據報道,這項新技術可將潛艇發動機噪音減少32%,甚至可能達到50%。
中國科學家據稱在潛艇隱身技術領域取得重大突破。據報道,該團隊研發出一套主被動混合式發動機隔振系統,可顯著降低潛艇的聲學特征。
上海交通大學張智勇團隊在中國海軍建設主力單位 —— 中國船舶集團的支持下開展了此項研究。
該團隊的創新核心在于一套新型減振系統,可大幅降低潛艇水下聲學特征。該系統由主動和被動兩層結構組成。
被動層采用鋼-橡膠-鋼復合夾層環結構吸收振動,相比多數潛艇使用的傳統剛性發動機基座有顯著改進。主動層則在發動機周圍布置約12個壓電致動器,通過精密杠桿機構產生強力控制抵消發動機的微米級振動。
接近靜音運行
研究團隊表示,這兩層結構可協同降低發動機噪音達26分貝,聲學性能提升顯著。根據聲學理論,水下噪音每降低10分貝,探測距離可縮短約32%。因此26分貝的降噪量可使潛艇的聲納探測距離縮減超一半,主要針對聲納探測潛艇的主要途徑 —— 低頻線譜噪聲。
作為參照,現代潛艇(尤其是美國潛艇)的聲學特征通常在90分貝(俄亥俄級)到130分貝(早期洛杉磯級)之間。而海洋環境噪音(波浪、生物及其他船只)在85-95分貝之間,接近此范圍的潛艇可有效實現"藏聲于海"。
研究人員指出:"在低速航行時,動力設備運轉產生的機械噪聲是水下航行器的主要噪聲源,構成其被探測的關鍵聲學特征,通常表現為一系列低頻線譜分量。實施減振措施降低發動機通過支撐結構的能量傳遞,對提升水下航行器聲隱身性能至關重要。"
在試驗中,采用該技術的縮比模型在100Hz頻段實現24分貝降噪(被動12dB+主動12dB),400Hz頻段達26分貝。研究顯示,系統有效帶寬覆蓋10-500Hz,可消除大多數發動機諧波噪聲,且得益于極短響應時間實現了實時噪聲抵消。
智能隱身潛艇
系統采用濾波x最小均方(FX-LMS)自適應算法實時控制12個致動器,避免反饋系統常見的失穩問題。但研究團隊指出,在海洋環境溫度壓力變化下,特別是橡膠剛度受溫壓影響顯著時,系統性能可能下降。壓電材料在長期實戰環境中的耐久性也有待驗證,目前尚不明確該技術何時能應用于解放軍現役潛艇。
若成功應用,該技術將大幅提升中國潛艇(尤其在依賴低噪性能的低速隱蔽行動中)的隱身能力。這標志著中國在水下聲隱身和下一代海戰能力建設方面持續加碼。
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