敷设分层梯度声学覆盖层的加肋圆柱壳声辐射特性研究

单壳体潜艇敷设声学覆盖层应具有机械噪声、水动力噪声和声目标强度控制的多功能特性，为此需要解决两个基本问题：其一，提高机械噪声低频控制效果；其二，实现覆盖层的多功能兼容性。本文从降低机械激励壳体声辐射角度出发，采用模态叠加法，建立无限大理想水介质中分层梯度声学覆盖层与有限长加肋圆柱壳的声振耦合及声辐射模型，基于声学覆盖层模态传递函数特性，计算分析声学覆盖层分层梯度分布及厚度、层数等参数对加肋圆柱壳辐射噪声影响的特征和规律，给出分层梯度声学覆盖层的特征声阻抗渐变参数分布并与敷设均匀声学覆盖层降噪特性比较。研究结果表明：加肋圆柱壳敷设内层至外层声阻抗逐渐递增，各分层取慢波速的声学覆盖层，具有比均匀声学覆盖层更有效地降低外表面振动位移的特性，可明显增加降噪效果，并扩展低频降噪范围。声学覆盖层的优化应增加声阻抗的内分层失配和外分层适配的效应，有利于降低加肋圆柱壳低频声辐射，并可兼顾降低声目标强度。