从平台角度看潜艇声特征信号

潜艇在设计阶段就注重降噪是最为有效的。潜艇的特征信号要求可通过设想潜艇未来的作战情况来确定。从这些要求出发，可确定满足特征信号要求的艇上机械设备的噪声指标的预分配和一套噪声控制程序。构成声特征信号的5个主要辐射噪声的声源为：（1）机械噪声；（2）螺旋桨／推进噪声；（3）艇体的谐振；（4）流体噪声；（5）空化噪声。前三种噪声主要为线谱噪声，在辐射频谱上形成线谱。后两种噪声源为宽带噪声。大多数机械噪声的频率在10Hz到1kHz之间，艇体谐振产生的噪声频率一般在10Hz和60Hz间。但可能大到2kHz，螺旋桨噪声通常低于100Hz，而空泡和流体噪声最大可超过10kHz。     

螺旋桨激振力传递模式下的艇体振动和声辐射分析

潜艇的艇体结构是潜艇螺旋桨激振力向外辐射噪声的重要通道,而轴系是螺旋桨激振力传递到艇体的必经之路,因此有必要研究潜艇轴系向艇体传递的激振力对潜艇艇体振动和辐射声功率的影响。为此,分别针对螺旋桨轴向激振力、螺旋桨侧向激振力和螺旋桨垂向激振力工况,使用模式分析的方法,将轴系对艇体的作用力分解为互不相关的力传递模式的叠加。建立潜艇结构有限元模型,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,分析单阶力传递模式作用于艇体时艇体的振动和声辐射特性。所做的研究可为分析螺旋桨激振力作用下的艇体振动和声辐射提供一种新的方法。     

潜艇耐压艇体内部平面舱壁板稳定性校核外载荷的分析

本文在分析潜艇耐压艇体内部平面舱壁板受力情况的基础上，提出平面舱壁板稳定性校核中外载荷应取不低于潜艇耐压艇体的计算载荷Pp。     

不同工况下潜艇艇体-桨整体声辐射特性分析北大核心CSCD

[目的]旨在研究潜艇大侧斜螺旋桨在不同工况下的艇体-桨整体声辐射特性。[方法]以SUBOFF潜艇模型和七叶大侧斜螺旋桨为研究对象,采用大涡模拟(LES)和声学有限元方法(FEM),以及使用Fluent流体计算软件和LMS Virtual.Lab声学仿真计算软件进行联合仿真计算。[结果]结果表明:在潜艇存在进速的工况下,其艏部、指挥室围壳、艉部方向舵和螺旋桨区域的速度压力分布变化最大,整体系统的噪声传播方向以艇体周向某一方向的声压级(SPL)最高,艉部方向舵次之;在潜艇不存在进速的工况下,整体系统的噪声与螺旋桨的旋转作用有关,且在440 Hz频率处存在峰值,超过其他工况下的声压级。[结论]潜艇的艏部、指挥室围壳和艉部方向舵区域是压力脉动的重点区域,与潜艇的进速密切相关;艇体-桨整体螺旋桨噪声在低频段也主要由上述3个区域产生,在中高频段螺旋桨区域开始对艇体-桨整体噪声产生作用,总的声压级随着频率的增加而逐渐升高。     

推力轴承基座对艇体振动及其辐射噪声的影响

利用FEM/BEM方法计算了实尺度单壳体潜艇在螺旋桨激振力作用下的结构振动和水下声辐射特性.分析比较了两种推力轴承基座形式(法兰盘式基座和普通基座)对潜艇在螺旋桨激励下振动与噪声性能的影响.结果表明,安装法兰盘式推力轴承基座能在除28 Hz附近降低潜艇辐射噪声,最大降低25 dB左右.普通推力轴承基座形式只将螺旋桨脉动推力加载到与其相连的艇体结构上,引起纵向振动和横向振动,其壳体的法向振动较强烈;而法兰盘式推力轴承基座可以将螺旋桨脉动推力沿周向均匀地加载到艇体上,它主要引起纵向振动,只有艇体首尾处有法向振动,因而,噪声较低.     

