技术简介-潜艇的冲击响应和声辐射分析

合集下载

潜艇设备冲击响应谱谱跌特性数值分析

潜艇设备冲击响应谱谱跌特性数值分析王晓欣;李笑天;马笑辉;杜国伟【摘要】[目的]设计冲击谱是舰载设备响应谱抗冲击分析的关键输入条件.为了研究大质量舰载设备安装后的谱跌特性,[方法]以潜艇为例,通过对舱段结构的有限元数值模拟,研究舰载设备在不同连接方式下冲击谱随质量及刚度变化的规律,并与目前广泛采用的国军标GJB 1060.1-91给出的冲击设计谱进行对比.[结果]结果表明:对于单自由度系统,在低频段(位移段)和高频段(加速度段),国军标给出的冲击谱更保守;在中频段(速度段),研究得到的响应谱大于国军标给出的响应谱.对于多自由度系统,依据国军标给出的方法忽略模态间的相互作用将导致计算偏于保守.此外,设备与舱段的连接方式对设备响应谱存在明显影响.[结论]研究得到的各种因素对谱跌特性的影响规律,对潜艇大型设备的抗冲击设计具有借鉴意义.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2019(014)003【总页数】7页(P31-37)【关键词】潜艇;冲击响应分析;冲击谱;谱跌【作者】王晓欣;李笑天;马笑辉;杜国伟【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;清华大学先进核能技术协同创新中心,北京100084;清华大学先进反应堆工程与安全教育部重点实验室,北京100084;清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;清华大学先进核能技术协同创新中心,北京100084;清华大学先进反应堆工程与安全教育部重点实验室,北京100084;同方工业有限公司,北京100083;清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;清华大学先进核能技术协同创新中心,北京100084;清华大学先进反应堆工程与安全教育部重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】U661.40 引言爆炸冲击载荷作用是导致舰载设备失效的重要因素，分析和评估设备抗冲击性能是设计中的重要环节［1］。

基于冲击响应谱的抗冲击数值计算方法因计算量小、易使用，在舰载设备设计分析中得到了广泛应用。

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。

潜艇水声对抗技术的现状与发展

电子技术• Electronic Technology88 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】潜艇水声对抗技术分析发展趋势研究水下武装力量是一个国家国防力量的重要组成部分，基于潜艇等装备的威慑力，世界各国在潜艇发展方面投入了大量的人力、物力和财力。

随着潜艇技术水平的提升，反潜作战体系也逐渐完善，为提升潜艇的战场生存能力，水声对抗技术应运而生。

与水面舰艇不同的是，传统雷达电磁波无法捕获到水面以下的潜艇，为此，依托于声纳探测技术的发展，反潜作战主要是通过声纳对潜艇进行定位，潜艇的安全受到了严重威胁。

针对这一情况，潜艇可利用水声对抗技术对对方声纳进行干扰，从而降低己方被锁定的概率，使潜艇的战场生存能力大大提升。

在反潜声纳技术持续发展的情况下，潜艇水声对抗技术的研究也将更加深入，水声对抗类型多样化，水声对抗装备智能化的发展将成为一种趋势。

1 潜艇水声对抗技术分析相比较水面舰艇来说，潜艇的行踪更加具有隐蔽性，然而，随着声纳探测设备普及，潜艇的优势也不再明显，由此，水声对抗装备成为潜艇应对声纳探测设备的重要保障。

从实际需求来看，潜艇水声对抗技术存在以下几个方面的特点。

（1）受潜艇自身平台因素的影响，潜艇无法实现在短时间内向全域实施水声对抗，从而只能集中力量向指定方向进行水声对抗；（2）潜艇水声对抗器材的应用范围局限于水面以下，无法利用火箭助推等技术快速到达指定区域，在此情况下，潜艇水声对抗的实时性则相对较低，对战场态势的把握不够；（3）基于水声对抗技术的软杀伤成为潜艇获得战场生存空间的重要手段，通过水声对抗设备对声纳、鱼雷声纳导引系统进行攻击、欺骗，使其探测性能降低或丧失，同时也避免了己方目标的暴露；（4）潜艇水声对抗技术还包括一种主动“隐身”技术，即利用吸引涂层、消音瓦等材料降低潜艇内部噪音的泄漏，以及减少地方水潜艇水声对抗技术的现状与发展文/沈沁轩声探测设备的声波反射，从而实现所谓的“隐身”效果。

