载人航天器热控分系统噪声控制

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1、第29卷第5期航天器环境工程2012年10月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING571载人航天器热控分系统噪声控制金岩(北京空间飞行器总体设计部,北京100094)摘要:随着载人航天器越来越复杂,热控分系统所用到的高速旋转设备越来越多,所产生的噪声将影响航天员的身体健康,因此载人航天器的噪声控制非常迫切。文章通过热控分系统的布局设计以及单机设备的降噪优化等措施,找到了有效降低整个载人航天器热控分系统噪声水平的方法,可供类似的载人航天项目的热控设计参考。关键词:载人航天器;热控分系统;噪声控制中图分类号:V423文献标识码:A文章编号:

2、1673-1379(2012)05-0571-03DOI:10.3969/j.issn.1673-1379.2012.05.0190引言流体回路泵产生噪声的原因是多方面的:流体回路泵的转速很高,当泵的叶轮推动液体工质时会形成航天员长期在舱内工作、生活,对舱内噪声的噪声;因汽蚀作用而导致流体回路的压力出现波控制提出了严格要求,规定航天员生活环境的噪声动,从而产生噪声;若泵体或轴的刚性不好,在泵指标为55~69dB。在国际空间站上,曾经因噪声运行时容易产生振动噪声;由于泵的叶轮静不平衡指标超出了规定的要求(用随身携带的声强计所测或动不平衡的问题,在离心力作用下会引起

3、泵较大得的噪声水平为72dB/24h),航天员不管是睡眠还的振动而产生噪声;当轴承高速转动的负荷较大是工作,都要被迫戴上消音头盔和耳塞等听力保护时,也会产生噪声;电动机也是重要的噪声源等。装置,长时间的飞行任务导致多位航天员的听力受[1]由流体回路设备所产生的噪声沿流体回路管路传到了永久性损害。对国际空间站上各系统和设备播至舱内,再通过空气传播至航天员的耳朵。产生的噪声进行分析,发现热控分系统所产生的噪声在整个噪声中占了很大的比例。1.2强迫对流通风设备的噪声为了满足长期载人飞行任务的需求和总体技在微重力环境中,由于自然对流很弱,所以需术要求的规定,噪声控制变得

4、非常迫切。本文针对要用强迫对流的方法来进行热交换,即用风机来推热控分系统的噪声控制问题,通过热控分系统的布动空气。而热控分系统设备的冷却也需要靠风机强局设计以及单机设备的降噪优化等措施,找到了相迫空气流动进行换热[2]。关技术途径或方法,可以有效地降低载人航天器热强迫对流通风设备的噪声源主要是各种风机。控分系统噪声水平。风机的转速很高,由旋转的叶片与空气的相互作用1热控分系统的噪声源而形成涡流噪声;由于风机的叶轮静不平衡或动不平衡的原因,在离心力的作用下使风机产生较大振热控分系统的噪声源主要有转速很高的流体动而产生噪声;其他的重要噪声源还有高负荷的轴回路设备和强

5、迫对流通风设备。承、电动机等。另外,高速气流在输送过程中与风1.1流体回路设备的噪声道壁面、风口等的摩擦作用也会产生噪声。为了便于航天员在轨维修或更换,一般内回路2热控分系统的噪声控制泵布置在舱内。泵是一个噪声源,又长期工作在密封舱内,所产生的噪声对航天员造成很大的影响。热控分系统的噪声控制包括采用减振、隔声、————————————收稿日期:2012-04-26;修回日期:2012-07-03基金项目:国家重大科技专项工程作者简介:金岩(1974—),男,从事载人航天器热控设计工作。E-mail:aresau197@sina.com。572航天器环境工程第29

6、卷吸声等措施来减少舱内的噪声。如不考虑距离的因素,风机的噪声衡量指标是2.1流体回路设备的噪声控制声功率与基准声功率之比,其表达式为WL=10lg(1)流体回路设备的噪声控制措施如下:WW0,1)加强热控分系统布局设计,有效地隔断设式中:LW为声功率级,dB;W为声功率,W;W0备之间的振动传递影响;-12为基准声功率,W0=1×10W。2)将流体回路泵组布置在远离航天员活动区用式(1)来计算两个60dB的风机加起来的噪声的位置;是63dB。因此用多个小风机替代一个大风机,在3)采取减振措施,如在泵出口处增设软管接通风效果不变的情况下,可以有效地降低系统的噪头以

7、阻断振动沿管路传导的路径,在泵和其他动力声。而且通风控制区域更加灵活,对氧气、二氧化[3]设备的安装座上增加减振垫或吸振阻尼措施,在碳浓度和温湿度的控制效果更好。管路支架与管路之间用毛毡等减振;除控制风机自身的声功率外,还需对通风系统4)提高运动设备的整体刚度,严格控制各设进行消声和隔声的控制,以降低航天员生活区的实备的静不平衡和动不平衡量,降低设备的本底噪声际噪声。水平;仪器区的风机可以加装密闭的隔声罩,而由隔5)设置气泡捕集器和补偿器使溶解在工质中声阻尼材料、吸声层和阻燃布组成的隔声罩具有隔的气体溢出,对流体回路工质进行脱气处理,以减声和吸声的双重降噪效果。