基于CFD的潜艇阻力及流场数值计算

运用雷诺平均N-S方程,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用RNG k-ε湍流模型,实现了对裸潜体、带指挥台围壳艇体、带十字尾翼艇体、全附体潜艇4种模型的阻力及粘性流场的数值模拟。通过数值模拟,得到了潜艇表面压力分布情况和附体附近流场的一些特性,为进一步优化潜艇的艇型和分析潜艇的流噪声打下了基础。而阻力的对比在一定程度上验证了数值模拟的可靠性。     

潜艇艏部声呐流噪声计算方法研究

选取系列艇型,对潜艇艏部声呐的流场进行数值模拟计算.通过对SUBOFF艇型计算,验证绕艇体三维粘性流场计算方法的正确性.在此基础上结合FW-H公式,计算潜艇艏部声呐流噪声声压级,并总结得出不同的艏部声呐结构形式在首段的不同部位处对压力场和流噪声场的影响规律.     

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。     

水下非接触爆炸作用下潜艇生存概率研究方法分析

建立了一种在进行潜艇生存能力评估过程中,潜艇设备所受冲击加速度的计算方法。将艇体看成初级质量,先求出艇体各处的响应,并把设备看作次级质量,以艇体相应部位的冲击响应输入,然后对设备的冲击响应进行求解,最终给出计算设备损伤概率的计算机仿真流程图。此方法已成功运用于船模实验。     

水面舰艇与潜艇的通信

近百年以来，潜艇已经发展成为最有力和最有效的武器平台之一，其先进的传感器，武器，推进，续航力及艇体性能令人注目。然而潜艇与水面舰队指挥支援（DS）作战综合的能力没有多少改进。尽管指挥支援存在多方面的难题，但一直困扰战术家们的一个最重要的因素是缺乏实时通信能力。潜艇通信目前已取得较大进展，有大批设备可供采购部门选择，但目前几乎都与潜艇所需的机动自由度，特别是大深度机动的要求相抵触，除了利用“例行通信”或规定的时间，使用部门别无选择，只能让潜艇返回到潜望去接收广播通信。接收广播通信的间隔时间长达18－24h。在最坏的情况下，这意味着艇员不知道战争的爆发或一整天不知道交战条令的改变。     

非核动力潜艇的推进和自动化系统

自上个世纪60年代初起始，大约有150艘潜艇装备有西门子公司的动力设备，最早的是205级艇，接下来是206级艇，世界知名的209级艇有60多艘装有该公司的设备，还有其他级别的潜艇也是如此。现在，该公司将在设备设计、建造以及海上服务期间所获得的全部经验运用到下一代212A级与214级潜艇上。上述设备的研制主要把握住推进系统和自动化系统总的发展方向。     

高速大续航力中型常规潜艇概念

当今潜艇上应用AIP（不依赖空气的动力装置）主要是在安静低速航行时增大艇的水下续航力。然而核动力推进已显示了水下高速冲刺和快速航渡的巨大优势。对中型常规潜艇来说，使用一台与安静中型AIP装置共用氧源的改进的高效燃气轮机，KAPPA工程可在不损失电力推进潜艇安静低速航行能力的情况下，提高艇的冲刺速度和时间，在小功率的标准AIP装置上增加新型通气管技术，能将电力设备重量减半，从而向特高容量设备和化学能源提供空间，新型燃气蒸汽轮机一旦具备呼吸空气能力，便可用安静的中功率涡轮发电机来取代噪声大的柴油机。同时，因大功率冲刺涡轮机能呼吸空气而非纯氧，就能恢复二战潜艇失去的水面高速性能。     