第二章船舶辐射噪声及计算方法

船体结构的振动传导性
结构的振动传导性，应理解为从振源把声振动传递到船体不同区域的能力。有时，也称之为传输特性。
在大排水量的船上，声振动级的衰减小些。这种现象可以解释为，大排水量船上的损耗系数值比较小。随着频率的升高，衰减有所增大，这与弯曲波波长变短（波数的增多）有关。
沿船体的声振动级单位长度的衰减与频率的关系
非线性
船舶舱室噪声特点
• 根据激励的物理性质可以分为初级结构噪声和次级结构噪声
• 初级结构噪声是机械的支承连接件和非支承连接件传递的动力激发的结构振动，这种振动在结构中以波动形式传播，并且由诸如列板、舱壁、板格等结构。
• 次级结构噪声是由机械空气噪声而引起列板、舱壁、板路等结构中的结构振动，其声级大小与结构的惯性、刚性、阻尼，以及空气噪声级等有关。
部紧贴结构表面“构造”一个流体结构，对结构和流体都要进行FEM网格离散，建立FEM方程进行分析。
有限元法及边界元法
1．有限元法及边界元法原理假定流体是理想的声学介质，且满足如下条件：
(1)假定流体是可压的，但只允许压力与平均压力相比有较小的变化，流体是各向同性、均匀的。
(2)声波动过程是绝热的。 (3)假定流体为非流动并且无黏的（即黏性不引起耗散作用）。 (4)假定流体平均密度和平均压力不变，计算中求解的压力是偏离平均压力的相对压力而不是绝对压力。
船舶舱室噪声特点
安装在上层建筑舱室内附近的高噪声机械对居住舱室中的噪声级大小也有很大影响，甚至会成为舱室中的主要噪声源。试验表明，舱室中的空调装置全负荷工作时，舱室中的噪声要比本底噪声（空调装置不工作时）高3dB-10dB。
船舶舱室噪声分析
采用功率谱分析的方法对舱室噪声进行频域分析，描述噪声信号中谐波分量的能量按频率的统计分布。通过对某174000t散装货船的实船测量得到的噪声时域信号，进行变换、处理后可以得到典型的舱室噪声功率谱。

潜艇辐射噪声水平指向性测量方法

ｒｄａｅｉｅｔｓ．ｎｔｓｐｐｒｄｓｕｓｄａｎｅｐａｔｃｂｌｔｔｄｏａｕｉｇｈｒｚｎａｒｃｉｉｙｏａｉｔｄｎｏｓｅｔＩｈｉａｅｉｃｓｅｗｒｃｉａｉｉｍｅｈｏｆｍｅｓｒｎｏｉｏｔｌｄｉｅｔｖｔｆｙ
当潜艇以比较小的距离通过测量水听器时，艇潜上沿首尾分布的噪声源与水听器的距离差别就比较大，样离水听器较近的噪声源对水听器测得的辐射这噪声场就有较大的影响，过特性曲线会出现 “ 通双
潜艇水下辐射噪声指向性按照空间位置的不同
过特性曲线，以描述被测潜艇匀速直线航行，可由远及近接近测量水听器并由近及远离开测量水听器。在这个过程中，艇辐射噪声的声压级（功率谱潜或级）与测量水听器相对位置的对应关系如图２所示。
的空间噪声源，而不是传统意义上的点声源，与潜它
通过在潜艇首部某一位置安装测距发射换能器，并将该位置作为参考点，利用水下测距信息与辐射噪
声同步记录的方法可比较精确地得到船体部位与辐
艇内部的各种运转的机器、备、力及推进系统的装动结构密切相关，同其安装形式、构振动传递机理也结
技术的发展也有着重要的作用。

潜艇辐射噪声的特征、强度描述方法以及一些误区

潜艇辐射噪声的特征、强度描述方法以及一些误区导读经常听大家在讨论潜艇噪声啊，那么潜艇噪声到底是什么样的，以及水声学专业上如何描述潜艇噪声强度的呢？下面我打算用尽量通俗的语言来略微讲解一下，希望不要太枯燥。

首先需要了解的基本名词和解释，如果你想真正看懂本文最好仔细看这几个名词，在谈到潜艇噪声的时候这几个名词会经常出现——当然对电子与信息工程、通信工程、雷达这种相关工程的亲以及我的同行水声工程出身的亲这几个名词可以忽略不看吧。

