[发明专利]一种双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法

说明书

本发明公开了一种双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法，包括以下步骤：第一步：确定透声窗的空间范围，根据商定的水平扫描角和垂向俯、仰角，在型线确定的情况下，确定透声窗范围；第二步：声腔结构优化，根据划定的透声窗范围，对非透声区域的结构进行布置和计算；第三步：声学仿真计算，根据透声窗的材质和结构，进行声学建模计算；第四步：声腔内部减振降噪设计，重点针对声纳工作频段内的噪声进行控制，在声腔的后舱壁、声纳安装平台和底部非透声区域进行吸声材料和减振降噪材料贴覆。本发明的技术综合多种学科，结合工程实践经验，系统性强，操作性好，为球鼻首导流罩的声学控制提供了一种有效的工程方法。

技术领域

本发明涉及舰船结构，具体涉及一种双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法，适用于球鼻首导流罩的声学设计。

背景技术

舰船球鼻首是舰首声纳的工作舱室，是反潜作战对水下探测的窗口，性能优良、使用寿命长的球鼻首结构是舰船反潜作战能力的重要保证。球鼻首的导流罩结构一直是舰船设计的难点，既要保证船体双曲线型和结构性能，又要实现其良好的透声功能。国内XXXA型钛合金导流罩的成功应用，开启了水面舰船钛合金导流罩应用的新时代。钛合金导流罩结构强度高，声学性能良好，使用寿命长等优点，符合现代舰船声纳的使用要求。

某轻型护卫舰首部安装的XXXA型声纳水下分机外形尺寸和XXXA型舰安装的XXX型几乎相同。而某轻型护卫舰排水量仅千吨级。往往舰船尺度越小，球鼻首区域的线型曲率越大，透声效果越难以得到保证；尺度越小，距离螺旋桨和主机等主要噪声源越近，自噪声更难以控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法，能为舰用双层壳体导流罩的声学设计矛盾得到较好的解决。

为解决上述技术问题，本发明的双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法，包括以下步骤：

第一步：确定透声窗的空间范围；

根据商定的水平扫描角和垂向俯、仰角，在型线确定的情况下，确定透声窗范围；

第二步：声腔结构优化；

根据划定的透声窗范围，对非透声区域的结构进行布置和计算；

第三步：声学仿真计算；

根据透声窗的材质和结构，进行声学建模计算；

第四步：声腔内部减振降噪设计；

重点针对声纳工作频段内的噪声进行控制，在声腔的后舱壁、声纳安装平台和底部非透声区域进行吸声材料和减振降噪材料贴覆。

进一步，所述第一步中，通常考虑内部构架的遮挡，应给予一定的放大，透声窗范围确定后，根据具体的施工要求，进一步确定后面舱壁和上方声纳安装平台的高度。

进一步，所述第二步中，构件尽量较少的布置在声腔内部，并根据规范计算透声窗结构和非透声结构的强度是否满足规范要求。

进一步，所述第三步中，采用有限元计算方法，建模计算仅对透声窗的结构进行建模，声学采用点声学模拟，其他部分做边界处理的办法；考虑到基阵尺寸对模拟精度的影响，对透声窗和基阵组成的系统进行声学计算较为稳妥，声学模拟圆柱状声源，透声窗有加强筋的，应建模加入。

进一步，所述第四步中，吸声材料应根据声纳的工作频段选取吸声系数最大的材料，贴覆要求非透声部位无金属裸露，托底、平台和舱壁进行平整，减少反射。

本发明的双层壳体钛合金导流罩声学三维控制方法，全面而系统地陈述了球鼻首导流罩的声学设计，涵盖了透声设计和自噪声控制两个方面，为我舰船透声导流罩的设计提供了良好的设计基础。新船型钛合金球鼻首导流罩结构在保证结构强度和内部空间的基础上，进行结构声学设计，从而确定合理的结构方案，使得球鼻首结构满足强度和声学的要求。