要求,提前帮航天员感受“起飞的声音”。飞船只有通过“严格体检”,才能奔赴发射场。

替身“合唱团”,找准“大嗓门”

问天实验舱内部安装了大量压气机、泵、风扇,以及由于空间生命科学研究任务所需搭载的“太空冰箱”等诸多“不太安静”的设备,这些设备工作的噪声叠加在一起就构成了空间站内的复杂噪声环境。

问天实验舱与天和核心舱交会对接后,将组成连通的整体,航天员将进入问天实验舱,开展空间实验研究工作。为了给航天员提供安静舒适的工作环境,必须找出“嗓门”最大、影响最明显的设备,进行更精准、更严格的噪声治理。

问天实验舱中的设备来自多个研制单位,到位时间各不相同,但噪声评估工作不能等到所有噪声源就位再开展。没有噪声源,试验人员就组建了一支替身“合唱团”队伍,把噪声模拟出来。

噪声源模拟技术好比学习唱歌,既要学好“腔调”,又要控制好“嗓门”。同时,它也有自己的“录音棚”——消声室,可进行频率、声压、功率全方位立体模拟。学会“唱歌”之后,声源模拟系统就可以安装在空间站,这时试验团队还需关注其安装状态,“演员站位”不准,“合唱”就会乱套。通过独唱、二重唱、合唱等各种排练,最终找出影响最大、需要进行严格降噪的设备。

多种妙招,让“大嗓门”安静下来

找到“大嗓门”以后,如何让设备“安静”下来,是试验团队需要攻克的下一批技术难点。问天实验舱搭载的“太空冰箱”在设计时做到了最大程度的集成,各组成部分间环环相扣。另外,为了保证舱内空气质量,空间站对材料选择有严格要求,这就导致很多地面常用的降噪材料不适用于空间站。

为了高效降噪,试验团队首先对关键泵机进行设计,在保证制冷效率的同时,将声能输入降至最低,并选用新型附着材料提升结构阻尼,改良箱体的声辐射效率,通过改变连接关系改善结构传导特性……利用这些细节设计,试验团队将“太空冰箱”的噪声指标降低了近20分贝。

此外,舱内设备的噪声成因、安装位置、体积大小各不相同,试验团队“对症下药”。以振动为主的噪声源,被穿上金属橡胶定制的松软舒适的“鞋子”,避免振动产生的噪声影响航天员;以声辐射为主的噪声源,被放在隔声较好的盒子里……

借助各种妙招,问天实验舱工作区噪声可保持在60分贝以下,睡眠区保持在50分贝以下,满足相关医学标准要求,为航天员提供安静舒适的工作生活环境。(完)

 
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