潜艇噪声管理论文参考文献

潜艇的噪音主要是由于潜艇螺旋桨转动及其他机械工作而产生的。目前各国潜艇的降低噪音工作主要放在改进潜艇发动机和螺旋桨结构，以及在产生噪音的各部位敷设隔音装置等技术上。

眼下一些研究人员认为，降低艇体回波的主要方法是在潜艇体外层喷涂能够吸收无线电波的涂料和增加潜艇的下潜深度。增加潜艇下潜深度主要是增加艇体外壳的耐压强度。目前美国正在研究一种用增强塑料代替金属潜艇外壳的技术。这种塑料是一种新的环氧树脂聚合物，很光滑也很硬，并具有很强的耐湿性。经过试验证明，用增强塑料制成的潜艇，最大下潜深度可达4000米以下。攻击潜艇主要用于近程突袭，所以其武器装备将随着近程武器的变化而发生变化。据分析，粒子束武器和激光武器将成为未来水面舰艇的主要武器。但由于这两种武器不适宜用作未来潜艇的武器，所以军事专家们迫切期望能有一种在水下发射时能量无衰减或衰减量很小的类粒子束武器的诞生，以弥补水下攻击潜艇无后备武器的缺陷。一些军事专家们正为此而努力。相信在21世纪装备这种新型的类粒子束武器的攻击潜艇将会问世。

事物的发展是无止境的，潜艇会随着加快航速、增大下潜深度、降低噪音以及延长反应堆寿命等技术的发展而更加先进。

按照流体力学原理,如果艇型和线型有问题,很难使噪音水平大幅下降。中国海军现在一面自产039型,一面还花巨资购买“基洛”级,两者吨位和武备其实差不多,只是后者因静音效果极佳被西方称为“海洋中的黑洞”。实行持续采购,恰恰也说明前者的确存在噪音方面的差距,而且短期还难以消除。为了大幅度降低噪声，“北德文斯克”级核潜艇也作了不少的改进：除了对艇内机械装置进行降噪设计外，还对主机等主要噪声源安装了减振基座和隔音罩，同时也在艇内外敷设多种具有很好吸音效果的高效消声瓦，因此该艇所产生的水下辐射噪声比“鲨鱼”级核潜艇更低。艇上采用单轴推进，配备7叶大侧斜低噪声螺旋桨，可有效消除空气泡噪音。该级潜艇还采用了全新的有源消声技术，配备了一种反音响声源系统，可在空气噪声较大的位置，针对该处的空气噪声特征，发出与原空气噪声振幅相同但相位相反的音响，从而达到彻底抵消原来空气噪声、实现静音的目的。据称，采用多种静音措施后的“北德文斯克”的噪声比美国海军的“海狼”级还要低10分贝。此外，它的最大潜深达800米，如此大的深潜也使该级艇的隐蔽性进一步增加。1968年的一天，英国某军港，一艘新型核潜艇正在下水。岸上的人群和潜艇上的官兵个个兴高采烈。而前苏联海底声纳网的监控人员却急得满头大汗。前苏联一直依靠强大的声纳网通过监听美国、英国战略导弹核潜艇水下运行的噪音来监视它们的行动。可这次眼看着这艘英国核潜艇下水，却怎么也搜寻不到它的信号。原来英国科学家们使用减震合金来制作这艘核潜艇的螺旋桨，使其水下运行的噪音大为降低，从而大大提高了核潜艇的隐形生存能力。震动和噪音不仅破坏环境、损害人体健康，而且影响机械的质量、缩短设备的寿命、降低仪表的精度和可靠性。过去一直采用消极的方法减小震动和消除噪音，如把机器做得非常笨重或用多孔的吸音材料把震源包起来。但这些方法都不理想。人们发现，积极的减震措施应该是采用具有高减震性能的材料来制作震动源和噪音源部件，从根本上减震消音。塑料具有很好的减震性能，但其强度和耐高温耐腐蚀性能还无法满足一些特殊需求。50年代初，英国一家实验室在作一项试验时，不小心把一块含80％锰的锰铜合金铸块掉到地上，只发出微弱的声音。敏感的实验人员立即意识到，这就是人们梦寐以求的减震金属材料。从此科学家们开展了一系列的研究工作，经过40多年不懈的努力，发现了数十种减震合金，如钴镍合金、镁锆合金、镍钛合金和铁锆铝合金。目前减震合金已在各个领域大显身手。在航空航天方面，用作卫星、导弹、火箭、喷气式飞机的控制盘和陀螺仪等精密仪器的防震台架；在汽车方面，用作车体、制动器、发动机转动部分、变速器、滤气器等；在船舶方面，用作发动机转动部分、螺旋桨等。