8、两台仪器区的风机装在少气

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1、第29卷第5期航天器环境工程2012年10月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING571载人航天器热控分系统噪声控制金岩(北京空间飞行器总体设计部,北京100094)摘要:随着载人航天器越来越复杂,热控分系统所用到的高速旋转设备越来越多,所产生的噪声将影响航天员的身体健康,因此载人航天器的噪声控制非常迫切。文章通过热控分系统的布局设计以及单机设备的降噪优化等措施,找到了有效降低整个载人航天器热控分系统噪声水平的方法,可供类似的载人航天项目的热控设计参考。关键词:载人航天器;热控分系统;噪声控制中图分类号:V423文献标识码:A文章编号:

2、1673-1379(2012)05-0571-03DOI:10.3969/j.issn.1673-1379.2012.05.0190引言流体回路泵产生噪声的原因是多方面的:流体回路泵的转速很高,当泵的叶轮推动液体工质时会形成航天员长期在舱内工作、生活,对舱内噪声的噪声;因汽蚀作用而导致流体回路的压力出现波控制提出了严格要求,规定航天员生活环境的噪声动,从而产生噪声;若泵体或轴的刚性不好,在泵指标为55~69dB。在国际空间站上,曾经因噪声运行时容易产生振动噪声;由于泵的叶轮静不平衡指标超出了规定的要求(用随身携带的声强计所测或动不平衡的问题,在离心力作用下会引起

3、泵较大得的噪声水平为72dB/24h),航天员不管是睡眠还的振动而产生噪声;当轴承高速转动的负荷较大是工作,都要被迫戴上消音头盔和耳塞等听力保护时,也会产生噪声;电动机也是重要的噪声源等。装置,长时间的飞行任务导致多位航天员的听力受[1]由流体回路设备所产生的噪声沿流体回路管路传到了永久性损害。对国际空间站上各系统和设备播至舱内,再通过空气传播至航天员的耳朵。产生的噪声进行分析,发现热控分系统所产生的噪声在整个噪声中占了很大的比例。1.2强迫对流通风设备的噪声为了满足长期载人飞行任务的需求和总体技在微重力环境中,由于自然对流很弱,所以需术要求的规定,噪声控制变得

4、非常迫切。本文针对要用强迫对流的方法来进行热交换,即用风机来推热控分系统的噪声控制问题,通过热控分系统的布动空气。而热控分系统设备的冷却也需要靠风机强局设计以及单机设备的降噪优化等措施,找到了相迫空气流动进行换热[2]。关技术途径或方法,可以有效地降低载人航天器热强迫对流通风设备的噪声源主要是各种风机。控分系统噪声水平。风机的转速很高,由旋转的叶片与空气的相互作用1热控分系统的噪声源而形成涡流噪声;由于风机的叶轮静不平衡或动不平衡的原因,在离心力的作用下使风机产生较大振热控分系统的噪声源主要有转速很高的流体动而产生噪声;其他的重要噪声源还有高负荷的轴回路设备和强

5、迫对流通风设备。承、电动机等。另外,高速气流在输送过程中与风1.1流体回路设备的噪声道壁面、风口等的摩擦作用也会产生噪声。为了便于航天员在轨维修或更换,一般内回路2热控分系统的噪声控制泵布置在舱内。泵是一个噪声源,又长期工作在密封舱内,所产生的噪声对航天员造成很大的影响。热控分系统的噪声控制包括采用减振、隔声、————————————收稿日期:2012-04-26;修回日期:2012-07-03基金项目:国家重大科技专项工程作者简介:金岩(1974—),男,从事载人航天器热控设计工作。E-mail:aresau197@sina.com。572航天器环境工程第29

6、卷吸声等措施来减少舱内的噪声。如不考虑距离的因素,风机的噪声衡量指标是2.1流体回路设备的噪声控制声功率与基准声功率之比,其表达式为WL=10lg(1)流体回路设备的噪声控制措施如下:WW0,1)加强热控分系统布局设计,有效地隔断设式中:LW为声功率级,dB;W为声功率,W;W0备之间的振动传递影响;-12为基准声功率,W0=1×10W。2)将流体回路泵组布置在远离航天员活动区用式(1)来计算两个60dB的风机加起来的噪声的位置;是63dB。因此用多个小风机替代一个大风机,在3)采取减振措施,如在泵出口处增设软管接通风效果不变的情况下,可以有效地降低系统的噪头以

7、阻断振动沿管路传导的路径,在泵和其他动力声。而且通风控制区域更加灵活,对氧气、二氧化[3]设备的安装座上增加减振垫或吸振阻尼措施,在碳浓度和温湿度的控制效果更好。管路支架与管路之间用毛毡等减振;除控制风机自身的声功率外,还需对通风系统4)提高运动设备的整体刚度,严格控制各设进行消声和隔声的控制,以降低航天员生活区的实备的静不平衡和动不平衡量,降低设备的本底噪声际噪声。水平;仪器区的风机可以加装密闭的隔声罩,而由隔5)设置气泡捕集器和补偿器使溶解在工质中声阻尼材料、吸声层和阻燃布组成的隔声罩具有隔的气体溢出,对流体回路工质进行脱气处理,以减声和吸声的双重降噪效果。

8、两台仪器区的风机装在少气

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