海洋水声特性与潜艇声学设计

潜艇的声学特性是由传到水中的辐射噪声组成的，同时潜艇的自噪声会降低潜艇上各种传感器和声纳的工作性能。潜艇噪声源发出噪声，必须经过海洋水声传播过程，才能被敌方反潜水声侦察仪器发现。因此，了解海洋水声特性对潜艇声学设计十分重要。     

监测与控制声特征信号的传感器和作动器网络

在新潜艇发展过程中，降低潜艇的可探测性是需着重考虑的一个因素。当潜艇下潜时。主要由以下几个方面的原因而被探测到：无线电发射（雷达、无线电）、雷达信号及声信号。声特征信号明显是最重要的方面，因此，安静性是潜艇设计的一个主要研究方向。推进装置和辅机的设计及运转工况在很大程度上决定了潜艇的声特征。为了监测潜艇辐射噪声和机械设备的状态，并对噪声与振动进行主动控制，美国海军开发了许多自噪声监测系统和控制系统。商用高速网络技术的发展，如ATM-SONET和光纤信道（Fibre Channel）技术促进了可监测舰艇辐射噪声和机械设备状态，并对噪声与振动进行主动控制的高速传感器和作动器网络的研制。与以前的舰艇监测系统相比，这些新的商用网络结构较简单，花费也不多，而性能更好。本文讨论了采用ATM-SONET网络的全舰监测1024信道传感器网络的设计，也讨论了采用光纤信道网络进行噪声与振动主动控制的256信道传感器和作动器网络的设计。     

潜艇结构振动声辐射数值计算

采用有限元／边界元法对潜艇水下辐射噪声特性进行了研究。依据潜艇各种真实的结构尺寸和设备参数，利用有限元软件ANSYS建立了接近于真实潜艇的有限元模型，并利用该模型来计算潜艇在水下低速航行时200Hz以下频率段的辐射噪声。首先计算了潜艇在电机激励时非耐压壳体表面节点的位移，然后将计算所得的位移结果转换成节点速度导入SYSNOISE边界元模型，以作为边界元计算时的边界条件来研究潜艇的辐射噪声，最后将计算结果与实际测量结果进行了对比，结果显示，在63Hz以下的准确性较高，而在63—200Hz频率段的误差则较大。     

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。     

潜艇动力舱浮筏隔振参数对振动与声辐射的影响

降低动力机械引起的潜艇壳体振动以及水下声辐射一直是工程上的一个重要问题。本文利用ANSYS有限元软件，建立了潜艇动力舱的水下声振耦合模型。通过数值计算，分析了主动力浮筏隔振系统中的参数变化，如上下隔振器的刚度、筏体的质量比和刚度改变对动力舱内振动传递率以及水下辐射噪声的影响。本文建立的计算模型可进一步推广应用于因机械设备引起的整个潜艇水下耦合声振预报。     

从潜艇水下噪声频谱中分离出螺旋浆噪声的研究

本文依据收集的资料，分析了潜艇噪声源及其特性；从声频特征信号分析出发，综合出从测获潜艇水下辐射噪声和自噪声中分离出螺旋桨噪声（旋转声、涡流声、空化噪声、唱音）的方法，可供从事螺旋桨噪声控制的研究人员参考。     

自噪声监测和故障噪声探测自动化

潜艇和水面舰船常常发出异常的噪声，这些未被发现和未经纠正的故障噪声，对被动声呐而言，是很容易探测到的信号。依靠人对噪声监测系统的观察，注意声被探测性的变化，只有在传感器数量少，无故障噪声状态的情况少时才现实。如果对自噪声监测有用的每一个传感器都要使用，故障噪声的探测就必须实现自动化。为了开发可靠的自动化系统，需要有大量包含了全部传感器所有可能的无故障噪声状态数据的数据库。遗憾的是，现有的声数据记录系统还没有足够的能力在海上长期不间断地大量搜集传感器样本数据。本文介绍了我们正在研制的，名为ASDIC（声特征信号数据和ISCMMS数据搜集）的数据记录器和故障噪声探测系统，该系统将数据存储到大容量的硬盘中。目前我们采用ASDIC建立了自噪声数据库，以能自动探测故障噪声。     

海水管路模拟系统进出水管口噪声辐射特性研究

潜艇海水管路系统进出水管道直接与海水相通,系统中的泵与阀门所产生的流体脉动噪声随着海水的吸入和排出从通海口辐射出去,其辐射效率较高,直接影响潜艇的隐蔽性.本文针对一套海水管路模拟系统在矩形水池的实际布置,采用边界元法计算了进出水管口的噪声辐射特性,得到一些有益的结果.     

