火箭升空时喷出的白烟,其实根本不是烟
看完这篇你会知道火箭升空时的"白烟"其实是水蒸气,而不是废气或浓烟,这套注水系统是为了同时对付高温和震耳噪声的
倒计时结束,火箭点火的瞬间,发射台下腾起一大团浓密的白色云雾,几乎把整个火箭底部都淹没了。很多人以为那是废气、尾气,甚至觉得是什么东西烧焦了——但你猜怎么着?那团"白烟",其实绝大部分是普通的水蒸气。
那团白雾到底从哪儿来?
发射前几秒,地面团队会往发射台下方的导流槽里大量注水——有些大型火箭一次要灌进去几十万升,相当于好几个游泳池的水量。这么做不是为了"造景",而是为了降温和消音。火箭发动机点火时,喷出来的燃气温度高达三四千摄氏度,比钢铁熔化的温度还高一倍多。这股高温气流一碰到冷水,水瞬间被"烤"成水蒸气,大量蒸汽往上涌,就形成了我们看到的那团白色云雾。所以本质上,那不是烟,而是水汽,跟你掀开蒸锅锅盖时冒出来的白雾是一回事。
不浇水会怎样?
你可能会想:那不浇水行不行?发动机自己扛得住高温,总没问题吧?问题出在声音上。火箭发动机点火时产生的噪音强度可以超过180分贝,站在几公里外都震耳欲聋。这种声波能量如果原封不动地往上冲,会剧烈震动火箭本体,轻则损坏精密仪器,重则直接把火箭外壳震碎。水是天然的"吸音棉",水被高温气化时会大量吸收声波能量,把这股破坏力化解掉。NASA测试过,有了这套注水系统,发射台附近的声压能降低约50%——相当于把一台全功率运转的喷气式发动机硬生生"调低了一半音量"。
火箭自己喷出来的才是真正的废气
当火箭真正离地升空、白雾散去之后,你仔细看火箭尾部拖着的那条长长的"尾巴"——那才是发动机燃烧后排出的真实产物。用液氢和液氧作为燃料的火箭,燃烧产物几乎只有水,所以尾焰看起来几乎透明,偶尔能看到淡淡的白色。而用固体燃料的火箭,尾部会带一点灰白色,里面夹杂着少量氧化铝颗粒。不过不管是哪种,比起汽车尾气,火箭的排放已经算相当"干净"了。真正对环境影响大的,反而是发射过程中的噪音和热浪,而不是那团看起来吓人的白雾。
下次看直播时不妨留意一下:火箭刚点火时白雾最浓,等它真正飞上去、离开注水区域之后,那些"烟"会明显减少——因为水浇完了,蒸汽自然也就散了。顺便想一个问题:既然这套注水系统这么重要,如果发射当天遇上超级大旱、供水不足,火箭还能按时发射吗?