潜艇是怎么实现静音的,这是一个粉丝朋友私信我的问题,今天来聊聊这事儿。我们都知道国家间博弈和战争中,潜艇发挥着越来越重要的作用。从1881年第一艘潜艇开始,潜艇如何实现更低的噪音,如何避免因为噪音被声呐探测装置发现,成为潜艇设计中最最最重要的要求。
潜艇的噪音来源,主要来自四个方面,第一个噪音来源,是潜艇高速航行产生的水流体噪音,这个水流体噪音,水下航速越快,产生的噪音就越明显。第二个噪音来源是潜艇的动力产生的机械噪音,常规潜艇的机械噪音来自柴油主机运转产生的噪音,核潜艇的机械噪音来自反应堆第一回路循环泵和主机减速齿轮箱产生的噪音,这个噪音也是潜艇低速航行时最主要的噪音来源。第三个噪音来源是,推动潜艇前进的螺旋桨与海水之间摩擦产生大量气泡,造成空泡效应,产生的空泡噪音。第四个噪音来源是,螺旋桨与主机的机械传动轴与舰体之间的摩擦也会产生较大的噪音,这个噪音也是潜艇高速航行时最主要的噪音来源。
潜艇要实现静音,必须要减小或消除上述四个噪音来源所产生的噪音。为了降低水流体的噪音,现代的潜艇都会采用降低水下航行阻力和涡流的水滴形艇体结构或雪茄形艇体结构,同时尽量减少艇体表面的突出物和流水孔。经过这一系列的设计,可大大降低潜艇产生的水流体噪音。
为了降低潜艇动力产生的机械噪音,现代静音效果比较好的潜艇,会采用双壳体结构,还会在主机或反应堆循环泵、减速齿轮箱等主要噪音来源的机械设备上,安装可以抑制和吸收振动,由多层弹性装置做成的减震基座。并在这些舱室上加装屏蔽罩和屏蔽筏,同时还会在潜艇双层可体的内层非耐压可体,的内部和外部,以及潜艇双层可体的外层耐压可体,的外部敷设呈尖劈结构的消声瓦等降噪材料。潜艇的消声瓦主要分为两种,一种是大熊采用的复合结构消声瓦,一种是老美采用的玻璃纤维制成的双层薄板消声瓦,这两种消声瓦都有很好的降噪效果,不仅可以吸收自身噪音,还能吸收敌方声呐的声波。
为了降低螺旋桨产生的空气泡噪音,潜艇的螺旋桨扇叶由最初的六叶片螺旋桨,逐步改成了现代普遍采用的,单轴推进的七叶片大侧斜螺旋桨,并降低了螺旋桨的转速,同时采用由英国人在上个世纪80年代发明的泵喷推进系统,所谓泵喷推进系统,就是在螺旋桨的尖端套上一个导流罩,通过这种设计,有效地抑制了螺旋桨的振动,从而延迟螺旋桨空泡的产生,已达到降低空泡噪音的目的。
为了有效的降低机械传动轴,与舰体之间摩擦产生的噪音,现在这几年又发展出了无轴泵推系统,所谓无轴泵推系统就是将电机的定子集成到环形导流罩内,电机的转子则与导流罩内的推进桨叶融合为一体,这种以涵道喷流推进的驱动方式,比传统的机械传动轴的方式效率更高。
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