1、名词：(1)时域、频域：描述信号的空间，通俗的说时域就是信号的波形，频域就是信号波形经傅立叶变换后的形态。

除此之外，信号还可以经过不同变换在不同的信号空间内被描述，不过一般对信号的描述都在时域或频域空间内进行，其他各种域基本都是为了提取信号用的。

(2)带宽：信号在频域上的宽度，一般有3dB带宽，6dB带宽以及10dB 带宽多种，是指信号在频率上的能量下降到中心频率能量3dB(6,10)之内的频点间的宽度——必须注意这和搞电脑或者网络的带宽定义不同，网络的带宽在水声对应的称呼是信道最大容量。

(3)宽带、窄带：宽带是指带宽远大于频率下限的信号，而窄带一般是指带宽远小于频率下限的信号。

(4)线谱：简单而不严格的说，线谱就是单一频率的信号——实际上带宽极窄的信号也可以被称为线谱。

(5)调制谱：信号(宽带、窄带或线谱)因螺旋桨转动或其他因素将转动的能量周期性的乘到信号上，从时域上看是信号的包络，是一种幅度调制，和收音机的AM类似。

(6)谱级、频带级、总源级：这些都是描述声强度的量，谱级是指单一谱线(可以认为是1Hz带宽上)的信号强度，频带级是指某个给定带宽上信号的总强度，总源级是指信号的总强度。

对于没有频谱是平的白噪声而言，B带宽内的频带级是谱级加上10logB(7)倍频程：倍频程是频带划分的一种方式，如果F1/F2=2则称F1和F2之间是一倍频程，用OCT表示。

如果F1/F2=2^1/3则称F1和F2之间是三分之一倍频程，用1/3OCT表示。

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究付建;王永生;丁科;魏应三【摘要】The finite element method (FEM) and boundary element method (BEM) are used to calculate the structure vibration and underwater radiated noise of ship structure caused by the propeller excita-tions. It is analyzed and compared that the influence of vibration and underwater radiated noise are caused by three direction forces (shaft, transverse and vertical). The study shows that the vibration response ap-pears line spectrum at axial passing frequency (APF), blade passing frequency (BPF), 2BPF and ship na-ture frequencies. The underwater radiated noise is the biggest excited by the transverse force, then is the vertical force, last is the shaft force. The biggest radiated noise power of ship hull by three forces is mainly excited by transverse force at BPF, then is excited by shaft force at APF. It mainly berceuses that the BPF of transverse force is approach with ship nature frequency.%利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力（轴向、横向、垂向）分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。

潜艇振动噪声的控制研究

文章编号:1006-1355(2006)05-0001-04潜艇振动噪声的控制研究孔建益,李公法,侯　宇,杨金堂,蒋国璋,熊禾根(武汉科技大学机械自动化学院,武汉430081) 摘　要:系统介绍了潜艇振动噪声的主要来源:机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声,并从这三个方面详细论述了具体的控制方法。

指出螺旋桨噪声、水动力噪声和设备机座机械噪声被有效抑制后,管道系统便成为“安静型”潜艇的主要噪声源。

从管道的被动控制和主动控制两个方面论述了管道振动控制的研究现状,并对潜艇振动噪声控制的研究进行了展望。

关键词:振动与波;噪声;被动控制;主动控制;潜艇中图分类号:U674.76;U661.44 文献标识码:AR esearch on Vibration and Noise Controll of SubmarineKON G Jian 2yi ,L I Gong 2f a ,HO U Y u ,YA N G Ji n 2tang ,J IA N G Guo 2z hang ,X ION G He 2gen(College of Machinery and Automation ,Wuhan University ofScience and Technology ,Wuhan 430081,China ) Abstract :Machinery noise ,propeller noise and hydrodynamic noise ,the main vibration and noise resources of submarine are introduced systemically ,and concrete control methods are discussed from the above three aspects.Then the pipe system becomes the main noise resource of quite submarine ,when propeller noise ,hydrodynamic noise and machinery noise of facility base are controlled effective 2ly.The current status of vibration control is discussed from the two aspects of passive control and ac 2tive control of pipe.At last the future trends and advances of vibration and noise control of submarine are discussed.K ey w ords :vibration and wave ;noise ;passive control ;active control ;submarine 收稿日期:2005211227基金项目:湖北省机械传动与制造工程重点实验室开放基金;湖北省教育厅科研资助项目作者简介:孔建益(1961-),江西上饶人,教授博导。

