潜艇自噪声检测中亟待研究的课题——如何排除海洋环境噪声的影响

现代潜艇随着声学设计的深入研究，潜艇的声隐身性能不断的提高，潜艇的声纳平台区自噪声也逐渐降低，在本艇声纳工作频段范围内，海洋环境噪声在某些场合下的量级与声纳部位的自噪声级相当。因此，如何排除海洋环境噪声对实艇自噪声检测分析的影响，是亟待研究的问题。     

水面舰船声学特性的类比及其评价

传统的水面舰船声学设计评价方法在应用上存在着局限性，为进一步发展和完善，通过对总声级声学特性类比、声频范围和超声频段声学特性、实船检测声学特点和实船声隐身战术技术要求制订等进行广泛论述与类比探讨的基础上，指出了现有方法在总声级确定、声学特性预报和实船检测等方面的不足，提出了较为合理的水面舰船声学特性的类比及其评价方法，即以特定频段的线谱分析来评定其声学性能。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

潜艇缓变声学故障预报研究

潜艇在使用过程中,因设备产生的振动噪声异常可能使潜艇的声隐身性能恶化．从而显著增加在敌方水声威胁中的暴露率。利用多输入多输出（MIMO）模型获得潜艇机械噪声源对其水下噪声贡献比大小．通过分析噪声源贡献比时间序列是否异常,判断潜艇是否存在潜在声学故障。跟踪故障变化情况．调整噪声源贡献的计算时间间隔,同时根据贡献时间序列的变化趋势,线性预估发生故障的时间。最后通过试验验证该方法的可行性。     

潜艇降噪在理论和工程上的限制

总的说来，将辐射噪声作为探测潜艇的手段仍是对探测能力讨论的内容。然而，由于现代潜艇安静得在许多情况下用探测噪声的方法不易探测到它们，从而采用其他有较好探测概率的方法进行探测。根据潜艇的任务、工艺及潜艇航行海区的环境，讨论潜艇探测在技术上和工程中所受到的限制。许多声学措施如此有效，以致地进行进一步声学处理对声源无需作进一步要求。另一方面，由船体和螺旋浆产生和噪声是不可能完全消除的，但可象以前对机械噪     

海洋平台舱室噪声预报及声学优化设计

基于统计能量法建立海洋平台舱室噪声预报模型,并将实验测试获取的内损耗因子作为参数输入,探索了海洋平台舱室的噪声特性规律,对超标舱室进行主导传递途径和主导分量分析,给出舱室噪声超标的原因,并提出声学优化措施。研究表明,除广播室及医务室外,其他平台舱室噪声均满足限值要求,且广播室及医务室噪声超标主要由局部噪声源引起,敷设高隔音复合岩棉板可有效降低舱室噪声,使平台舱室噪声满足限值要求。     

俄国潜艇声学设计和噪声控制特点分析

对俄国潜艇Ｒ噪声水平、声学设计特点、噪声控制关键技术作了综合分析，用以借鉴。     

充液管路系统流噪声控制研究

潜艇海水管路系统中泵、阀门引发的流噪声影响其隐蔽性,为抑制流噪声,可以采取在管路中安装水消声器的措施。本文采用传递矩阵法计算了安装于海水管路系统中水消声器的声学性能,并与实测数据进行了对比分析,取得了满意的结果。     

美国大西洋水下测试评估中心测量设施分析

大西洋水下测试评估中心(AUTEC)是美国在大西洋最重要的水声检测机构,承担着美国新型水中兵器试验、潜艇噪声测量、潜艇训练及反潜战研究的工作.本文介绍了该潜艇水声试验场的选址特点和主要测量设施,对其新安装的固定式辐射噪声测量设施进行了分析,并对我国水声试验场的建设提出建议.     

利用传递函数预测舰船机械振动引起的声特征信号

为满足水面舰艇和潜艇声隐身的作战要求，需进行多方面的研究。辐射噪声在潜艇和反潜舰艇的隐身中起着重要的作用。尤其是机械振动产生的辐射噪声，是敌方的声传感器用来对目标舰艇进行探测和识别的一个主要声源。为了实现舰艇要求的作战性能，在设计的最初阶段，采用可靠的方法预测辐射噪声以确定潜艇或反潜舰艇的声学特性非常重要。我们采用了一种利用由每一噪声源和水下辐射噪声之间的关系所定义的传递函数作为可靠方法的预测技术。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

声类比水下圆柱绕流声学特性研究

本文以三维刚性圆柱为研究对象,开展了基于大涡模拟和Lighthill声类比理论的混合数值模拟方法研究,确定了合适的声学计算模型参数。结合噪声频域特性和声学指向性,对比分析了不同雷诺数(Re=4.3×10~4、Re=1.0×10~5、Re=1.8×10~5和Re=2.5×10~5)、不同间距比(L/D=2、3、4和5)和不同排列方式(串联、并联和交错45°)下有限高单圆柱及双圆柱的水动力噪声特性,讨论了雷诺数、间距比以及排列方式对圆柱绕流水动力噪声的影响,为实现水下钝体和航行器流噪声的精确预报提供了详细的数值模拟方法指导。     

