说起潜艇的静音不得不先说海洋的声学特征.海洋不同于陆地,由于海水温度,盐度的变化,可以将海水分成若干层,层与层之间密度也有很大差异.这些因素导致层与层间声音传播速度的不同,正是
由于上下层的声速不同,在层层相接处会发生折射，反映声波传播途径的声线，它总是弯向声速最低的地方。
大部分声波在海水中经过这样的往复弯曲折射，而不与海面和海底接触，能量损失很小，纵向传播距离可以很远.同时每个层中间又会发生反射现象,在此层的上下间可以也传播相当远的距离.这种现象称之为声道.潜艇的探测就是依靠这些声道.
我们知道潜艇的主要搜索设备就是声纳,声纳有主动与被动之分,主动声纳是声纳发出声波照射目标,接收水中目标的反射波来寻的;被动声纳是接受水中目标发出的辐射噪音来确定方位.声纳波都是低频或者超低频波,声音在水中传播速度大概是1450到1540m/s,根据公式;速度=波长*频率,可以看出低频超低频声纳波波长比较长,波长越长受干涉越小,沿着海水声道探测距离就更远.甚至可以绕过消声瓦等设备.
知道了声纳的探测原理就明白如何防止被对方探测到.首先是降低噪音,其次改进外型结构,第三,外侧贴附吸波材料.
先说降噪,降噪又分为改进传动方式,优化推进装置,屏避内部声学/电磁等信号.
改进传动方式,潜艇内部的传动有齿轮箱,联轴器,轴等传动零件,其中齿轮箱噪声可达125~145分贝,是主要的噪声源,那么我们可以改进其结构和材料,比如齿轮采用人字齿,材料选用复合材料,润滑油有减震吸附噪音功能,连结处采用具有减震的零件或者包附减震材料等等,也可以改变传动方式,机械传动改为电磁推动或者液压传动等等.
优化推进装置,传统的推进是发电机组推进电机,带动螺旋桨前行.潜艇行进中,螺旋桨与海水之间相互作用产生很大噪声.目前螺旋桨噪声的改进有:
(1)改进螺旋桨的结构,采用大侧斜、变距、多叶螺旋桨
(2)叶片选用高阻尼合金材料,对叶片和海水产生的噪声降到最小
(3)改进推进方式,采用泵浦推进
前段听报导说,国内成功研制了喷水磁流推进技术,如果是真的话,至少可以使噪音再降低20分贝以上.喷水推进是未来的趋势,消除了螺旋桨的种种弊端.
内部屏避声学/电磁信号,首先内部空间结构要合理,本身就能消除噪音,其次内壁贴附阻尼材料,第三是噪音较大的设备贴附或安装避振器.
再说外型结构,早期的潜艇大都采用的是”鲸鱼”形,具有良好的水下减阻外形,如我们的’R’级和”明”级潜艇都是这种外形,再到后来有了”鲸鱼”和”水滴”结合的外形,象我们的”宋”级潜艇就是,现在流行的是拉长的水滴形结构,目前世界各国先进的潜艇都是这种外形,不过每个国家采用的长宽比不同,有美国的”弗吉尼亚”级,我国的”元”级,法国的”梭鱼”级等等.”水滴”形具有更好的水下机动性和灵活性,阻力更小,当然对隐身,防止探测到更有利.
第三是外侧贴附吸波降噪材料,
早期国外大型攻击型核潜艇和弹道导弹核潜艇为减小水下声辐射，大多在艇体表面粘贴消声瓦或涂敷消声涂层。
由于近年来声纳性能的改进，探测距离和分辨率灵敏度越来越好,
迫使一些柴/电推进的常规潜艇也采用这种消声措施。消声瓦和消声涂层从以下两方面减小潜艇的特征信号：
(1)减小潜艇本身向海洋辐射的噪声量级
(2)减小潜艇反射声纳波的能量
消声涂层只有0.X毫米,主要是
利用声波的互耦合来降低入射声波的反射.而消声瓦比较厚约30MM~50MM间,所以消声瓦会影响潜艇的性能,增大阻力,这也是为甚幺2000吨以下常规潜艇不装消声瓦的原因.消声瓦主要是消除自身产生的噪声,反射敌方潜艇声波,防止被探测.不过随着声纳技术的进步,超低频拖曳阵声纳的服役,消声瓦的优势正在逐步丧失.
目前,世界上各个潜艇制造国,都在研究潜艇降噪的新技术.这两天的报纸上曾报导,英国正在研发新型外壳材料,采用非金属复合结构,还有我国正在研制”艇外表面仿鲨鱼技术”,美国的高温气冷反应堆,全电力推进等等,随着技术的不断创新,潜艇将会更加安静,也更具威胁!
| 版主评語: 周郎 |
| http://zhidao.baidu.com/question/53409729.html （http://www.defence.org.cn/article-13-63494.html）不过是一些专业知识性文字的重组而已。 |
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本帖最后由 周郎 于 2009-2-28 13:49 编辑 ]
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