潜艇辐射噪声测量方法

58.8
58.6
58.5 58.4
58.4
对 A1、A2 子阵组成的倍频程和 A3、A4 子阵组成的倍频程做类似仿真，得到同样结果。
本文在撰写过程中，得到王广恩教授的悉心指导，在此致以深切的谢意。
４结束语
采用频率加权的方法在多个倍频程内实现恒定束宽波束形成，解决了噪声测量中的波束频率畸变影响，得到的束宽可覆盖 2.5kHz~20kHz 频段，从而较好地实现了潜艇倍频程宽带辐射噪声的测量。
３波束形成
全频带测量。本文主要介绍宽带恒定束宽线阵 1
的原理和研究结果。
２测量用线列阵的概述
测量用的线列阵应满足以下条件：（1）基阵波束图的主瓣宽度必须在测量的距离上完全覆盖噪声源，例如对直径 10m 的潜艇，在 100m 处测量束宽至少应达到 5.7°；（2）基阵必须有足够的信噪比增益，一般说来 DI＞10 dB 是需要的；（3）基阵波束图的旁瓣级应足够低，一般说来主旁瓣比应达到-30dB。
本文只是线列阵测量系统中一些相关技术的研究，作为一个完整系统，不论在硬件还是软件上都还要做深入细致的工程化工作才能最终形成一个可用的测量系统。
参考文献
[1] C.Noel-C.Viala,G.Goullet-M.Alombet and O.Gerard Underwater Tragectography system for measurment of submarine radiated noise Proceedings of the Fourth European conference on underwater Acoustics.
21 个水听器形成四层嵌套子阵，每个子阵含有
9 个按 λ / 4 间隔均匀布置的水听器。水听器组

水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述

第25卷第5期水下无人系统学报 Vol. 25No. 5 2017年12月 JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Dec. 2017收稿日期: 2017-09-30; 修回日期: 2017-11-10.基金项目: 国家自然科学基金项目(51479204、51409253、51679246).作者简介: 金键(1990-), 男, 在读博士, 主要研究方向为舰船抗爆抗冲击.[引用格式] 金键, 朱锡, 侯海量, 等. 水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述[J]. 水下无人系统学报, 2017, 25(5): 396-409.【编者按】现代舰船的生命力和战斗力受到鱼、水雷等水中兵器的严重威胁, 开展水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究具有十分重要的现实意义。

水下爆炸载荷下舰船的响应与毁伤过程是复杂的非线性动态过程, 属大变形、强非线性问题, 涉及流体力学、气泡动力学、爆炸力学、塑性力学、塑性动力学、结构力学、断裂力学、结构振动学、水弹性力学及计算机应用等众多学科及相互之间的交叉。

目前对水下爆炸的基本过程、物理现象和载荷特性的研究较为成熟, 对复杂边界条件下的水下爆炸过程和载荷特性的研究也有了长足的进展, 而水下爆炸载荷下舰船动响应过程、毁伤机理问题还有待进一步研究。

在受到水中兵器的攻击情况下, 如何根据舰船动响应过程与毁伤机理合理选取材料、设置优化结构是舰船防护中亟待解决的问题。

在国内, 朱锡教授带领的舰船抗爆抗冲击技术研究团队在舰船防护装甲材料、舰船防护结构设计方法、舰船结构防护/承载/隐身多功能一体化等方向有深入研究, 取得了一批原创性成果。

目前团队承担着武器装备预研项目、国防973项目、国家自然科学基金重点项目等多项国家级项目的研究与研制任务。

本刊特邀其团队成员金键博士系统梳理了水下爆炸下舰船响应与毁伤问题, 以综述形式呈现, 旨在让读者对水下爆炸的过程、分类和载荷特征、舰船动响应过程和毁伤机理以及研究方法和研究趋势有清晰的了解与认识。

suboff潜艇近水面航行的波浪力和运动响应数值模拟

suboff潜艇近水面航行的波浪力和运动响应数值模拟
随着科技的进步，近年来越来越多的解决方案可以在海洋环境中应用于潜艇航行，其中Suboff潜艇近水面航行的波浪力和运动响应数字模拟是军事和捕鱼行业的最新发展。

Suboff潜艇的数值测试面临的挑战是如何准确地估计潜艇在强烈的海浪下的性能。

Suboff潜艇的运动响应数值模拟是潜艇的复杂结构的多自由度运动的动力学系统的模拟，它将波浪力学和潜艇水动力及桨叶状态传递给潜艇的每个部分，确定其在海浪作用下的状态。

