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1、国外消声瓦的研究与应用进展现代战场上的主要矛盾已经从“打击”和“抗打击”逐步向“发现”和“抗发现”转化。消声瓦技术是提高潜艇隐身性能,提高其战斗力和生存能力的最有效措施之一。高性能的消声瓦不仅具有优良的吸声性能,而且具备优良的隔声性能和抑振性能,也就是说,使用消声瓦不仅能吸收敌方声纳的探测声波,也能最大限度地隔离本艇的辐射声波。高性能的消声瓦还可用于声纳舱的非窗口舱壁,作为吸声障板,消除回波干扰和艇的辐射噪声干扰,提高声纳的探测性能。因此对于新型消声瓦的研究,开发拥有自主知识产权、性能优越的消声瓦是提高我军潜艇战斗力和生存能力的关键。1 消声瓦技术的研究
2、和应用情况1.1 美国消声瓦技术的研究和应用情况潜艇的声学特征控制技术是一门综合应用技术。声隐身涂层具有阻尼作用、隔声作用、消声作用,声隐身涂层材料有隔声材料、消声材料、聚氨酯声隐身涂层。消声瓦利用空腔将声转化为热能而被消耗,是一种较为成熟的防声纳探测涂料;但同时其施工方法、厚度、重量等缺陷,大大限制了它的应用范围,其发展趋势是采用施工简单、涂膜较薄的吸声涂料来解决。如英、美采用30mm~40mm聚氨酯发泡材料加多孔材料制作吸声涂料,吸声率可达70%~90%。美国潜艇的噪声水平一直比较低,30多年来,噪声下降了40dB左右。如“洛杉矶”级核潜艇的噪声已降
3、到128dB,“俄亥俄”级核潜艇和“海狼”级攻击核潜艇的噪声则降到了120dB以下。美、英、法、日等国在潜艇消声瓦技术上也处于世界前列。美国在新建的“洛杉矶”级攻击型核潜艇、SSN-21海浪级攻击型核潜艇以及俄亥俄级弹道导弹核潜艇上全部安装了消声瓦,所用材料为丁基橡胶类。1988年美国在“洛杉矶”级攻击型核潜艇“圣胡安”号首次敷设了消声瓦。这种消声瓦是由聚氨脂和玻璃纤维组成的双层铝板固定式吸声结构,单层消声瓦能降低自噪声25dB,双层消声瓦可降低40dB左右。其消声瓦敷设借鉴了航天飞机隔热瓦的敷设工艺。美国还在积极开展自控系统边界层控制方面的研究,类似于
4、前苏联的“蒙皮技术”,据说采用的还是聚氨脂材料,以降低本艇水动力噪声和减小水下航行阻力。该项技术不久将在实艇进行应用,并会领先于俄罗斯。从结构而言,美国海军使用的玻璃纤维制双层薄板消声瓦,被认为是消声瓦未来发展的一种趋势。试验结果表明,采用网络状橡胶和薄铜板单层吸声结构,可以把通过它的3000Hz的声强级降低25dB,用同样材料的双层吸声结构可以降低40dB声强级,其优良的隔声性能受到各国海军的注目。美国在20世纪80年代研制的消声瓦系统细分为:去耦瓦、透射损失瓦、无回声瓦和阻尼瓦四种类型,目前西方各国海军多装备这样四种消声瓦[1]。1.1.1 去耦瓦主
5、要用于机械舱室和其他低频噪声源周围。它是一种含方形空气腔的砖形结构,典型的外形尺寸为12″×12″×0.375″(304.8mm×304.8mm×9.525mm),单元空腔尺寸为0.5″×0.5″×0.25″(12.5mm×12.5mm×6.35mm)。1.1.2 透射损失瓦主要用于潜艇外壳的非水密部位,如导流罩内的基阵周围。要求透射尽可能小,吸声、反射均可。1.1.3 无回声瓦也称吸声瓦,主要用于艇体两侧、指挥室围壳、舵等区域。要求无声波反射,全吸收最好,防止主动声纳的探测。1.1.4 阻尼瓦主要用于机械舱室周围的内面和外面,是一种边缘为尖劈形的砖状结
6、构,典型的外型尺寸为11.375″×11.375″×0.75″(0.63″)[301.6mm×301.6mm×19mm(16mm)]。1.2 俄罗斯消声瓦技术的研究和应用情况俄罗斯的潜艇安静性技术发展也较快,从20世纪60年代H、E和N级核潜艇噪声160dB降低到1975年Ⅵ、Ⅶ级核潜艇的150dB;1985年S、M级攻击核潜艇降为125dB~130dB;新建的“阿库拉”级噪声降到115dB~120dB。前苏联从1958年开始在G级SSN型潜艇上敷设消声瓦,该消声瓦是由低频吸收层、高频吸收层和防污层组成的多层结构。1967年起,前苏联除在SSG、SSB、
7、SS、SSBN型潜艇上使用50mm~100mm厚的橡胶型消声瓦外,还在艇的艏部和声纳区采用了粗糙的、具有某种结构的固体涂料。据资料报道,前苏联在“台风级”、M级、“奥斯卡”等潜艇上安装了由橡胶型消声瓦和固体涂料组成的组合防护层后,使北约国家的潜艇声纳探测距离缩短75%、美国MK46鱼雷主动声纳的探测距离缩短50%。我国从前苏联引进的636、K877艇用橡胶型消声瓦材质分析,为阻尼性能很低的丁苯橡胶,外形尺寸为1000mm×500mm,厚度50mm。预计到20世纪末,俄罗斯消声瓦的频率将扩宽到100kHz,发射声的衰减达15dB~20dB。目前所有现役潜艇
8、均敷设有消声瓦。其消声瓦的基材主要是丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶和橡胶陶瓷。如现役的主
