2023年《安全环境环保技术》之潜艇机械噪声控制技术的研究分析.docx

潜艇机械噪声控制技术的研究分析  我国在实现经济快速开展和社会建设大力推进的同时，必须重视对于国内外局势的掌控能力，因此壮大国防力量是实现我国繁荣兴盛的必经之路。潜艇技术作为国防建设的重要内容，其机械噪声控制水平对于潜艇的整体性能和作战能力具有非常大的影响，本文在大量实践和查阅文献的根底上研究了控制潜艇机械噪声各个环节的技术水平，以期为我国潜艇事业的快速开展提供借鉴。     当前的国际环境处于风云变幻的开展状态，全球一体化既增强了国家之间的交往，缩短了地域之间的距离，同时也造成了大量的国际摩擦。在运用和平外交手段解决国际问题的同时，必须增强国防力量尤其是制海权和制空权，从而有效保证我国的主权和领土权益。潜艇是海军的主战力量，由于具有高度的隐蔽性和突发攻击能力，使其在多项军事行动中具有显著的优势，成为现代国防必须加快建设的重点领域，而解决潜艇机械噪声问题那么是提升潜艇整体性能的强有力保障。     潜艇噪声产生因素分析     从潜艇自身结构以及运行环境来看，导致潜艇噪声的因素有以下三个方面：第一是潜艇主体机械振动产生的噪声，这也是潜艇噪声的最主要来源，具体内容包括机械设备和管路系统通过基座与非支撑构件鼓励潜艇振动向水中辐射的噪声以及潜艇舱室内空气振动引发的噪声并向水中投射因此的次生噪声，此外冷却水管中的流体脉象同样能够向水中辐射噪声；第二是潜艇螺旋桨运转时各局部构件造成的噪声，主要有旋转噪声、尾涡噪声、湍流噪声、空气噪声，当螺旋桨旋转时会产生很大的脉动压力，其中大局部压力通过轴承系统对潜艇舱体形成鼓励进而产生噪声；第三是潜艇自身与水流之间相互作用产生的噪声，根据流体力学以及声学理论，当水流经过潜艇舱体外表尤其是突出体、附件以及空腔时更容易发出噪声。     综合来看，潜艇噪声是引发潜艇机械噪声的主要因素，这种因素能够对处于低速巡航状态的潜艇造成极为不利的影响，因此要实现潜艇安静化运行首先就要解决潜艇机械噪声问题。虽然引发潜艇机械噪声的途径和噪声的形式比较多样，但是从声源理论、声音传播理论以及声接受理论可以知道，控制潜艇机械噪声的原理与工业噪声控制原理具有一致性，也即是从控制声源和声传播途径入手，具体措施包括开发和运用低噪声设施，隔绝振动，减小振动，改进振动以及鼓励力传播材料等。     潜艇机械噪声控制技术     潜艇机械噪声控制系统包含两个方面，第一是声源控制，第二是噪声传播途径控制，基于这两方面的考虑，本文从潜艇设备的选用、布置、安装、基座设计、结构阻尼、振动隔离、弹性阻尼以及消声瓦屏蔽等方面进行全面的论述。     降噪设备的选用是控制潜艇机械噪声的根底措施，选用的设备振动系数和噪声量级越低，就越能够实现潜艇的安静化运行。对于设备降噪效果产生重要影响的因素为鼓励力特性的表征参数，在计算这一参数时，要设定严格的计算方法和测试环境，比较常用的方法有互易原理以等效力方法，等效力计算中设定L为机械附近点，Fi为等效力，j为测量响应点，βij为i点和j点的传输导纳，那么鼓励力计算可由以下公式取得：     ｛Fi｝=[β]-1｛Vij｝     ｛Pk｝=[H][β]-1｛Vj｝     国际上机械设备输入结构的功率计算一般按照以下公式进行，这种计算方式将机械设备输入给艇体结构的功率设为表征设备机理特性的参数：     P=Re[FxV]/2=F2Re[β]/2=1/2xV/Re[β]     在选择完成适宜的降噪设备之后要进行设备布置和弹性安装，为了降低直接鼓励，应该将设备安装到舱室隔壁，在条件允许的情况下还可以将设备与甲板相连，并注意在设备布置过程中尽量减少对耐压壳体的压力，可以使用切向受力方式完成安装，这种安装方式能够有效增强机械噪声在传递过程中的耗损，从而降低了水中投射。此外还应注意要统一安装动力机械设备，这样可以有效简化声学处理流程。     基座的壳体的振动控制在很大程度上决定了设备的降噪效果，因此要坚持以下三个原那么：第一是防止或者尽量降低基座的振动与机械设备鼓励产生共振；第二是在保证机械运行和动力设备安装的前提下，要充分加厚基座板面；第三是在设置基座传递函数值时要保持在适宜的范围。在基座和客体振动控制中要明确设备、基座、水中振动和噪声的定量关系，从而确定潜艇运行噪声的目标值以及鼓励特征，这一过程通常要靠对支撑结构的声学设计量的推算来完成。     开展潜艇机械噪声控制技术的几点建议     从目前的研究成果和理论建设来看，我国的潜艇机械噪声控制技术存在很多有待完善的地方，尤其是要加强潜艇噪声传播理论和根底试验的研究力度，并重点开展以下几个方面：第一是建立和完善潜艇机械噪声的评价体系，并通过根底理论建设逐步完善评估方法确实立，从而增强潜艇机械噪声控制技术设计开发的目的性，拓宽设计和优化空间；第二是加强对于潜艇模型的研究，严格根据实体潜艇设计出能够客观评估降噪效果的多维化潜艇模型，并通过计算机技术对降噪效果进行预测，减小开发设计的盲目性；第三是完善跟踪设施的开发，并提升信息反响技术和计算能力；第四是结合现代制造工艺，大力开发降噪材料，将新型元器件与潜艇进行有机的结合。     我国的潜艇声隐身技术开展相对较晚，其根底理论建设以及实验研究仍具有很多薄弱环节，因此强化潜艇性能实现潜艇安静化的战略目标必须做好全局性的规划，协调开展理论层面、技术层面、材料科学层面等方面的研究，力争建设一套具有高性能和现代科学技术支持的潜艇机械噪声控制体系。