潜艇水动力噪声的自航模试验技术研究

探讨了一种新型的潜艇流噪声与螺旋桨噪声的模型试验方法——自航模水动力噪声测试技术。该方法通过合理的试验方案设计及信号处理手段,在背景噪声相对较低的测试环境中,可得到具有时间通过特性的噪声信号,识别出流噪声与螺旋桨噪声。     

纵桁对环肋圆柱壳体水下振动与声辐射的影响

采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,对具有不同数量纵桁的加筋环肋圆柱壳水下振动与声辐射噪声进行了数值计算,并对数值计算结果进行了初步的比较和分析,讨论了纵桁的数量对圆柱壳水下振动与声辐射的影响.结果表明:纵桁对圆柱壳水下的减振降噪有较好的效果,并且纵桁的数量越多,减振降噪效果越好,但增加纵桁的数量也相应增加了艇体的重量,在潜艇结构设计时须在降噪及艇体重量间综合权衡.     

抑制潜艇螺旋桨旋转噪声的消涡整流新方法研究

潜艇螺旋桨工作在非均匀的潜艇尾流中,潜艇尾流的不均匀性直接与螺旋桨的旋转噪声相关。在分析潜艇主附体结合部马蹄涡对潜艇尾流不均匀性影响的基础上,设计了消涡整流片以削弱马蹄涡强度。结合数值计算方法计算了消涡整流片作用下的潜艇模型的流场和螺旋桨的旋转噪声。结果表明:消涡整流片可以较好地降低潜艇尾流的周向不均匀性、控制潜艇螺旋桨非定常力的变化幅度,并抑制螺旋桨的旋转噪声。在消涡整流片的作用下,螺旋桨所对应的1阶叶频声源级噪声值下降约4dB。     

高技术战争中的反潜战

由于潜艇技术装备的长足发展,潜艇已成为海战中的重要威胁力量,从而使反潜战产生了一系列复杂性和特殊性。第一、二次世界大战中的反潜战,都是以失败而告终。只有第二次世界大战后期,美、英联军才取得反潜战的初步胜利。二战后,伴随着科学技术的迅猛发展,潜艇的性能不断完善,尤其是核动力潜艇的出现,再装备导弹、鱼雷等先进武器,如虎添翼,更增加了潜艇的威力。这样,人们就想:如何对付现代潜艇?因为任何事物都有两面性,导弹核潜艇也不例外。它最突出的缺点是:核动力装置输出功率大,动力装置系统冷却水排出数量大、温度高、热场增大,易被红外探测器发现;潜艇本身有剩余磁场存在,易被各种磁性探测器探测;螺旋桨产生的噪声不可能消除,易被声纳收听。潜艇的缺点导致了自身的脆弱性。反潜战正是从这里开始……     

潜艇模型尾流场和水动力噪声的测量方法研究

探索了一种集潜艇模型尾流速度场测量及模型水动力噪声测量于一体的试验技术,即通过合理的试验方案设计及信号处理手段,完成对潜艇模型水动力噪声信号的测量,识别出模型噪声信号各成分的影响范围;同时,应用PIV技术对潜艇模型的尾流速度场进行测量,通过对测量结果的处理,得到潜艇模型的尾流涡量场分布.所得到的结果为研究潜艇水动力噪声与尾流涡结构之间的关系提供了参考,所做的工作为上述问题的研究提供了一种新颖的试验思路.     

点石成金的“高手”——军用新材料技术

事情发生在20世纪60年代末。1968年的一天,正在被苏联海底声纳网监控的一艘刚下水的英国潜艇的信号,突然消失了。报告很快递交到了克里姆林宫。“英国的潜艇不见了!”这是怎么回事呢?原来,英国的科学家为了对付苏联的声纳网,提出使用减振材料锰铜合金来制作潜艇的螺旋桨,使潜艇在水下航行的噪声大为降低,大大提高了潜艇的隐身生存能力。这艘突然消失的英国潜艇,就是采用了减振降噪新材料。这里所说的新材料,是指对增强国家国防实力具有重大推动作用的新研制的一类材料,它与一般传统材料相比具有无可比拟的优异性能。新材料技术的研究开发是…     

