潜艇的消音降噪技术

潜艇的消音降噪技术
一、潜艇隐身技术重要性
• 潜艇隐身技术是指各国海军为使其潜艇不 易被敌方发现所研制和应用的技术。随着 潜艇技术的发展，游弋于大洋深处的潜艇 将会更隐蔽、更具突然攻击能力，真正成 为隐蔽在大洋深处的利剑。
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• 潜艇隐身技术出现于二战时期。当时潜 艇经常要浮出水面或在通气管状态下为 蓄电池充电，而这一时期出现的雷达对 其构成了巨大威胁。隐身性对于核潜艇 的生存和作战性能有着直接的关系，而 噪声是破坏潜艇隐身性的主要因素。
• 从产生根源有两个大方面，一是由本艇设 备运作引起的噪声，二是由潜艇运动和海 水相互作用后产生的噪声。
1、机械噪音
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机械噪声是由于潜艇内主、辅机和轴 系的运转，以及与其相连的基座、管路 和潜艇结构的振动而引起的。
这种振动辐射到舱室引起舱室空气噪 声，辐射到水中，构成潜艇的辐射噪声 ，自噪声等。
降噪至关重要
• 对潜艇探测的主要方式是探测潜航潜艇声 场的变化，降低噪声是潜艇隐身最重要的 环节。据测算，潜艇的噪声每降低20分贝， 可使己方被动声纳探测距离增加一倍，敌 方被动声纳探测距离减半，同时使本艇的 声模拟干扰装置作战效果提高15倍左右。
二、潜艇的噪音源
• 潜艇在水下活动，以海水作掩护，侦察飞机、 侦察卫星都难以发现它的行踪。但是，潜艇 航行时发动机和螺旋桨发出的声音，庞大身 躯对声波的反射，使潜艇很容易成为声纳捕 捉的目标。不仅如此，潜艇的潜望镜必要时 对水面进行观察，常规动力潜艇的通气管不 时伸出水面吸进空气，虽是“蛛丝马迹”， 也会使敌搜索雷达有可乘之机。何况常规动 力潜艇还需定时浮出水面用柴油机推进同时 给蓄电池充电（大约占巡逻时间的20％）， 更无隐蔽可言。
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2、螺旋桨噪音
• 螺旋桨噪声一般是潜艇中高速航行的主 要噪声源。即使在较低速度航行时，螺旋 桨噪声也是潜艇的主要噪声源。 • 与机械噪声不同，螺旋桨噪声产生在艇 体外面，由螺旋桨转动引起的，即主要由 螺旋桨叶片振动和螺旋桨空泡产生的。
3、水动力噪音
• 水动力噪声是由不规则或起伏的水流流过 运动着的潜艇产生的。当不规则的水流流 过艇体时。与之有关的压力起伏，作为声 波直接辐射出去。
四、较好的潜艇降噪举例
• 俄罗斯的最新一 级核动力攻击型 潜艇“北德文斯 克”在潜艇隐身 方面又有了新的 进展。
• 艇上使用新型的KTP-6型一體化壓水反應堆， 就是一種優良的壓水反應堆，不僅發出的 噪聲小，而且節約反應堆功率。 • 該艇還採用了全新的有源消聲技術，即在 空氣噪聲較大的位置，針對該處的空氣噪 聲特徵，裝配一種反音響聲源系統，通過 發出的振幅相同但相位相反的音響，以抵 消原來的噪聲，達到真正靜音、隱身的目 的。
• c）气幕降噪。该技术是西方国家海军较为 推崇的一种用来提高舰艇水下声隐蔽性的 高技术。其原理是通过在舰壳水下部分和 螺旋桨部位向水中喷射压缩空气，从而形 成一定厚度的气幕来有效屏蔽、衰减和散 射舰艇的水下宽频带辐射噪声。该技术可 大幅度地降低舰艇水下辐射噪声（达610dB），改变水下辐射噪声特征，衰减敌 主动声纳信号的反射。由于该技术降噪效 果显著、造价低廉，因而广受各国海军青 睐。
三、国外海军采取的降噪措施
• a)改进螺旋桨结构，采用大侧 斜、变距、多叶（一般为7叶） 螺旋桨。这样可使叶片周向载 荷均匀，减少空泡，尾部伴流 分布均匀。俄罗斯A k级潜艇的 螺旋桨叶片为曲面，还可减少 涡凹声音。
• b)叶片选用高阻 尼合金材料，可 抑制桨叶振动， 降低辐射噪声。 如美国的镍锑合 金，日本的铁铬 铝合金等，使减 振效果提高了20 倍。
• d) 泵喷推进。随着潜艇航速的不断提高，有 可能使螺旋桨重新产生空泡，此外螺旋桨尾 流的旋转，使小部分耗散的能量转化为声能。 为此，国外研制了一种新型的低噪声推进器-泵喷推进器来取代螺旋桨推进。泵喷推进器 由转子、定子和减速阻尼导管组成。转子、 定子产生的噪声被导管遮蔽，转子后的定子 又可减少尾流旋转能量的损失。减速型导管 能够延迟转子空泡的起始，最终达到降噪的 目的。