傍晚逛101遇到火箭發射

《紅樓夢》第5回提到:「事事洞明皆學問，人情練達即文章」。如果我們對生活中的事物多多留心，可能會有很多意料外的學習和收穫，搞不好正是你苦思許久的題目的靈感來源呢!

金門北山播音牆，有48組揚聲器，聲音可傳25公里

筆者某一天吃完下午茶，在101散步，發現有一款來自法國的精品喇叭，竟然宣稱內部壓力有174dB，是火箭發射的力學級別！令人更好奇的是，竟然有超過80位航太、汽車、音響、機械專家投入研發，經過了10年，耗資2500萬歐元。到底要如何發出巨大的聲音呢? 火箭發射的聲學設計又是如何?從過往的經驗我們了解，要產生很大的聲音，基本上喇叭的體積一定要夠大

德國Klangfilm推出的Euronor大號角，提供給劇院使用，1943年

NASA Glenn Research Center位在俄亥俄州克里夫蘭，他們的聲學實驗室(Reverberant Acoustic Test Facility, RATF)，有2860立方公尺，裡面有36隻號角喇叭，其中23隻是用伺服液壓缸(Hydraulic servo cylinder)的聲音調變器(Acoustic modulator)驅動，並有6個截止頻率(Cut-off frequency)；另外13隻是用電動氣動式(Electro-pneumatic)的聲音調變器驅動，並有1個截止頻率。透過這樣的組合，工程師可以準確的產生介於25Hz~10KHz的聲音頻譜

Glenn Research Center的聲學實驗室

這個實驗室能產生最大分貝(acoustic overall sound pressure level, OASPL)是163dB，並預計未來要升級到166dB。您別小看只多了3dB，這輸入的能量可是變成兩倍！任何一個25Hz的號角喇叭產生的音量，大約等同於數千個家用型喇叭，能發出震耳欲聾的聲音。並且房間內充滿了氮氣，如果有人待在這個房間太久，他不是被震到耳聾，就是會因為缺氧而死。所以安全上的設計也非常重要，只要門一被打開，聲音就會自動關閉。在火箭發射過程中，高溫、高熱並不算最難克服的，最具挑戰的，反而是發出巨響造成的振動。位於荷蘭的Large European Acoustic Facility (LEAF)，能發出154dB的聲響。是放音樂測試嗎? 不是，如前面所說，是一種各個頻率(25~10KHz)都有的噪音。由於噪音造成的振動是如此劇烈，NASA需要在火箭升空時在發射台噴出大量的水，最快每分鐘有90萬加侖，相當於每分鐘340萬公升！這個辦法是和潛水艇借來的。由於柴油引擎的潛水艇太吵，很容易被聲納追蹤，工程師就在引擎周邊產生氣泡，一方面吸收聲納傳出來的波，一方面吸收引擎噪音，達到匿蹤的效果。

NASA’s Sound Suppression System

最後做個小結，NASA的RATF能產生163dB的聲音，ESA的LEAF則是154dB，那文章開頭提到的法國喇叭呢? 內部壓力雖有174dB，但實際發聲只有108dB，和NASA的系統能量相差31萬6千倍！不過也別因此小看它，傳統喇叭要發出108dB，體積要它的20倍大呢！以上是筆者在日常吃飯逛街之餘，所做的觀察！

資料來源:

文章:
1. Reverberant Acoustic Test Facility (RATF)
https://www1.grc.nasa.gov/facilities/spf/

2. How to Sound Check the World’s Most Powerful Rocket
https://motherboard.vice.com/en_us/article/mg7b5x/how-to-sound-check-the-worlds-most-powerful-rocket

3. The Most Killer Speaker System in the World is for Rocket Science
https://motherboard.vice.com/en_us/article/ezvn37/to-stress-test-rockets-scientists-built-the-loudest-soundsystem-in-the-world

4. NASA’s Incredible Sound Suppression System Prevents Rockets from Exploding
https://interestingengineering.com/nasa-sound-suppression-system-prevents-rocket-from-exploding

圖片:
一、金門北山播音牆
https://kinmen.travel/zh-tw/travel/attraction/1394

二、德國Klangfilm推出的Euronor大號角，提供給劇院使用，1943年
https://www.pinterest.com/pin/310185493076916265/

三、Glenn Research Center的聲學實驗室
https://www.nasa.gov/content/reverberant-acoustic-test-facility/

四、Large European Acoustic Facility
https://www.european-test-services.net/services-mechanical-Large-Acoustic.html

五、NASA’s Sound Suppression System
https://interestingengineering.com/nasa-sound-suppression-system-prevents-rocket-from-exploding

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傍晚逛101遇到火箭發射