国内外潜艇的噪声现状及潜艇的消音降噪设备与技术

目前,潜艇技术获得长足的进步,尤其是噪声治理得较好的潜艇是各国在战争中最具胁力的武器。


潜艇之所以有这样高的地位,就在于它的隐蔽性,而影响潜艇隐蔽性的主要因素是辐射噪声。


试验表明,艇的辐射噪声降低6分贝时,敌方被动声纳的作用距离将降低50%。因此,要降低潜艇的辐射噪声,提高潜艇的隐蔽性,更好的发挥 其长处。

二、国内外潜艇的噪声现状

美俄潜艇隐身技术


在核潜艇隐身技术方面,美俄一直走世界军事强国的前列。


美国潜艇的噪声一直比较低,“洛杉矶”级核潜艇的噪声为128分贝,“俄亥俄”级核潜艇和“海狼”级攻击核潜艇的噪声更是降到100至110分贝,已与自然海洋的噪声水平十分接近。


据英国《简氏防务周刊》等国外权威军事杂志披露,中国目前的“汉”级改进型核潜艇和最新型的093、094级核潜艇,由于采取了新型动力驱动系统并加装了消声瓦,因此潜艇噪音能控制在110分贝左右。


此外,由于中国开发出了一种“艇用外壳表面仿鲨鱼皮技术”,即采用仿生学原理制造的、类似鲨鱼皮结构的消声瓦,使得我国新型潜艇不但能显著吸收潜艇自身产生的噪音,还能吸收和消弱敌方的声纳探测声波

三、潜艇的主要噪声源


1.机械噪声


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。


2、螺旋桨噪声

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、水动力噪声

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、潜艇的降噪设备与措施


1、机械噪音的降噪


降低潜艇机械设备等噪声一般有两个途径:减震降噪和采取消声措施。


(1)减震降噪

它是将机械设备安装在浮筏隔振的系统上,通过机械绝缘和减震的方法来减少机械振动,从而降低潜艇的辐射噪声。


潜艇的管路系统是机械噪声的另一重要来源。降低管路噪声的措施是在系统管路中,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音器的方法,减少流体冲击,隔绝此种振动传到艇体上。


(2)消音技术

消音技术可分为艇内消声和艇外消声。


降低潜艇内部噪声的主要措施:是在壳体内部和舱壁上敷设吸声材料,在噪声强的设备上加装隔声罩、消声器,设立独立隔声室。


国外研究及实艇使用表明:敷设消声瓦是一项能大幅度降低潜艇声目标强度,同时抑制本艇辐射噪声的有效技术措施。在消声瓦设计中,采用主动控制技术是提高消声瓦低频性能的一个重要技术途径。


2、螺旋桨噪声降噪

降低螺旋桨降噪主要有如下措施:

(1) 改进螺旋桨结构

(2) 采用高阻尼材料制造螺 旋桨。

(3) 气幕降噪

(4) 采用泵喷射推进器

(5) 采用磁流体推进器

(6) 无源磁浮推进器

(7) 采用电力推进系统


3、水动力噪声降噪

减少水动力噪声的主要方法是改进外部设计。


如外形采用水滴型,尽量做到艇体表面光滑,减少突出体。艇上开孔数量应尽量减少,大的开孔能自动启闭,关闭后应看不到开孔。艇体结合处采用弧形圆滑过渡,减少阻力和噪声。


五、 消音降噪潜艇举例

德国U214级,有“不依赖空气推进”(AIP)系统。该级艇的主要任务是侦察、侦听和监视,它也能够通过隐蔽作战和布放水雷攻击水面舰艇和潜艇。船体采用奥氏体钢,无磁,高强度,高弹力性能。潜艇的声、热和磁信号都达到最小化,因此有着其它潜艇无法比拟的隐身性。



俄罗斯阿穆尔级,被称作是“海军装备史上隐身性能最好、噪声最小、性价比最高”的潜艇 。


俄罗斯阿穆尔级潜艇,采用了大量新技术,在设计上也有所创新。艇壳采用了高强度的AB-2钢材,极为光滑的艇身表面敷设有消声瓦,另外还对艇内高噪声设备加装了消声器、隔音罩,从而使噪声降到最小,确保“阿穆尔”级潜艇发现并攻击前方的敌舰,并及时躲开反潜舰艇的攻击。


日本亲潮级,目前是日本最新型的潜艇。采用长水滴型,有良好的流线型,采用NS110高强度钢耐压艇体,并有很好的静音性,是常规潜艇的一朵奇葩。


主办单位:

主办单位:

中环协噪声与振动控制专业委员会

中国绿色环保协会

中国环保产业学会                    

中振协振动与噪声控制分会            

国际噪声控制工程学会I-INCE

承办单位:

上海励国展览服务有限公司