[发明专利]一种具有类耳蜗结构的大型水下平台仿生降噪波导管

说明书

本发明公开了一种具有类耳蜗结构的大型水下平台仿生降噪波导管，包括类耳蜗结构的降噪波导管，所述降噪波导管为螺旋线形变径式圆管结构；所述螺旋线形变径式圆管呈螺旋形延伸结构，且螺旋延伸段自声波导管入口至声波导管出口的管径为渐缩型，形成类似于耳蜗的类耳蜗锥形螺旋结构；所述声波导管入口管与声波导管出口管与各自所在的平面平行。该波导管管径逐渐变小使管内声阻抗发生渐变，达到不断提高声波反向反射的效果以提高降噪效果的同时，可在较小空间内增大声波的传播距离，结合内壁附加的吸声结构，可提高声波的被吸收量；而圆锥形的螺旋结构可使声波的传播方向发生连续性变化，从而破坏声波传播的连续性，实现进一步控制声波能量的目的。

技术领域

本发明涉及大型水下平台降噪技术领域，具体涉及一种具有类耳蜗结构的大型水下平台仿生降噪波导管。

背景技术

大型水下平台包括水下平台及潜航器等，它能够完成水下勘探、侦测甚至是军事上的进攻防守等任务。在海洋开发日益重要的现在，水下平台越来越得到了各个国家的重视，无论是在民用还是在军用上，都扮演着重要的角色。从安全角度来看，大型水下平台会发出一定量级的噪声，导致附近海区声场强度增大，成为敌方水声探测设备的捕捉目标，所以水下平台良好的声隐身性能可使其不被敌方发现从而完成各项任务，是其生命线以及一项关键的技术指标。

水下平台的噪声主要来源于内部各种机械结构的运转，例如发动机、减速器等，这些结构产生的噪声会通过航行器的外壳辐射到外部，并通过水介质进行传播，对这些辐射噪声进行控制是增强声隐身性能的关键。控制水下平台辐射噪声主要有两种手段，第一种是采用低噪声的设备，如低噪声发动机、减速器等，但是由于动力、续航等方面的需要，现有的设备通常向大型化发展，其噪声也较大，因此难以从源头上进行控制。第二种控制辐射噪声的方法是控制其传播途径。由于航行器的噪声主要来源于其内部，这些噪声会通过航行器外壁传播到外部，因此对外壁进行处理是一种有效的控制噪声的手段。

目前，最常见的航行器噪声控制方式是在其外壁设置隔声装置，其原理是利用隔声实现对其自身辐射噪声的有效降低。根据隔声原理，一种结构的隔声效果与结构的厚度有关。通常情况下，一种结构的隔声效果在高频优于低频，厚度增加，低频隔声效果会有所提高。然而，通过增加结构厚度提高隔声量的做法所能获得的隔声量很有限。因为根据质量定律，结构厚度每增加一倍，隔声量提高6dB。可见，高水平的隔声量需要非常厚的结构，这显然是不现实的。另外，由于低频声波具有声波长较长，声辐射距离较远的特点，对其进行控制时更应当侧重于对重点频段的控制。以上种种，共同导致普通结构的低频隔声效果相当有限。

综上所述，现有大型水下平台降噪技术能够在控制平台自身辐射噪声时对其中高频部分的噪声起到较为显著的隔声降噪作用，然而，对其自身辐射噪声中的低频段部分的噪声降噪效果就很差。因此，亟需发展新型降噪技术与现有技术进行配合使用以进一步提高降噪效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种具有类耳蜗结构的大型水下平台仿生降噪波导管，能够将大型水下平台所辐射出的噪声汇聚并通过波导管向外传播，能够有效降低宽频、特别是低频范围内的噪声。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种具有类耳蜗结构的大型水下平台仿生降噪波导管，包括类耳蜗结构的降噪波导管，所述降噪波导管为螺旋线形变径式圆管结构；

所述螺旋线形变径式圆管呈螺旋形延伸结构，且螺旋延伸段自声波导管入口至声波导管出口的管径为渐缩型，形成类似于耳蜗的类耳蜗锥形螺旋结构；所述声波导管入口管与声波导管出口管与各自所在的平面平行。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案：

进一步的，所述类耳蜗锥形螺旋结构有3～4层。

进一步的，各层类耳蜗锥形螺旋结构的中心线等间距(即螺距为恒值)，螺距在50～70mm。