基于贝叶斯方法的舰船辐射噪声估计

对于潜艇战和反潜战来说,目标的噪声特点和噪声等级是进行声纳作用距离估计的一个重要参数。为了对不确定水声战场环境中的舰船辐射噪声进行有效估计,运用贝叶斯方法分别对正态分布和均匀分布的辐射噪声作了最小均方误差估计和最大后验概率估计,对不同情况下的舰船辐射噪声的估计提供了一种可靠的方法。通过这种方法得出舰船辐射噪声一定的统计规律,为指挥员的精确决策提供信息基础。     

基于混沌理论的舰船辐射噪声特征提取

针对不同目标舰船的辐射噪声信号特征提取问题,提出了将混沌理论用于非线性时间序列的分析方法。该方法利用非线性局部投影滤波方法进行信号降噪,并在重构相空间的基础上对每一类舰船辐射噪声信号的最大Lyapunov指数、自然测度和关联维数等非线性特征参数进行提取。实验结果表明:当舰船辐射噪声信号的最大Lyapunov指数大于0且为有限值时,舰船辐射噪声信号具有混沌特性;自然测度和关联维数可作为区分不同目标船型的舰船辐射噪声信号的有效特征。     

反潜战系统的发展

在浅海区域影响反潜作战成功进行的一个主要问题是固有的高噪声环境因素。这产生于众多因素,其中包括光反射,来自海底或周围水面波的运动地理特征,如悬崖的声波反射,而且,在大运输量的地区,机械和螺旋桨产生高宽带噪声。     

基于面元法的潜艇螺旋桨低频线谱噪声预报方法

首先,用CFD方法计算得到潜艇尾部非均匀伴流场,并用面元法对非均匀流场中的螺旋桨非定常压力分布进行了计算,将潜艇伴流场的计算结果以及螺旋桨非定常力的计算结果与实验结果进行了比较,结果吻合较好;然后,将计算得到的压力分布时域信号输入到噪声积分方程中,计算出螺旋桨诱导的噪声声压,所得到伪噪声声压级与Seol的噪声声压级吻合很好。结果证明:该方法可真实考虑螺旋桨形状,对噪声源和观测点的距离没有作任何近似,计算速度快,为潜艇螺旋桨的噪声性能快速评估及优化提供了技术支撑。     

潜艇螺旋桨区域腐蚀电场模型特征及奇异峰成因分析

针对边界元法推算潜艇腐蚀电场分布时边界条件影响电场信号特征,导致螺旋桨区域产生奇异峰现象的问题,以实测船用921合金钢和镍青铜螺旋桨材料极化曲线作为建模边界条件,重点对比分析了恒电位和非线性边界条件下的电场特征,并通过建立阻抗谱参数下的船壳-螺旋桨电化学阻抗等效电路,分析了潜艇腐蚀电场螺旋桨区域产生奇异峰的原因。仿真结果表明:潜艇电场特征分布及螺旋桨区域奇异峰现象与船体材料电化学极化状态有关,合理设定非线性极化边界参数可达到削弱奇异峰现象、平滑腐蚀电场模型的效果。     

基于AutoSEA的船舶噪声统计能量分析仿真

应用统计能量分析法(SEA)预测中高频段船舶噪声.统计能量理论分析表明,增加左右侧底层板厚度和减小隔振器弹簧刚度有利于降低潜艇机舱内的空气噪声和辐射噪声.运用AutoSEA建立了一个潜艇模型,AutoSEA仿真结果和SEA理论分析结果相一致,证明在船舶噪声预测中可运用统计能量分析法以及AutoSEA.     

潜艇内置推进系统水动力设计

为提高潜艇推进效率,降低潜艇阻力和噪声,提出了一种潜艇内王推进系统及其结构布局,初步建立了内置推进系统的理论分析方法和设计思路.对推进系统的管道进行了参数化设计,并借助计算流体力学软件,用体积力代替螺旋桨产生的力场,对不同管道参数下的潜艇周围及管道内部的流场进行了数值模拟,结果表明:增大管道的进口面积可以减小管道阻力,...     

