潜艇的主要噪声来源

潜艇的主要噪声来源

潜艇的噪声来源主要有三个方面：机械噪声，螺旋桨噪声以及水动力噪声。潜艇在低速航行时，一般以机械噪声为主，随着航行速度的逐节提升，螺旋桨噪声和水动力噪声逐渐增加，开始超过机械噪声，成为主要的潜艇噪声来源。

当然，降低潜艇的噪声也应该从这三个方面进行入手。因此，我们首先就需要更深入的了解这三个方面的噪声。首先机械噪声，潜艇的机械设备是引起辐射噪声的主要原因，也是侧面基阵自噪声的重要组成部分。机械噪声系指由主辅机及其系统工作产生产生的水下噪声。可以分为：不平衡噪声、电磁力脉动噪声、齿轮噪声、轴承噪声以及管系通过基座与非支撑激励艇体振动产生的噪声。潜艇的管路系统是机械噪声的另一个主要来源，一方面，管路振动会传递给其他结构，另一方面，管路内的噪声会通过管壁向水中辐射噪声。一般可通过减振降噪和采取小声措施以降低潜艇机械设备等的噪声，对于降低管路噪声的措施则是在系统管路中应尽可能采用多的弹性连接管与艇体相接，对于流体强烈作用的管路采用降低流速、局部管路采用阻尼软管和加消声器的办法，减小流体冲击，隔绝此种振动传递到艇体上。

其次，螺旋浆是潜艇航行时的主要噪声源。螺旋桨辐射噪声可分为空化噪声和螺旋桨叶振动时产生的“唱音”。螺旋桨叶片周向载荷不均匀，旋转时会产生空泡、鸣音和振动，发出高强度的噪声。“唱音”是由于螺旋桨叶片排挤切割水流引起的螺旋桨局部共振，是一种线谱噪声，设计好的螺旋桨可以避免“唱音”。空化现象的出现与潜艇所处的海水深度以及螺旋桨的转速有很大的关联，空化噪声随着入水深度的增加而降低，随着螺旋桨的转速的提高而增大。它由两部分组成，一是由螺旋桨叶片区域的大量瞬态空泡的崩溃和反弹产生，其频谱是连续的，二则是由螺旋桨附近区域中大量稳定气泡的周期性受迫振动产生，其频谱是离散的线谱。高频时线谱成分趋于零，低频时线谱成分大于相应的连续谱，高频段连续谱随频率的平方下降，低频段连续谱随频率的平方上升，在某一较低频率处出现谱峰。改善螺旋桨噪声，可通过改进螺旋桨的结构，采用高阻尼材料制造螺旋桨，气幕降噪或者采用泵喷射推进器，磁流体推进器，无源磁浮推进器等降低螺旋桨噪声。

然后，水动力噪声是潜艇在潜水状态运行时辐射噪声的一部分由艇体和附近周围的流场生成，流场除了产生辐射噪声，也感应降低潜艇声呐声学性能的自噪声。凡是由流场产生的噪声统称为水动力噪声，水动力噪声是水分子的湍流噪声，主要发生在艇体表面的孔穴，突出体，指挥台围壳和艉部等部位。水动力噪声不是潜艇的主要噪声源，但也足以被敌方声呐所发现。特别是在高速航行时，这部分噪声更为重要。减少水动力噪声的主要方法就是改进外部设计，如外形采用水滴形，尽量做到艇体表面光滑，减少突出体，艇上开孔数量也应该尽量减少，大的开孔能够自动关闭，关闭后看不到开孔，艇体结合处应采用弧形圆滑过渡，减少阻力和噪声。