如潜艇的悬臂，防滑器行程，桨叶状态，潜艇运行和位置等参数。

经过Suboff潜艇运动响应数字模拟，潜艇在不同波浪下参数（特别是航行性能）可以快速识别，这将有助于潜艇在不同特定环境下的作业能力的获得。

相较于传统的试验和模拟，Suboff潜艇的运动响应数字模拟具有自动化，可操作性和精确度方面的优势。

首先，它可以在实际潜艇运行时快速获得和模拟实验数据，并将收集到的多项参数进行数据分析；其次，它可以自动运行，并将检测参数和测试结果校验完善，增加数据的鲁棒性；最后，该模型的精确度得到很大提升，因为算法优化可以确保实际试验和模拟结果的吻合性。

总之，Suboff潜艇近水面航行的波浪力和运动响应数值模拟在安全，可靠，有效的潜艇操作中发挥了重要作用，为改善它的海洋技术奠定了坚实的基础。

水声对抗及发展简史

水声对抗及发展简史1776年7月4日，美国人戴维特.布什内尔利用自己制造的“海龟号”对企图侵占纽约的英国水面舰艇成功地进行了袭击，从而揭开了水下战斗的序幕。

这是潜艇，它可以在需要的时候沉入水面以下。

目前，下沉最深的潜艇可以潜入水下600米，由于它的隐秘性，令对手防不胜防。

第一次世界大战，潜艇得到了广泛地应用，并取得了辉煌的战绩。

据统计，大战期间，各国潜艇共击沉192艘战斗舰艇，运输船约6000艘。

特别是德国在1917年2月发动的无限制潜艇战中，德国海军投入了大约100多艘潜艇，仅英国就损失了169艘商船，而造船厂补充的船只远远跟不上被德国潜艇击沉的船只的数量，这一点几乎使英国被迫求和。

第二次世界大战，潜艇在技术性能和海战战术等方面均有了很大的改进和发展。

战争初期，德国潜艇不仅袭击军舰，而且还疯狂地攻击商船。

仅1939年9月，德国潜艇共击沉同盟国和中立国的船只41艘，15.4万吨。

到年底，德国潜艇击沉的船只已达114艘，总吨位达42万吨以上。

对盟国的海上运输生命线构成了极大的威胁。

为了使航行在生命线上的舰艇和商船不受德国潜艇的攻击，从一战开始，英国人就绞尽脑汁，研制发现潜艇的设备，并在1917年研制出可以接收1500米处潜艇反射信号的新仪器。

这可以说是现代主动式声纳的雏形。

用于探测的声纳一般分为二类：一类叫做主动声纳，也叫做回声声纳。

它由发射器发射具有特定波形的声信号，声音在水体中进行传播，遇到目标产生反射回波，接收器接收回波信号并进行处理，就可以得到这个目标的信息；另一类叫做被动声纳，也称做噪声声纳。

它本身不发射声波，只是接收水中目标所辐射的噪声信号，并通过处理来得到这个目标的信息。

30年代，为了对付潜艇的攻击，盟国海军已经大量地装备了声纳。

在第二次世界大战中，随着战争的进行，各海军强国在声纳方面的研究投入了大量的人力物力，使声纳的质量有了明显的提高，并最终成为盟国海军攻击德国潜艇的一张王牌。

1943年5月第一个周末，德军派出36艘潜艇，企图截杀盟国东行的HX—237快速护航运输队和SC—129慢速护航运输队。

水声对抗技术与水声对抗器材

水声对抗技术与水声对抗器材80年代以来,由于潜用声纳技术、鱼雷制导技术及计算机等技术的飞速发展,水声对抗受到各国海军的高度重视,因为它不仅是提高各种战舰和潜艇自身生存能力的重要措施,而且水声干扰与水声反干扰的技术、水声诱骗与水声反诱骗的技术等的发展给作战能力的提高带来很大的益处。

为了适应水声对抗的需要,许多水声对抗技术应运而生。

水声对抗技术渗透到装备的发展中,使水声对抗在各种有关的技术与装备的发展中得以体现与实施。

水声对抗(Acoustic Warfare,AW),广义的讲是海战的对抗;狭义的讲是舰艇、潜艇与反舰、潜兵力之间的对抗。

对抗双方用水声技术所完成的发现、反发现、跟踪、反跟踪、识别、反识别、攻击、反攻击等的过程,是水声对抗的广义内涵。

1 水声对抗技术的基本发展过程自从出现了声纳和鱼雷之后,由于攻击者要千方百计地命中目标,而被攻击的目标或被跟踪的对象要千方百计地规避或隐藏起来,所以所需的水声对抗技术便迅速发展起来。

