来源:节选自《水声学》水声工程学院声学教研室
舰船辐射噪声源分为三大类:
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主机:柴油机、主电动机、减速器
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辅机:发动机、泵、空调设备
機械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振动通过船体向水中辐射而形成的噪声。
舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加与舰船航行状态及机械工作状態密切相关,一般较复杂、多变机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。
船速与螺旋桨的关系噪声:船速与螺旋桨的关系空化噪声和船速与螺旋桨的关系叶片振动辐射噪声
船速与螺旋桨的关系旋转时,叶片尖上和表面上产生空化
船速与螺旋桨的关系空化噪声是舰船輻射噪声高频段主要成分,且为连续谱其典型频谱如下图。
频谱特点:在高频段谱级随频率以6dB/Oct斜率下降;在低频段随频率增高而增高;谱峰(100Hz~1000Hz)随航速和深度而变化,当航速增加和深度变浅时谱峰向低频移动。
原因:高航速和浅深度时易产生空化气泡,产生低频噪聲使谱峰向低频端移动。
空化噪声产生条件:航速大于舰船临界航速
船速与螺旋桨的关系空化噪声与航速关系:
水面舰船的船速与螺旋桨的关系空化噪声—航速关系不是S形关系复杂。
船速与螺旋桨的关系唱音是船速与螺旋桨的关系叶片拍击、切割水流而引起的也称为旋转噪声,它为线谱噪声分量其頻率:
n是船速与螺旋桨的关系叶片数;s是船速与螺旋桨的关系转速;m是谐波次数。
船速与螺旋桨的关系唱音是潜艇低频段(1~100Hz)噪声的主要荿分频谱特性是声纳识别目标和估计目标速度的依据。
水动力噪声是由不规则的、起伏的海流流过运动船只表面而形成的是水流动力莋用于舰船的结果。产生机理:
根据布洛欣采夫理论,水动力噪声强度主要与航速有关:
k為常数v是航速,n是与航船水下线形等因素有关的一个量
一般情况,舰船水动力噪声小于机械噪声和船速与螺旋桨的关系噪声
舰艇的輻射噪声主要噪声源是机械噪声和船速与螺旋桨的关系噪声,二者贡献的大小取决于频率、航速和航深对于给定的航速和航深,存在一個临界频率低于此频率时,谱的主要成分是机械和船速与螺旋桨的关系的线谱;高于此频率时谱主要成分是船速与螺旋桨的关系空化嘚连续谱。
通常舰艇的临界频率为100Hz~1000Hz取决于船的种类、航速和航深。鱼雷的临界频率比较高(机械速度高)
降低舰船噪声,一方面提高艦船自身的隐蔽性另一方面提高舰载声纳的作用距离,从而可以提高舰船的对抗能力
按照控制对象的不同,可分为:
常规舰艇的主要源:主机、辅机;
核动力潜艇的主要源:齿轮变速箱、循环水泵等
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完善机械制造工艺,提高加工精度;
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提高安裝精度严格操作规程,注意维护保养
控制船速与螺旋桨的关系空化最根本办法是避免或推迟空化现象。采取措施:
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采用正反船速与螺旋桨的关系减小尾流的旋转,降低水动力噪声;
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增大船速与螺旋桨的关系盘面比减小负荷强度;增大船速与螺旋桨的关系直径,减低船速与螺旋桨的关系转速使负压区推迟出现或压差变小,推迟空化的产生;
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增加船速与螺旋桨的关系叶片数使水趋于均匀,负压减小推迟空化产生;
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船速与螺旋桨的关系叶片上大孔,改变船速与螺旋桨的关系的几何参数;
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使船尾有良好线型可以改善叶片上的压力、速度分布,推迟空化产生
控制船速与螺旋桨的关系唱音根本办法:
控制水动力噪声的措施:
为减小水动力噪声,一般声纳安装在流线型导流罩内导流罩用橡胶制作,并用钢板加固设计要求:透声性能要好,有足够机械强度良好的流线型。
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