研究人员表示,他们已经开发出一种方法来抑制水下振动,这些振动可以被声纳系统探测到。

上海一个研究团队发布了一项减振技术,根据发表在中国期刊《噪声与振动控制》上的一项同行评审研究,该技术可以显著提高潜艇在秘密行动中的隐身性能。

来自上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室的张志毅及其研究团队表示,他们的创新理论上可以将敌方声呐系统的探测距离缩短一半以上。

该论文称,这项技术旨在用一种混合的主动-被动式隔振系统取代传统的刚性发动机支座,从而将通过潜艇艇体传播的发动机噪声降低高达26分贝(dB)。

该论文称,它结合了一个钢-橡胶-钢“三明治”环来消散振动,以及一个带有12个压电致动器的主动层,这些致动器以辐射状排列在发动机周围,以进一步降低噪音。

这些电动致动器可以通过精密杠杆机构以强大的控制力来抵消发动机的微米级运动。

该论文发表于4月,其中指出:“研究表明,水下车辆的噪声每降低10分贝,其可探测范围就可降低32%。”

研究人员表示:“在低速航行期间,动力设备运行产生的机械噪声是水下车辆的主要噪声源,是其被探测的关键声学特征——通常表现为一系列低频音调分量。”

“实施减振措施以减少发动机通过支撑结构传递的能量,对于提高水下车辆的声隐身性能至关重要。”

根据一项新的研究,中国科学家开发出一种方法,可以将潜艇发动机噪音的探测范围降低一半以上。 插图:上海交通大学

张及其团队在一个缩小比例的原型上进行了实验室测试,结果显示出前所未有的性能,在100赫兹时噪音降低了24分贝(12分贝被动降低+12分贝主动降低),在400赫兹时噪音降低了26分贝。

根据研究,有效带宽横跨10-500赫兹,覆盖了大多数典型的发动机谐波,并且由于系统极短的响应时间,可以实现实时噪音消除。

研究人员表示,该系统的智能FX-LMS自适应算法使用多维控制矩阵来协调所有12个执行器,避免了不稳定的反馈回路——这是现实应用中的一个主要挑战。

虽然实验室结果引人注目,但仍然存在障碍。 例如,橡胶刚度会在温度和压力变化下发生变化,并且压电材料在长期运行中的耐用性如何尚不清楚。

目前尚不清楚中国潜艇中使用何种类型的发动机降噪技术,研究人员也未明确说明这项新技术将使潜艇的整体噪音水平提高多少。

中国船舶集团公司,一家主要的潜艇制造商,为这项研究做出了贡献。

原文链接: https://www.scmp.com/news/china/science/article/3311772/chinas-super-quiet-submarine-tech-halves-engine-noise-detection-range-study?module=top_story&pgtype=homepage

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