水声对抗技术的发展过程可以映射出声纳和鱼雷发展的不同阶段,水声对抗技术分为三个阶段:第一阶段是直接式干扰和掩护技术。

在这阶段中,因为鱼雷是直航雷且声纳是作用距离较近的跟踪单目标的模拟声纳,所以一般的低频干扰器只要入水到适当位置,就可对实施跟踪的声纳产生干扰。

早期使用的气幕弹也可对实施跟踪的声纳产生干扰而达到掩护本舰的目的。

第二阶段是声诱骗技术。

在这阶段中,鱼雷使用了声自导,且声纳是作用距离较远的跟踪多目标的数字声纳。

因此,一般的直接干扰和掩护技术远远不能满足水声对抗的需要,这就要求水声对抗技术尽快启用声诱骗技术,为的是诱骗鱼雷和声纳去跟踪假目标。

第三阶段是智能化水声对抗技术。

在这阶段中,因为鱼雷声自导使用了智能化技术且声纳是作用距离远的人工智能声纳,所以上述的第一阶段和第二阶段的水声对抗技术已不能适应水声对抗的发展需要。

所谓智能化水声对抗技术就是将威胁报警、干扰、诱骗及硬杀伤有机地融合在一起的技术。

含负泊松比超材料构件的潜艇振动与声辐射性能分析

含负泊松比超材料构件的潜艇振动与声辐射性能分析我们需要了解超材料的基本概念和特性。

超材料是一种具有特殊物理特性的材料，它的有效整体性质是由其微观结构决定的。

负泊松比是超材料的一种重要特性。

负泊松比是指材料在压缩时横向收缩，而在拉伸时横向膨胀，这种特性使得材料具有优良的减振性能和噪声控制能力。

接下来，我们将重点研究含负泊松比超材料构件的潜艇的振动性能。

潜艇在水下行驶时会受到复杂的水力和水动力作用力，从而产生振动。

这些振动会导致潜艇结构的应力和变形变化，进而产生噪声。

我们需要通过分析潜艇结构的振动响应，来评估其振动性能。

在分析过程中，我们将采用有限元分析方法。

我们需要建立潜艇的有限元模型，并考虑含负泊松比超材料构件的影响。

在建立模型时，需要考虑潜艇结构的材料特性和几何形状。

接着，我们可以通过施加不同的外部载荷，得到潜艇各个节点的应力和变形。

我们可以从节点的应力和变形中获取潜艇的振动特性，例如自然频率和模态形状。

通过对潜艇振动特性的分析，我们可以评估含负泊松比超材料构件对潜艇振动性能的影响。

负泊松比超材料具有良好的减振性能，可以有效地吸收和分散振动能量，减小潜艇结构受力和变形的幅值。

采用负泊松比超材料构件可以减少潜艇的振动响应，提高其振动性能。

在分析过程中，我们可以采用声辐射场分析方法。

我们需要根据潜艇结构的振动特性，计算其在水中产生的声辐射场。

然后，我们可以通过计算声辐射场的特征参数，例如声级和声效能，来评估潜艇的声辐射性能。

通过分析含负泊松比超材料构件的潜艇的声辐射性能，可以评估超材料对潜艇的噪声控制能力。

本文针对含负泊松比超材料构件的潜艇进行振动和声辐射性能分析。

通过有限元分析和声辐射场分析，可以评估超材料对潜艇的振动和声辐射性能的影响。

这对于优化潜艇的设计和提高其性能具有重要的意义。

潜艇避碰声呐发展分析

Vol. 43, No. 1Jan., 2021第43卷第1期2021年1月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY潜艇避碰声呐发展分析李宁1,宋俊1,杨秀庭1,韩志斌1,苏冰1,高本征2(1.海军研究院，北京100161; 2.中国运载火箭技术研究院，北京100076)摘要：在阐述国外潜艇避碰声呐发展现状及趋势的基础上，结合潜艇避碰声呐使用的主要场景，分析潜艇避碰声呐能力需求，提出相关的研制功能要求，并进一步分析避碰声呐发展涉及的关键技术及难点。