基于潜艇模型尾流湍流强度和耗散率的CFD模拟

优良的隐身性能使得潜艇具有强大的突防能力,因此,控制潜艇尾流信号特征对于提高潜艇隐身性能意义重大,这些信号特征主要包括尾部湍流强度、湍动能、湍流耗散率等。同时,优良的艇型对于抑制尾流信号特征、提高潜艇快速性和隐身性也具有重要意义。基于此,采用RANS方法计算SUBOFF潜艇主艇体艇型及6种改良艇型的艇体粘性绕流,将CFD方法用于分析艇体半径、艇艏长度、艇艉长度等参数对潜艇尾流信号特征的影响。计算结果显示：在SUBOFF潜艇主艇体艇型及其6种改良艇型的尾流场中,增加艇体半径有利于抑制远尾流场湍流信号特征,在近场则不利;增加艇艏长度能降低近尾流场湍流信号特征,在远场影响较小;增加艇艉长度在近、远尾流场均有利于降低其信号特征。     

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.     

艇桨一体的螺旋桨激振力和水动力噪声数值预报

[目的]螺旋桨噪声和水动力噪声是潜艇噪声控制的重点和难点,因此有必要开展艇桨一体的螺旋桨激振力和水动力噪声预报研究。[方法]以SUBOFF潜艇和DTMB 4383桨为计算对象,结合大涡模拟湍流模型和无限元方法,分析潜艇非均匀伴流场中螺旋桨激振力的变化规律,以及螺旋桨对潜艇表面压力场的影响。采用ACTRAN声学计算软件对艇桨一体的水动力噪声性能进行数值预报。[结果]计算结果表明:螺旋桨激振力的各个分量具有相同的脉动频率,脉动峰值以一阶叶频处为主,同时水平力脉动和垂直力脉动大于推力脉动;潜艇艏部、指挥台、艉翼及螺旋桨叶梢部位均存在局部高压区,这是水动力噪声的主要贡献点;艇桨一体的水动力噪声主要集中在低频段,随着频率的增加,其蝶形分布更加明显;与无桨全附体潜艇相比,带桨潜艇特征点的声压值急剧增加,对其辐射声场的影响较大。[结论]研究成果可为艇桨一体的螺旋桨设计提供参考建议。     

艇体结构用钢材料技术发展与展望

艇体结构钢是潜艇建造过程中用量最大的材料,对于潜艇的战技性能具有重要影响。本文首先阐述海洋环境对于艇体结构钢的影响和性能的要求,其次从焊接工艺的角度进行分析,再次总结国外艇体结构钢的发展及现状,最后对艇体结构用钢材料技术的未来发展方向进行展望,对我国潜艇用钢材料技术的研究及发展具有一定启示作用。     

浅谈某扫雷艇铁芯线圈安装工艺

某扫雷艇装备的铁芯线圈是艇具合一式的特种设备，它的安装定位，是艇体船台合拢装焊的重要组成部分之一，表现在艇体内部船体结构的装焊及许多工作都必须等铁芯线圈在船台上安装到位后才能进行，由于本厂船台有1／6的倾斜度，而铁芯线在艇上安装时，只能从艇中后部的机舱甲板开口外吊入艇体内部，然后通过艇底狭小空间，逐个向艏部移动安装到位，在整个吊装过程中，不能有任何诸如碰撞之类的差错，否则将造成无法补救的严重后果，因此，设计实行的安装工艺，确保铁芯圈能安全，可靠并准确地安装到位，是保证该艇建造质量和进度的关键。     

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。     

潜艇围壳舵受自由表面和波浪影响的试验研究

通过对潜艇围壳舵在静水自由表面和波浪中的模型试验研究及其分析以及对实艇舵能力的预报，探讨了潜艇围壳舵在近水面时的操艇能力。由于围壳舵在静水面的操艇能力的研究在国内尚属首次，因此试验数据难免会有一定的局限性。要对艇体近水面操纵性作全面评价，就必须对艇体各部分的水动力所受的影响作全面深入的研究。     

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.