非均匀湍流场中螺旋桨噪声研究

针对螺旋桨在湍流中的非定常噪声问题，在均匀湍流下螺旋桨宽频噪声相关性法的基础上，推导了非均匀湍流下螺旋桨宽频噪声的公式。在均匀湍流的研究中使用了十桨叶螺旋桨模型，并将计算结果与试验数据进行了对比，发现吻合较好。对于非均匀湍流中的问题，研究发现湍流的不均匀程度不会对宽频谱波峰的位置产生影响，噪声谱波峰的位置仍然取决于叶频，湍流的不均匀程度只会改变叶频处的波峰高度。最后研究了均匀湍流和非均匀湍流中侧斜角对螺旋桨噪声的影响，发现桨叶侧斜角的存在会降低螺旋桨在湍流中受到的宽频噪声。     

让“水下杀手”更隐蔽——新一代安静型潜艇的综合信号监视与控制系统

潜艇特别是核潜艇纵横于占地球表面四分之三的海洋下面,构成巨大的潜在威胁。要发现这些水下游猎者,主要通过它们对环境产生的非常微小的热力、磁力以及水压场的扰动,当然,能否测得还取决于背景噪声的大小。因为所有的噪声都很容易迅速地从潜艇向外蔓延,而这些噪声在相对较大的范围内都可以用来对潜艇进行探测、识别和定位。因此,保持潜艇的安静性是至关重要的。     

纵向激励下轴艇耦合结构声辐射特性及影响因素

通过建立轴艇耦合结构模型,结合船舶三维声弹性理论,分析了螺旋桨纵向激励下耦合结构的振动和水下声辐射特性及分布规律,并研究了其对不同影响因素的敏感性。结果表明:轴艇耦合结构纵向振动在潜艇水下声辐射中有明显体现,是水下声辐射的重要组成部分;通过减小推力轴承纵向支撑刚度、增加艇体壁厚和增加纵向肋骨,可以有效降低潜艇水下辐射声压级,提高其声隐身性能。     

潜艇的非声学探测技术

正潜艇的隐身技术的现状潜艇是一个国家的战略力量,作为水下的大型机动平台,其行动隐蔽,攻击能力强,可执行复杂任务,具有强大的战斗力。携带强大攻击武器潜伏在深海的潜艇,能够让一个舰队"退避三舍"。因此,保证己方潜艇的安全,消灭敌方潜艇,是海上作战的重中之重。从潜艇诞生至今,探潜和潜艇隐身技术就在不断地发展,各国海军都希望强己之盾,利己之矛。进入21世纪以来,潜艇减振降噪技术进一步发展,致使潜艇的辐射噪声进一步降低,被动声呐探测能力被大幅     

基于分数低阶矩的水声信号滤波新方法

依据分数低阶统计量理论和舰船辐射噪声信号特性,建立了水声信号新的噪声模型,回顾了常规LMS滤波方法,并分析在非高斯噪声下性能退化的原因,提出了一簇基于分数低阶P-范数的LMP水声信号自适应降噪滤波新方法,理论分析和计算机仿真结果表明这种方法在高斯和非高斯(α稳定分布)条件下都具有良好的韧性。     

鱼雷发射噪声对“潜艇占位射击可行域”的影响分析

潜艇鱼雷发射噪声是潜艇作战的不利因素之一。深入分析了现行潜艇占位射击可行域的局限性,讨论了发射噪声对传统潜艇射击可行域性分析计算所带来的影响。在将发射噪声纳入综合考量后,给出了实际算例,充分考虑到发射噪声对潜艇占位射击可行域的影响,以此为对比得到经过优化的潜艇占位可行域,对潜艇作战使用具有一定的指导意义。     

潜艇自航发射鱼雷的若干问题

潜艇自航发射鱼雷可以降低发射过程的辐射噪声,有利于提高发射艇的安全性。通过分析自航发射需具备的基本条件、现有533mm口径潜艇鱼雷发射管实现自航发射的可能性、后端补水的自航发射、有动力后端补水的自航发射等几个问题,得出了533mm口径的潜艇鱼雷发射管不可能实现自航发射的结论。另外,对降低潜艇发射鱼雷时的出管速度给鱼雷和发射艇带来的风险作了分析,得出了为保证潜艇发射鱼雷时的安全不能随意降低鱼雷出管速度的结论。