[发明专利]一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层

说明书

本发明属于吸声降噪领域，并具体公开了一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层。包括设于水下运动壳体表面的弹性阻尼层以及覆盖在弹性阻尼层上表面的封孔层，弹性阻尼层包括弹性阻尼本体以及设于弹性阻尼本体内的混合空腔模块，混合空腔模块包括穿孔空腔、多个呈阵列排布的第一隔声小孔和第二隔声小孔，穿孔空腔沿弹性阻尼本体的轴向布置，其包括依次相连接的倒圆台空腔结构和正圆台空腔结构，倒圆台空腔结构的顶面和正圆台空腔结构的顶面连接，每个第一隔声小孔的一端与封孔层连接，另一端与倒圆台空腔结构的底面连接。本发明可有效提高声学覆盖层在高频的隔声量，通过不同孔径空腔的相互配合以有效拓宽隔声覆盖层在高低频的隔声性能。

技术领域

本发明属于吸声降噪领域，更具体地，涉及一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层。

背景技术

声学覆盖层是一种吸声能力很强的潜艇隐身装备，主要用于覆盖在水下潜艇壳体上，抑制壳体振动和吸收敌方主动声纳，降低潜艇的声反射强度，达到减小被探测距离的目的。

目前，声学覆盖层的使用已经专用化，在潜艇壳体的特定区域或频段需要有针对的敷设不用种类的声学覆盖层，这就要求声学覆盖层的材料选择及内部声学结构的设计必须多样化。现有的腔形结构多为简单规则结构，比如圆柱形，球形，锥形或者喇叭形，其隔声效果与不含空腔结构的声学覆盖层相比得到了较大的改善，但是仍存在低频隔声效果不好且在静水压力下会产生较大变形的问题。

专利CN201810267758公开了一种基于多吸声机理的复合型声学覆盖层，该覆盖层将传统声学覆盖层的单层材料改为多孔材料，多孔材料利用材料内部的细微的孔隙，当声波进入到材料内部时，孔隙内会产生黏滞阻力，从而产生摩擦耗能，以实现对进入覆盖层的声能量的损耗作用。另外，基体中所添加的局域共振单元的存在，能够对于某一频率范围的声波起到较强的阻隔的作用，即产生带隙，使得在该频率范围内的声能量得到较大的衰减。空腔结构的存在，改变了声波在覆盖层中的传播路线，加大了声能量的损耗。基于以上三种吸声损耗机理，改善了覆盖层的吸声性能。但是该专利难以实现在低频隔声且在静水压力下会产生较大变形。

因此，本领域亟待提出一种低频段隔声效果好且耐压的腔形结构声学覆盖层。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层，其中结合声学覆盖层自身的特征及混合空腔结构降噪的工艺特点，相应设计了一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层，并对其关键组件如封孔层、混合空腔模块、第一隔声小孔、第二隔声小孔、倒圆台空腔结构和正圆台空腔结构的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的获得在特定低频频率范围内具有较高隔声量的声学覆盖层，在倒圆台空腔结构顶部的弹性阻尼层中穿孔，以增大空腔有效体积占有率，从而有效提高声学覆盖层在高频的隔声量，通过不同孔径空腔的相互配合以有效拓宽隔声覆盖层在高低频的隔声性能。

为实现上述目的，本发明提出了一种水下穿孔混合空腔结构声学覆盖层，其特征在于，包括设于水下运动壳体表面的弹性阻尼层以及覆盖在弹性阻尼层上表面的封孔层，其中，

所述弹性阻尼层包括弹性阻尼本体以及设于所述性阻尼本体内的混合空腔模块，所述混合空腔模块包括穿孔空腔、多个呈阵列排布的第一隔声小孔以及多个呈阵列排布的第二隔声小孔，所述穿孔空腔沿所述弹性阻尼本体的轴向布置，其包括依次相连接的倒圆台空腔结构和正圆台空腔结构，所述倒圆台空腔结构的顶面和正圆台空腔结构的顶面连接，每个所述第一隔声小孔的一端与所述封孔层连接，另一端与所述倒圆台空腔结构的底面连接，且单个所述第一隔声小孔、倒圆台空腔结构和正圆台空腔结构的轴向长度之和与所述弹性阻尼本体的轴向长度相同，多个所述第二隔声小孔沿所述正圆台的底面外周设置。

作为进一步优选的，所述倒圆台空腔结构与所述正圆台空腔结构为对称结构。

作为进一步优选的，所述第一隔声小孔的直径小于所述倒圆台空腔结构的底面直径，且多个所述第一隔声小孔均设于所述倒圆台空腔结构的底面的正上方。