潛艇的消音降噪技術.ppt

潛艇的消音降噪技術 一 潛艇隱身技術重要性 潛艇隱身技術是指各國海軍為使其潛艇不易被敵方發(fā)現(xiàn)所研制和應用的技術 隨著潛艇技術的發(fā)展 游弋于大洋深處的潛艇將會更隱蔽 更具突然攻擊能力 真正成為隱蔽在大洋深處的利劍 潛艇隱身技術出現(xiàn)于二戰(zhàn)時期 當時潛艇經(jīng)常要浮出水面或在通氣管狀態(tài)下為蓄電池充電 而這一時期出現(xiàn)的雷達對其構成了巨大威脅 隱身性對于核潛艇的生存和作戰(zhàn)性能有著直接的關系 而噪聲是破壞潛艇隱身性的主要因素 降噪至關重要 對潛艇探測的主要方式是探測潛航潛艇聲場的變化 降低噪聲是潛艇隱身最重要的環(huán)節(jié) 據(jù)測算 潛艇的噪聲每降低20分貝 可使己方被動聲納探測距離增加一倍 敵方被動聲納探測距離減半 同時使本艇的聲模擬干擾裝置作戰(zhàn)效果提高15倍左右 二 潛艇的噪音源 潛艇在水下活動 以海水作掩護 偵察飛機 偵察衛(wèi)星都難以發(fā)現(xiàn)它的行蹤 但是 潛艇航行時發(fā)動機和螺旋槳發(fā)出的聲音 龐大身軀對聲波的反射 使?jié)撏Ш苋菀壮蔀槁暭{捕捉的目標 不僅如此 潛艇的潛望鏡必要時對水面進行觀察 常規(guī)動力潛艇的通氣管不時伸出水面吸進空氣 雖是 蛛絲馬跡 也會使敵搜索雷達有可乘之機 何況常規(guī)動力潛艇還需定時浮出水面用柴油機推進同時給蓄電池充電 大約占巡邏時間的20 更無隱蔽可言 從產(chǎn)生根源有兩個大方面 一是由本艇設備運作引起的噪聲 二是由潛艇運動和海水相互作用后產(chǎn)生的噪聲 1 機械噪音 機械噪聲是由于潛艇內(nèi)主 輔機和軸系的運轉 以及與其相連的基座 管路和潛艇結構的振動而引起的 這種振動輻射到艙室引起艙室空氣噪聲 輻射到水中 構成潛艇的輻射噪聲 自噪聲等 2 螺旋槳噪音 螺旋槳噪聲一般是潛艇中高速航行的主要噪聲源 即使在較低速度航行時 螺旋槳噪聲也是潛艇的主要噪聲源 與機械噪聲不同 螺旋槳噪聲產(chǎn)生在艇體外面 由螺旋槳轉動引起的 即主要由螺旋槳葉片振動和螺旋槳空泡產(chǎn)生的 3 水動力噪音 水動力噪聲是由不規(guī)則或起伏的水流流過運動著的潛艇產(chǎn)生的 當不規(guī)則的水流流過艇體時 與之有關的壓力起伏 作為聲波直接輻射出去 三 國外海軍采取的降噪措施 a 改進螺旋槳結構 采用大側斜 變距 多葉 一般為7葉 螺旋槳 這樣可使葉片周向載荷均勻 減少空泡 尾部伴流分布均勻 俄羅斯Ak級潛艇的螺旋槳葉片為曲面 還可減少渦凹聲音 b 葉片選用高阻尼合金材料 可抑制槳葉振動 降低輻射噪聲 如美國的鎳銻合金 日本的鐵鉻鋁合金等 使減振效果提高了20倍 c 氣幕降噪 該技術是西方國家海軍較為推崇的一種用來提高艦艇水下聲隱蔽性的高技術 其原理是通過在艦殼水下部分和螺旋槳部位向水中噴射壓縮空氣 從而形成一定厚度的氣幕來有效屏蔽 衰減和散射艦艇的水下寬頻帶輻射噪聲 該技術可大幅度地降低艦艇水下輻射噪聲 達6 10dB 改變水下輻射噪聲特征 衰減敵主動聲納信號的反射 由于該技術降噪效果顯著 造價低廉 因而廣受各國海軍青睞 d 泵噴推進 隨著潛艇航速的不斷提高 有可能使螺旋槳重新產(chǎn)生空泡 此外螺旋槳尾流的旋轉 使小部分耗散的能量轉化為聲能 為此 國外研制了一種新型的低噪聲推進器 泵噴推進器來取代螺旋槳推進 泵噴推進器由轉子 定子和減速阻尼導管組成 轉子 定子產(chǎn)生的噪聲被導管遮蔽 轉子后的定子又可減少尾流旋轉能量的損失 減速型導管能夠延遲轉子空泡的起始 最終達到降噪的目的 四 較好的潛艇降噪舉例 俄羅斯的最新一級核動力攻擊型潛艇 北德文斯克 在潛艇隱身方面又有了新的進展 艇上使用新型的KTP 6型一體化壓水反應堆 就是一種優(yōu)良的壓水反應堆 不僅發(fā)出的噪聲小 而且節(jié)約反應堆功率 該艇還採用了全新的有源消聲技