隐身性对于核潜艇的生存和作战性能有着直接的关系，而噪声是破坏潜艇隐身性的主要因素。实际上，潜艇的辐射噪声不仅直接影响艇的隐身性能，而且也影响艇上的声纳探测能力。为此，多年来各国海军投入了大量人力、物力进行核潜艇的降噪减振技术的研究和改进，目前在许多方面已取得了重大突破。 美国海军的“俄亥俄”级核动力弹道导弹潜艇为了提高隐身性，采取了很多措施，如在艇上采用自然循环压水反应堆，即在中低速航行时可以不使用主循环泵，从而降低了机械噪声。潜艇上的机械装置采用了浮筏减振器，并对艇上其他噪声大的设备加装隔声屏蔽；在艇体外面加敷了消声瓦等，因此该级艇的辐射噪声极低。此外，该级艇还采用了消除红外特征、消除磁性以及减少废弃物排放等隐身措施。可以说，“俄亥俄”级核潜艇的隐身能力是当今世界一流的。 实际上，在世界各国核潜艇中，前苏联和俄罗斯海军核潜艇的隐身技术应用恐怕是最典型和最突出的。由于前苏联海军核潜艇在上个世纪50年代噪音过大，所以在水下潜航时往往很快就被西方国家海军反潜兵力发现、跟踪。后来。前苏联海军认识到这个问题的严重性，加大对综合降噪技术的应用与研究，取得了令人惊讶的效果。前苏联的第一代核潜艇外表面十分粗糙，设置了大量的开孔和突出物。可是到了第二代，情况就有了较大的改观，首先核潜艇的外形采用了拉长的水滴型，艇的开孔也明显减少。第三代核潜艇的外表面设计又提高到了一个新的水平，外表面设计得非常光滑，没有突出物；艇体开孔数也被减到了最少；外形继续采用良好的拉长水滴型，且长宽比较小，约7.85（接近最合理的比例）。 在消声瓦应用方面，前苏联和俄罗斯海军也走在世界各国前列。早在1965年，前苏联研制成功第一代消声瓦并正式应用于核潜艇，并取得了非常好的消声效果。20世纪70年代中后期，又研制成功的第二代消声瓦。这种消声瓦分内外两层，内层是加入了适量的金属粒子，具有许多大小不同的微孔，用于阻挡、吸收艇内发出的噪音。而外层则是无孔的橡胶护皮，它的表面光滑柔软，如同海豚的皮肤；其主要作用是吸收对方主动声纳发射的声信号和降低核潜艇航行时的阻力。进入80年代以后，前苏联海军已全部实现了“消声瓦化”，其潜艇的自噪声下降了大约15-25分贝。据称安装有消声瓦的前苏联海军核潜艇可以在距美国海军“洛杉矶”级核潜艇3000米处发起攻击，而“洛杉矶”级核潜艇竟然还没有发现。俄罗斯最新一代“北德文斯克”级核动力攻击型潜艇则采用了性能更佳的第二代消声瓦。 艇上的推进系统也是一个很大的噪声源。在推进系统中，最大的噪声源自然是来自螺旋桨。潜艇的螺旋桨由于叶片周向载荷不均匀，在达到一定转速时，将会产生空泡、鸣音和振动，发出高强度的噪声。20世纪80年代之后，前苏联核潜艇螺旋桨加工精度不断提高，其噪声仅为第一代核潜艇的1%，美国海军探测系统只有在20海里时才能发现它们。从80年代起，前苏联螺旋桨应用又前进了一步，开始使用高阻尼材料来制造。这种高阻尼、高强度的铜合金螺旋桨装设到新一代核潜艇上，大大减低了螺旋桨的振动，噪音急遽下降。 除了尽量降低螺旋桨本身的噪声外，目前俄罗斯还采用了气幕降噪这种辅助降噪技术。气幕降噪技术就是由艇上供气在螺旋桨工作区域内充一定的气体，一部分气体进入螺旋桨的空泡区，使空泡趋于稳定，减少了气泡进入螺旋桨叶面上破裂的可能性，降低了噪声辐射。同时由于气泡群在螺旋桨和艇体之间形成气泡，使艇体所受的脉动压力减少，减低了艇尾与舱室的噪声传播。不仅如此，前苏联海军还积极开发泵喷射推进器。这种推进器既能改善尾流性能，减少空泡产生，又能降低螺旋桨的噪声，提高潜艇的隐蔽性。俄罗斯海军曾在两艘核动力攻击型潜艇上安装了这种新型的泵喷射推进器。 为了彻底解决噪声问题，前苏联和俄罗斯海军近些年来逐步开始研究磁流体推进系统。磁流体推进系统是将电能转换成脉动磁场，而脉动磁场在管道里产生行波；海水在管道前被吸入，并由电磁产生的行波向后排斥海水，从而产生推力。磁流推进系统的优点是推力集中、无空泡、无机械噪声。相信，在不久的将来、应用磁流推进系统的核潜艇的隐身性能将得以彻底的改善。 俄罗斯海军的核潜艇还有一个其他国家所没有的隐身高招，即艇体使用钛合金钢。钛合金钢具有强度高、重量轻，而且无磁性的特点，因而用它来减造的核潜艇下潜深度较大，隐蔽性大为增强。前苏联海军20世纪60年代建造的A级核动力攻击型潜艇下潜深度已达750米；70年代末建造的M级下潜深度更是达到了1000米。80年代建造的AK级和S级的正常下潜深度也分别达到了650米和800米。更重要的是，钛合金钢潜艇能够有效地防止对方机载磁探仪或海底线圈的探测。 俄罗斯的最新一级核动力攻击型潜艇“北德文斯克”在潜艇隐身方面又有了新的进展。该艇在隐身方面集中使用多年来最新发展的研究成果，例如艇上使用新型的KTP-6型一体化压水反应堆，就是一种优良的压水反应堆，不仅发出的噪声小，而且节约反应堆功率。此外，该艇还采用了全新的有源消声技术，即在空气噪声较大的位置，针对该处的空气噪声特征，装配一种反音响声源系统，通过发出的振幅相同但相位相反的音响，以抵消原来的噪声，达到真正静音、隐身的目的。