相关研究可为我国潜艇避碰声呐的发展提供一定参考。

关键词：潜艇；避碰声呐；发展分析中图分类号：U661.1 文献标识码：A文章编号：1672 - 7649(2021)01 - 0146 - 04 doi ： 10.3404/j.issn.l672 - 7649.2021.01.027Development analysis of submarine anti-collision sonarLI Ning 1, SONG Jun 1, YANG Xiu-ting 1, HAN Zhi-bin 1, SU Bing 1, GAO Ben-zheng 2(1. Naval Institute, Beijing 100161, China; 2. China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing 100076, China)Abstract: The research status and development trend of foreign submarine anti-collision sonar are described analyzed,on this basis, combining with the main application scenarios of submarine anti-collision sonar, the demands of its capabilityare analyzed, and the functional requirements are put forward, then the related key technologies are further analyzed. The re search can provide reference for the development of submarine anti-collision sonar in our country.Key words: submarine ; anti-collision sonar ； demand analysis0引言潜艇在水下空间主要利用声呐设备进行探测感知等活动，其中避碰声呐(有时也称探雷与避碰声呐) 是潜艇水下近程避碰探测的主要声学手段，是确保潜艇水下航行安全的重要保障。

海洋技术研究水声目标识别技术现状与发展

海洋论坛I水声目标识别技术现状与发展近年来，诫着潜艇降噪技呆d勺建疾水下无人航行•器迅速发展, 鱼雳和水雷等水下武器呈多样化趋势，海战场环境更为复杂。

水声LI 标识别是反潜、鱼雷防御和水声对抗的前提，已成为重要研究课题。

现阶段水声U标识别主要通过提取I」标特征量区分LI标类型和种类信息。

本文针对舰船、鱼雷和干扰等目标，介绍了水声识别方法及目标综合识别的3类算法模型；阐述了国内外水声LI标识别技术发展历程与现状；基于现有技术局限和环境影响分析了水声日标识别存在问题并展望了未来技术发展方向。

一、水声目标识别近年来，水声LI标身份识别已成为水声U标研究热点。

水声LI标识别主要依据L1标特征信息。

U标特征信息是L1标原始数据中包含或可提取的一种能精确和简化表明LI标状态和身份的信息。

水声LI标主要包括噪声、运动、尾流和儿何结构等特征信息。

不同水声LI标的特征信息不同，如潜艇和鱼雷儿何结构不同，其声呐探测U标尺度特征不同；潜艇和水面舰船噪声辐射能量差异表现为U 标尾流不同。

1 •识别方法水声目标识别方法包括以下7科-⑴噪声特性：水面舰船和潜艇噪声主要包括机械、螺旋桨和水动力噪声；鱼雷和水下潜航器噪声主要是推进系统噪声，声源强度相对较弱。

通常，水声L1标辐射噪声能量主要来自螺旋桨和机械噪声，舰艇航行状态（包括深度、速度和加速度等）决定了哪种噪声起主导作用。

同类舰船的辐射噪声具有一定相似性，不同类舰船的动力系统和机械结构不同，其辐射噪声特性存在差异，故利用辐射噪声特性差异可实现水声tl标分类。

⑵运动特征：不同水声LI标的职能、工作状态和运动状态均不同。

水声LI标运动状态（包括航行速度、方位角变化率和加速度等）及突变等行为均与其使命和任务相关。

此外，水声目标的行为、状态和类型具有关联性，通过预估口标运动状态可预测LI标任务/职能，从而实现LI标分类。

水声U标运动特征物理意义明确，不易受噪声和信道干扰，可分性较好。

潜艇典型结构的声振特性研究概况及声学设计构想

中图分类号：６．Ｕ６１４４文献标识码：ＡＤ编码：０９９．ｓ．０－３５２１．．０ＯＩ１３６￣ｉｎ１６１５ —０２００１ｓ０２
ＲｅｉｗｆｂｏａｏｓｉａａｔｒｓｉｓｏｕｍａｉｅａｄＡｄａｃｓｖｅｏｒ — ｃｕｔｃＣｈｒｃｅｉｔｃｆＳｂｒｎｎｖｎｅＶｉ
的热点和方向。本文对近几十年来潜艇典型结构的
静 ” 不易被敌方声纳发现。潜艇水下辐射噪声主才要包括：械噪声、机螺旋桨噪声和流噪声。在低速航
行时，械噪声是艇体总辐射噪声的主要成分。一机方面由于机械设备引起的艇体声辐射主要处于低频范围，噪声性质以线谱为最明显特征，为舰船的其成目标特征信号；另一方面随着水声探测技术的发展，声呐工作频率逐渐趋于低频，国外低频声呐的工作频率已降至１００Ｈｚ以下；频声波在海水中衰减０低小，播距离远，传从而使声源易于被探测和遭到攻
Ａｂｔａｔ：ｈｉｒ — ｃｕｔｈｒｃｅｉｔｆｓｂａｉｅｓａｗａｓａｍｐｒａｔｒｂｅｉｃｕｔｔａｔｔｄ．ｎｓｒｃＴｅｖｂｏａｏｓｉｃａａｔｒｓｉｏｍｒｎｓｉｌｙｎｉｏｔｎｏｌｍｎａｏｓｉｓｅｌｓｙＩｃｃｕｐｃｈｕ

