一直看到与HM、SSN有关的争论贴,现简要介绍下现代SSN的噪声成份及主要的降噪手段。
潜艇噪声,从产生根源有两个大方面,一是由本艇设备运作引起的噪声,二是由潜艇运动和海水相互作用后产生的噪声。[ 转自铁血社区
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前者主要有反应堆主循环泵、海水冷却系统、齿轮减速系统、艇内大气调节系统等重要设施运行时产生的噪声,一般以低频、甚低频的噪声为主,谱线上覆盖连续谱与线谱。噪声原理是机械运动时产生震动,震动传到艇体结构后产生噪声,并通过海水传播。也有空气噪声成份,比如空调系统工作时所产生的。还有管路系统有流体运动时产生的震动,同样可产生噪声。现代SSN,如AKULA级主要通过减振筏、柔性阻尼、艇壳吸振消声瓦来减小振动噪声,其他手段有提高机械加工精度、尽量避免使用往复机械、提高反应堆自循环能力(增大触发主循环泵的工作的航速,提高战术航速)等等。应该看到,随着潜艇动力的成熟,加工工艺的提高,降噪手段的长时间摸索,潜艇内部机械运作所产生的噪声已经大为改善,较低航速时已经降到无法检测的地步,当然,一些频率极低的噪声仍难以隐蔽,如十几赫兹、几十赫兹的机械振动噪声,目前的加个精度还不能完全满足使易被远距离发现的线谱完全消失。
潜艇水动力噪声最主要的来源是推进器,其噪音构成相当复杂,简单的来说包含空泡噪声和推进器本身厚度、弯度等因素与海水作用后产生的噪声。前者目前主要通过采用大倾斜叶片螺桨解决,还有采用复杂的泵喷推进器,效果更好些。后者通过加强叶片强度、减小平均厚度,并使推进系统工作在良好的艇尾伴流之中,如俄亥俄平滑过度的艇尾,可使其大直径螺桨工作在平稳的水流中。螺旋桨的振动还可通过主轴传到艇体上,导致很难避免的甚低频线谱噪声。推进器的噪声随航速的提高而提高,而且幅度很大,到20节时其噪声为潜艇主要噪声,覆盖连续谱和线谱两端,很容易被对方察觉。
水动力噪声第二方面为艇体和海水摩擦产生的噪声,高航速时艇体表面的层流变为涡流,水流各部分压力不均匀,产生噪声。同时导致艇壳振动,产生艇壳振动噪声。艇壳表明的靠孔会使水流产生管风琴效果,数量多时噪声很严重(E级乃其中姣姣者....)。第一个类型的噪声可通过控制流经艇体的水流压力不均衡,进行有效控制。如减少突出物、柔性表皮、粘性高分子液体等(如B级试验艇)。艇壳振动可通过敷设吸振瓦、加强艇壳刚度(实际是用更厚的艇壳,轻壳则用较多的加强框)。流水孔减噪,可以使用开孔少的设计,加开关机构(V级,从V1开始就有了),采用纵缝孔等(西方喜欢,国内贬褒不一)。总体来讲这类噪声相互关联,需通过综合设计来减弱。
最后说下连续谱与线谱的区别。两类谱线潜艇低速分界点在100到500HZ,上面是连续谱,强度不高,需要较近距离才被监听到(与衰减快也有有关)。后者在某些频率强度很高,很容易被拖曳阵声呐发现,需要重视,技术上需要很精细的机械加工精度来弥补。高航速后连续谱占主要成分,延伸到几十HZ的低频,强度很高,此时潜艇的隐蔽性就变的很差,因此潜艇巡航、接敌时必须控制航速,提高声隐蔽性。