[科普中国]-声隐身

发展背景

随着军事信息技术、精确制导技术的迅猛发展以及远距离对舰攻击武器的出现，各种作战平台对舰船的探测、跟踪、攻击能力越来越强，舰船的生存能力日益受到严重威胁。因此，发展和应用隐身技术，成为提高舰船生存力的重要手段。隐身是用于描述“减少目标特征信号”的一个专用术语，现代舰船隐身技术以雷达、红外、声学隐身为主要研究方向。舰船的振动和噪声不仅干扰船员的工作和生活，而且易被敌方探测从而受到攻击。对潜艇而言，安静型潜艇更加隐蔽，不易受到声制导武器的攻击，而且可以更有效地发挥声呐的作用，及时发现敌方舰船。

如果舰艇水下噪声降低10dB, 则敌方探测发现本艇的距离可缩短32%；而如果声呐平台区自噪声降低5dB，本艇探测距离可增加60%，探测目标的海区面积为原面积的3倍。因此声学隐身是舰船隐身的一个重要方向，减振和消声是提高舰船战斗力、降低战损的有力措施。

水声隐身性能对战技术性能有重要影响的舰船种类依次为：潜艇、反潜型水面舰船、猎和扫雷舰艇及测量船。2

声隐身技术的目的舰艇声隐身技术的最终目的是为了降低敌方的水声探测设备对我方舰艇的发现概率和探测距离，降低敌方声感应水雷和声自导鱼雷的攻击力，同时也提高了我方舰艇的水声设备对敌方的发现概率、探测距离和我方的打击能力。从广义上说，水声对抗也能降低敌方水声设备的发现概率和探测距离，降低敌方水中兵器的攻击力，也是一种声隐身技术。舰艇的声隐身技术随着水声设备和水中兵器性能的不断提高而进入了全面深入的发展阶段。

潜艇的声隐身对潜艇的水下隐蔽性有特殊的重要意义，并因此取得了巨大的进步。目前美、俄两国90年代以来的一些潜艇已达到了安静型潜艇的水平（120～130分贝），其中美国的更低些。 1

舰船声隐身技术发展概况噪声源舰船声隐身技术就是通过控制舰船的声频特性来降低敌方系统的探测距离和精度。对舰船来说，噪声源主要是机械噪声、螺旋桨噪声、水动力噪声等。

机械噪声是由主机、主电机、减速齿轮装置及发电机、泵、空压机等辅机运转时产生的机械噪声，通过基座传递到船体，再经船体振动传到海水中。

螺旋桨噪声由三部分组成。一是螺旋桨的推、扭力噪声，这是螺旋桨旋转时叶片与流体相互作用产生的带有周期性的噪声，航速较低时这种推、扭力噪声不大，但是当航速较高或螺旋桨盘面的来流不均匀时，噪声将大大增强。螺旋桨的这部分噪声为低频噪声；二是螺旋桨达到临界转速后产生的空泡噪声；三是螺旋桨引起舰壳共振产生的噪声。水动力噪声是舰艇与海流的相对运动而产生的噪声。这种噪声主要是水流辐射噪声，空腔、板和附体的共振产生的噪声。1

隐身技术实现声隐身的手段主要有2个方面：一是降低噪声源的噪声强度；二是控制噪声的传递过程。主要方法有以下几种：

（1）低噪声技术

包括电力推进、喷水推进、磁流体推进、多叶大侧斜桨、低噪声船体外型等。例如，俄罗斯的“基洛”级常规潜艇采用水滴型艇体，封闭流水孔，尽量减少突出部位（如围栏是活动式的，靠码头时装上，出海时取下）；美国则采取单壳体核潜艇。如美国的“三又戟”级导弹核潜艇、“洛杉矶”级攻击型潜艇。法国的“宝石”级攻击型潜艇采用无主泵的自然循环水堆和电力推进，从而消除主泵和减速齿轮箱的噪声。

（2）隔振技术

包括双层隔振、浮筏隔振、减震器减振和舱室悬浮等措施。国内外对舰船设备的振动隔离已进行了大量的研究，国内自20世纪80年代开始开展了双层隔振系统的理论和试验研究，自90年代开始进行浮筏隔振系统研究。

（3）吸振和阻振技术

在舰船减振降噪工程中，除对主要噪声源和振源进行治理外，传播途径的治理亦很重要。舰船的管路系统多，包括水管、风管、油管、气管等，振动可通过这些管路传向全船。管路系统减振降噪最简单有效的方法是管路外壁、马脚（卡箍）、管路基座等部位贴敷阻尼材料。投入使用的有管系隔振垫和管系阻尼带，后者主要用于管路包覆。

（4）消声瓦、吸声涂层和有源消声等

为了减轻船舶的振动和噪声，一方面要采取阻尼、隔振、吸声、隔声的系统设计和结构设计，另一方面要采用减振和消声材料。苏联潜艇对于艇体的特定区域或特定频段应用不同的消声瓦，而且针对性的敷设去耦瓦、阻尼瓦或消声器。2