敷设声学覆盖层的标准潜艇低频目标强度分析

敷设声学覆盖层可以吸收入射声波并降低辐射噪声,是声隐身的常用手段。采用耦合有限元方法分析敷设声学覆盖层的标准潜艇收发合置低频目标强度,包括单壳体模型和双壳体模型。首先,建立声-壳-结构耦合有限元模型,并验证了模型的准确性。其次,分析了单壳体标准潜艇的目标强度,结果表明敷设声学覆盖层可以改变目标强度曲线的起伏特性,在某些频率点或入射角度,敷设声学覆盖层时的目标强度甚至比未敷设时更大。此外统计表明,敷设声学覆盖层可以略微降低平均目标强度。最后,分析了双壳体标准潜艇的目标强度,结果表明外壳敷设声学覆盖层可以改变目标强度曲线的起伏特性并且略微降低平均目标强度,而在此基础上再增加内壳声学覆盖层则几乎没有效果。     

潜艇辐射噪声水平指向性测量方法

当前潜艇水下辐射噪声测试主要还是以水声测量技术为主要手段。本文探讨了1种新的测量潜艇水下辐射噪声水平指向性的方法,思路新颖,简单实用,工程可行性强,能全面准确地获得潜艇辐射噪声在单频和频带内的水平指向性。通过测量分析潜艇水下辐射噪声的指向性,能深刻理解潜艇水下辐射噪声场空间分布的规律,初步判定潜艇辐射噪声源的部位及其频率特性,为潜艇声隐身技术的发展和水中兵器的研制提供科学依据和有利支撑。     

流固耦合船舶舱室中低频噪声数值分析

文章介绍了封闭声腔结构区域内流固耦合声学有限元数值分析理论、方法和计算流程,并用该方法进行封闭区域内声学特性分析,应用于船舶舱窀噪声数值预报.文中计算考虑了船舶动力激励源引起的结构振动响应噪声、空调风口噪声源引起的空气噪声及舱室周围复合吸声材料.     

混沌理论在船舶辐射噪声特征提取中的应用

随着海洋开发的深入,水声信号处理是水下目标识别的基础,由于目标辐射噪声的干扰,识别的精度会降低。船舶辐射噪声特征值提取是水声信号处理的重要组成。水下目标物辐射噪声是一个非线性信号,随着时间延长,传播行为随机性越来越强。混沌理论是研究非线性随机信号的重要理论,本文在研究船舶辐射噪声非线性特性及混沌理论的基础上,利用非线性多空间重构技术对辐射噪声特性进行提取,最后对水下目标噪声实测数据进行仿真。     

舰艇声特征逼真模拟技术方法探讨

本文在总结分析舰艇多源辐射噪声和空间声回波特性的基础上,研究提出了模拟舰艇多源辐射噪声和空间声回波特性的声学特征模型,重点探讨了模拟特征模型的工程实现方案和技术设计方法,其结果为逼真模拟声学目标的工程化研制打下了技术基础.     

复杂环境下潜艇感应电磁噪声的数值模拟

对潜超低频通信信号会受到很强的电磁噪声干扰,为有效抑制噪声,对潜艇周围复杂流场切割地磁场产生的电磁噪声进行研究。基于流体动力学以及有限元建模方法,将潜艇阻力和压力的计算值与实验数据进行对比,验证了数值方法的有效性。在此基础上建立电磁流体耦合模型,分析潜艇在不同航速和不同航向下感应电磁噪声的频谱特性和变化特征。研究结果表明,潜艇周围流体产生的电磁噪声属于超低频噪声,具有明显的线谱特征。潜艇航速对噪声幅值影响显著,同时各个航向上的噪声分量具有很大的相关性。分析得到的噪声频谱特性可为对潜通信的噪声特性研究提供参考,为降低电磁干扰或其检测提供一定的支持。     

基于标准潜艇模型的潜艇机械噪声影响因素分析

基于Benchmark标准潜艇模型,建立了不同结构形式的Benchmark标准模型的衍生潜艇模型,包括单层壳潜艇模型和双层壳潜艇模型以及无附体结构和有附体结构的潜艇模型。开展理论解析解计算与数值仿真计算比对,得到数值仿真计算的置信度,并开展Benchmark潜艇缩比模型实验室试验,通过试验验证数值仿真计算的可靠性。基于以上研究,针对潜艇机械噪声开展数值计算,计算得到在海洋流场环境中不同结构形式的Benchmark潜艇模型的固有振动特性以及其受到机械设备激励作用下的机械辐射噪声值,并通过对比分析得到了不同激励形式、不同潜艇艇体结构特性对其机械噪声的影响规律。