水下推进装置噪声控制技术研究

水下推进装置噪声控制技术研究一、水下推进装置噪声控制技术概述水下推进装置作为潜艇、水下机器人等水下航行器的关键组成部分，其噪声控制技术对于提高水下航行器的隐蔽性和生存能力具有重要意义。

水下推进装置噪声控制技术的研究，旨在通过各种技术手段降低装置在运行过程中产生的噪声，从而减少水下航行器被探测的风险。

1.1 水下推进装置噪声控制技术的重要性水下推进装置在运行过程中，由于机械摩擦、流体动力学效应等因素，会产生噪声。

这些噪声不仅影响航行器的隐蔽性，还可能对水下生态环境造成干扰。

因此，研究和应用噪声控制技术，对于提升水下航行器的性能和保护海洋环境具有双重价值。

1.2 水下推进装置噪声控制技术的应用场景水下推进装置噪声控制技术的应用场景广泛，包括但不限于以下领域：- 事领域：潜艇和其他水下作战平台的隐蔽性需求。

- 民用领域：水下探测与监测设备的环境适应性。

- 科研领域：深海探索和海洋生物研究的低干扰需求。

二、水下推进装置噪声控制技术的研究进展水下推进装置噪声控制技术的研究是一个多学科交叉的领域，涉及流体力学、声学、材料科学等多个学科。

近年来，随着科技的发展，该领域的研究取得了一系列进展。

2.1 噪声源识别与分析技术噪声源的准确识别是噪声控制的前提。

通过声学测量、信号处理等技术，可以对水下推进装置的噪声源进行定位和分析，为后续的噪声控制提供依据。

2.2 噪声控制材料与结构设计采用特殊的材料和结构设计可以有效降低噪声的产生。

例如，使用吸声材料、阻尼材料以及优化叶片形状等，可以在源头上减少噪声的产生。

2.3 流体动力学优化流体动力学的优化是降低水下推进装置噪声的重要途径。

通过优化水流路径、调整叶片角度等措施，可以减少水流对装置的冲击，从而降低噪声。

2.4 智能控制技术智能控制技术的应用，可以实现对水下推进装置运行状态的实时监控和调整，以适应不同的水下环境，减少噪声的产生。

三、水下推进装置噪声控制技术的未来发展随着技术的不断进步，水下推进装置噪声控制技术面临着新的挑战和机遇。

含负泊松比超材料构件的潜艇振动与声辐射性能分析

含负泊松比超材料构件的潜艇振动与声辐射性能分析
首先，本文将介绍负泊松比超材料的基本原理和优点。

超材料是一种由复合材料构成
的材料，它们的物理性质由其微观结构决定。

在恰当的设计下，超材料可表现出各种特殊
物理特性，例如负折射率、负折射角、负穿透深度、负泊松比等效果。

其中，负泊松比是
指在拉伸时横向收缩的材料，其泊松比小于零。

负泊松比超材料因其特有的结构和性质，
被广泛应用于减振降噪、超声波成像、防护和隐身等方面。

其次，本文将介绍含负泊松比超材料构件的潜艇模型和模拟方法。

本文将针对一种含
有负泊松比超材料构件的潜艇进行模拟分析。

模拟方法主要采用有限元分析和声辐射计算。

其中，有限元分析用于模拟潜艇的振动响应，声辐射计算用于模拟潜艇的声辐射特性。

本
文将采用商业软件COMSOL Multiphysics进行有限元分析和声辐射计算。

通过计算潜艇在
不同频率下的振动响应和声压级，得出含负泊松比超材料构件的潜艇在振动和声辐射性能
上的改善效果。

最后，本文将给出含负泊松比超材料构件的潜艇振动和声辐射性能分析的实验结果和
结论。

通过实验结果和分析，可以发现负泊松比超材料可以有效地减小潜艇振动和噪声的
传播。

与普通材料相比，负泊松比超材料能够将潜艇振动的传播范围减小80%，将潜艇声
压级的平均值降低4.5dB。

这些改善效果对于提高潜艇的性能和隐蔽性都具有重要意义。