潜艇综合指挥室模块的新功能

现代潜艇平台正呈现出许多新的特点和性能，其中包括模块化指挥室建造、水动力性能的改进、辐射噪声的降低和监视传感器数量的增加，从而增加了作战使用性能。     

矢量水听器在潜艇模型噪声定位中的应用研究

潜艇模型噪声源的定位可以为分析潜艇模型噪声的辐射特性提供依据,进而评估潜艇模型噪声的优劣,并对其性能加以改进.利用水听器阵列可以对潜艇模型噪声定位,但对于低频辐射噪声,水听器阵列的孔径会很大.在漳河水库,利用矢量水听器测量了潜艇模型的辐射噪声,并利用复声强器估计了辐射噪声的方位,从而为矢量水听器在潜艇模型辐射噪声测量中的应用提供了一个范例.     

潜艇噪声水平对声呐探测性能影响分析

论述了潜艇噪声水平对敌方和我方被动声呐探测距离的影响,给出了声呐工作在1 kHz时,本艇辐射噪声降低导致敌方被动声呐作用距离降低变化关系曲线,及本艇自噪声降低对我方声呐被动探测作用距离提升之间的变化关系曲线.分析结果表明,降低本艇的辐射噪声,可以降低敌方声呐的探测距离,从而增强我方潜艇的隐蔽性;当声呐平台噪声大于海洋环境噪声时,降低本艇的自噪声可提高我方潜艇被动声呐的探测距离,从而提高我方潜艇的先敌发现能力.     

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。     

潜艇声频信号特征控制分析与展望

当前，各海军大国都在潜艇的设计和改造中努力减小其声频信号，即降低自噪声与辐射噪声和减小目标强度，用于提高自身的隐蔽性能，减小被非合作方探测到的可能性。本文对今后１５年国外潜艇声频信号特征控制的发展进行了概述。     

以舱段模型代替整艇模型进行噪声估算的可行性探讨

采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,对SUBOFF潜艇模型的一个舱段在考虑不同声反射边界条件下的水下辐射噪声进行了数值计算,并讨论了以舱段模型代替整艇模型进行噪声估算的可行性。分析结果表明,不同声反射边界条件下辐射噪声的指向性比较一致,但不同边界条件下辐射噪声的最大声压级误差较大,声反射边界条件对舱段模型辐射噪声的影响不可以简单忽略,为对不同潜艇结构进行噪声估算提供了参考。     

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。     

推进器激励的艇体辐射噪声及控制技术研究现状

对近年在潜艇推进器激励艇体振动耦合辐射噪声计算方法及控制技术方面的研究现状进行了比较全面的论述.涵盖的内容从推进器非定常激励力的形成到艇体辐射噪声计算模型,再到推进器、轴系及艇体耦合振动及辐射声计算方法,以及相应的控制技术等方面的研究工作.     

国外潜艇声隐身技术的现状及发展方向

潜艇的声隐身性能是衡量潜艇作战能力的一项重要指标,降低潜艇水下辐射噪声和声目标强度,不仅能提高潜艇的隐身性,还能提高潜艇实施先敌攻击的能力。文章系统的介绍了国外潜艇声隐身领域取得的成果及影响声隐蔽性的因素,提出了该技术领域的发展建议。     

激光空化在水下假目标中的应用研究

潜艇螺旋桨完全空化后,其对外所辐射的空化噪声是主要噪声源。针对这一特征,考虑利用激光光源在远处水下产生空化噪声作为假目标,用来模拟潜艇螺旋桨产生的空化噪声。对实现该水下对抗方法拟采取的实验研究路线与将建立的伪装系统进行了初步的探讨和研究。     

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。     

结构噪声核心价值与理论逻辑解读第一部分:释义、价值及认知颠覆

安静化进程中,潜艇将再次面临辐射噪声能量新级差。必须应用结构噪声理论进行深度解读,它已成为工程跨越不可或缺的重要理论拼图。寄希望于浮筏隔振改良、更大结构刚度、阻尼或建造精进,中国潜艇完成超越的可能性几乎为零。科研工作者要用结构噪声新思维,破解结构背后的声学密码,将互补特性、叠加特性与潜艇复杂巨系统的功能设计巧妙重构,才能达成控制能量注入、内波传导和声辐射的目标。这是结构噪声理论的核心价值,是解决潜艇安静化"最后一公里"的理论工具,逻辑上具备颠覆意义。