国外海军舰船复合材料声呐罩的应用与发展

与金属和橡胶声呐罩相比,复合材料声呐罩能提供更优化的结构和声学性能,实现减重、耐腐蚀、大幅降低制造和维护成本,在国外海军舰船上得到了广泛使用.本文梳理了国外海军舰船声呐罩的材料类型,重点研究了复合材料声呐罩的研制历程、应用现状等情况,最后对复合材料声呐罩的发展趋势进行了分析和展望.     

舰壳声呐导流罩结构研究探讨

对水面舰船大型舰壳声呐导流罩结构设计的主要矛盾及解决的途径也措施提出了探讨性意见，可供水面舰船、潜艇大型舰壳声呐志流罩结构设计与试验研究借鉴。     

船舶声呐部位自噪声的预报方法及其控制技术

本文简要地分析了舰船艏部声呐罩内自噪声的特征，比较全面地综述了艏部声呐和舷侧阵声呐自噪声的预报方法，内容包括弹性平板——矩形腔模型、半解析半试验方法、统计能量法和波数法；同时综述了声呐自噪声的控制技术，内容包括艏部声呐罩线形的低噪声设计方法、声呐罩结构和材料的低噪声设计技术、舷侧阵柔性涂复层技术以及水下声障板设计技术。     

集成统计能量法计算声呐自噪声水动力噪声分量

针对舰船艏部非规则形状声呐罩的自噪声预报,借鉴集成模态法思路[1,2],采用虚拟弹性膜技术,建立集成统计能量法(Integro-SEA),并以矩形腔声呐罩为例验证计算精度.在此基础上,采用集成统计能量法计算舰船艏部声呐自噪声的水动力噪声分量,并修正计算艏部边界层转捩区湍流猝发声源对声呐自噪声的作用.研究表明:用经典SEA和集成SEA方法计算矩形腔声呐罩自噪声,偏差小于1dB,集成SEA方法加边界层转捩区声源修正,计算的舰船艏部声呐自噪声与实艇测试结果比较,在200Hz～6kHz的中频范围内相差2～3dB.     

复合材料在国外海军舰船上层建筑上的应用与发展

近年来,复合材料在海军舰船上层建筑上的应用引发了各国的关注和激烈的竞争。本文对复合材料在各国海军舰船上层建筑上的应用、发展和特点进行深入研究总结,并以美国DDG 1000驱逐舰为例,详细介绍舰船上层建筑中复合材料的应用情况,最后对舰船上层建筑用复合材料的发展进行展望。     

世界潜艇综合声呐系统发展现状及趋势

阐述世界各国海军潜艇自二战以来装备的声呐系统的发展历程。重点介绍美、俄、英、法、德等国现役海军潜艇上装备的综合声呐系统发展现状,包括其技术特点、性能指标和装备情况。并分析世界各国海军潜艇声呐技术的发展方向和发展趋势,提出国外潜艇声呐技术发展对我国的启示。     

周期加肋夹芯透声窗的声呐自噪声特性研究

以舰船声呐罩透声窗的低噪声设计为背景,针对周期加肋夹芯平板和平行腔体组成的简化声呐罩模型,采用Fourier变换方法和功率谱密度函数,建立加肋夹芯透声窗受平稳随机湍流脉动压力激励产生的声呐部位水动力自噪声的计算方法,数值计算肋骨几何尺寸和间距等参数对声呐自噪声的影响.研究结果表明加肋透声窗在湍流脉动压力激励下产生的声呐自噪声,取决于声呐罩的空间滤波特性.肋骨引起的波数迁移,使透声窗与湍流脉动压力的传输峰值分量发生空间吻合共振,明显增大声呐自噪声.加肋夹芯透声窗的弹性波传播截止效应,部分抵消肋骨产生的空间调制效应,可降低声呐自噪声5 dB～10 dB.     

随机面激励的非规则声腔自噪声计算方法研究

舰船声呐罩以及舱室、车厢等常见的非规则声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励产生的水(气)动力噪声,已经或将成为声呐自噪声和舱室噪声的主要成因。文中以一个非规则形状的三维声腔为例,考虑声腔结构振动与内外声场的耦合,采用虚拟膜技术和集成模态法以及功率谱密度概念,建立了声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励的自噪声计算模型和方法。数值计算分析表明:虚拟膜技术和集成模态法可用于舰船声呐罩以及列车和汽车车厢等非规则声腔自噪声计算的声学建模,预报声腔内部水动力噪声或气动力噪声的低中频分量,具有数值方法能够模拟复杂形状声腔和解析方法相应的声振耦合方程维数少的优点。     

复合材料在舰船上的应用展望

介绍了复合材料的特性,并依据世界主要海军国家在舰船上的应用情况展望了复合材料在水面舰船的上层建筑、桅杆、舱壁、舵、推进器轴以及潜艇的表面、升降装置、推进器上的应用。最后对复合材料在我国舰船上的应用近期应解决和研究的几个主要问题提出了建议。     

神经网络算法在舰船声呐设备自噪声预报的应用

舰船声呐设备利用声波在水下的传播特性,将采集的声音信号转换为电信号,从而确定水下目标的位置信息、速度信息和形态信息等,是舰船上重要的水声学探测装置。在舰船声呐的正常工作中,噪声信号会对声呐的探测和目标定位精度产生不利影响,常见的噪声源包括舰船螺旋桨噪声、舰船机械噪声、声呐设备自噪声等。本文主要研究舰船声呐设备的自噪声频段分布和形成原理,利用神经网络算法对声呐设备自噪声预报技术进行研究,该研究对改善舰船声呐设备的探测水平、提高声呐采集信号的信噪比、降低声呐设备自噪声等有重要意义。