潜艇的消音降噪技术

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。为隐蔽在大洋深处的利剑。 潜艇隐身技术出现于二战时期。当时潜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。噪声是破坏潜艇隐身性的主要因素。 降噪至关重要降噪至关重要 对潜艇探测的主要方式是探测潜航潜艇声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，潜艇的噪声每降低环节。据测算，潜艇的噪声每降低20分贝，分贝，可使己方被动声纳探测距离增加一倍，敌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声模拟干扰装置作战效果提高15倍左右。倍左右。二、潜艇的噪音源二、潜艇的噪音源 潜艇在水下活动，以海水作掩护，侦察飞机、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，虽是时伸出水面吸进空气，虽是“蛛丝马迹蛛丝马迹”，也，也会使敌搜索雷达有可乘之机。何况常规动力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（大约占巡逻时间的蓄电池充电（大约占巡逻时间的20），更），更无隐蔽可言。无隐蔽可言。 从产生根源有两个大方面，一是由本艇设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。水相互作用后产生的噪声。1、机械噪音、机械噪音 机械噪声是由于潜艇内主、辅机和轴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。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声，辐射到水中，构成潜艇的辐射噪声，自噪声等。，自噪声等。2、螺旋桨噪音、螺旋桨噪音 螺旋桨噪声一般是潜艇中高速航行的主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。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。螺旋桨叶片振动和螺旋桨空泡产生的。3、水动力噪音、水动力噪音 水动力噪声是由不规则或起伏的水流流过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，作为声过艇体时。与之有关的压力起伏，作为声波直接辐射出去。波直接辐射出去。三、国外海军采取的降噪措施三、国外海军采取的降噪措施 a)改进螺旋桨结构，采用大侧改进螺旋桨结构，采用大侧斜、变距、多叶（一般为斜、变距、多叶（一般为7叶）叶）螺旋桨。这样可使叶片周向载螺旋桨。这样可使叶片周向载荷均匀，减少空泡，尾部伴流荷均匀，减少空泡，尾部伴流分布均匀。俄罗斯分布均匀。俄罗斯A k级潜艇的级潜艇的螺旋桨叶片为曲面，还可减少螺旋桨叶片为曲面，还可减少涡凹声音。涡凹声音。 b)叶片选用高阻叶片选用高阻尼合金材料，可尼合金材料，可抑制桨叶振动，抑制桨叶振动，降低辐射噪声。降低辐射噪声。如美国的镍锑合如美国的镍锑合金，日本的铁铬金，日本的铁铬铝合金等，使减铝合金等，使减振效果提高了振效果提高了20倍。倍。 c）气幕降噪。该技术是西方国家海军较为）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（达大幅度地降低舰艇水下辐射噪声（达6-10dB），改变水下辐射噪声特征，衰减敌），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果显著、造价低廉，因而广受各国海军青睐。睐。 d) 泵喷推进。随着潜艇航速的不断提高，有泵喷推进。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。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、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，最终达到降噪的能够延迟转子空泡的起始，最终达到降噪的目的。目的。四、较好的潜艇降噪举例四、较好的潜艇降噪举例 俄罗斯的最新一俄罗斯的最新一级核动力攻击型级核动力攻击型潜艇潜艇“北德文斯克北德文斯克”在潜艇隐身方面在潜艇隐身方面又有了新的进展。又有了新的进展。 艇上使用新型的艇上使用新型的KTP-6型一體化壓水反應堆，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。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、隱身的目消原來的噪聲，達到真正靜音、隱身的目的。的。