[发明专利]一种声隐身覆盖层及其应用

说明书

本发明涉及一种声隐身覆盖层及其应用，该声隐身覆盖层覆盖于声保护体表面，所述声隐身覆盖层由吸声覆盖层及内嵌于吸声覆盖层的一个或多个组合式吸声结构组成；所述组合式吸声结构由双层球壳构成，外层球壳表面有一圆形开孔，开孔正对吸声覆盖层外表面，与吸声覆盖层外面的介质连通，内层球壳放置于外层球壳内部，内层球壳内充满空气。本发明提供的声隐身覆盖层结构简单，声隐身覆盖层内组合式吸声结构尺寸小，整体易于实现，具有良好的宽带吸声性能，尤其是低频吸声性能良好，并且可以通过改变组合式吸声结构内、外层球壳的尺寸参数，设计声隐身覆盖层的吸声频段。

技术领域

本发明属于声隐身技术领域，涉及一种具有良好的宽带吸声性能尤其是低频吸声性能的声隐身覆盖层及其应用。

背景技术

现代水下航行器普遍在表面敷设吸声覆盖层，用于吸收主动声纳的探测声波，从而降低自身声目标强度，减小被发现的几率。

目前的吸声覆盖层普遍在中、高频段具有良好的吸声性能，但在低频段吸声性能较差(低于3000Hz)，主要原因在于，满足工程应用条件的吸声覆盖层，其厚度通常是受限的，而有限厚度的基底材料难以直接吸收水中传来的低频声波。

通过在覆盖层中内嵌具有低频共振特性或具有波形转换能力的声学结构，是改善覆盖层低频吸声性能的主要手段。目前，常见的声学结构有散射型的微粒填充物、谐振型的空腔结构、黏滞损耗型的多孔材料等。其中，多孔材料受吸声机制所限，难以起到低频吸声效果；而另两类声学结构在尺寸受限的情况下，低频吸声性能也很难得到改善。因此，新型声学结构的设计，是改善声隐身覆盖层宽带吸声性能，尤其是低频吸声性能的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种具有良好的宽带吸声性能尤其是低频吸声性能的声隐身覆盖层及其应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种声隐身覆盖层，覆盖于声保护体表面，所述声隐身覆盖层由吸声覆盖层及内嵌于吸声覆盖层的一个或多个组合式吸声结构组成；

所述组合式吸声结构由双层球壳构成，外层球壳表面有一圆形开孔，开孔正对吸声覆盖层外表面，与吸声覆盖层外面的介质连通，内层球壳放置于外层球壳内部，内层球壳内充满空气。

按上述方案，所述吸声覆盖层由低弹性模量、高损耗因子的材料制成，优选的吸声覆盖层材料为厚度≤50mm的橡胶。

按上述方案，所述外层球壳由高弹性模量材料制成。优选的高弹性模量材料为金属材料，如铝合金、钢。

按上述方案，所述外层球壳外直径D₁取值范围为：10≤D₁＜50。

按上述方案，所述外层球壳厚度为0.3～5mm。

按上述方案，外层球壳表面开孔带倒角，开孔直径为0.1D₁～0.3D₁，开孔角度α为0～50゜。开孔角度对组合式吸声结构的共振吸声频率有影响，开孔角度大，结构的共振吸声频率也高。

按上述方案，所述内层球壳内直径小于外层球壳外直径，内层球壳内直径为5～30mm。

按上述方案，所述内层球壳厚度为0.3～3mm。

按上述方案，所述内层球壳由低弹性模量材料制成。优选的低弹性模量材料为橡胶，硅胶。

按上述方案，所述吸声覆盖层外面的介质为水或海水。

按上述方案，所述声保护体为水下航行器。

本发明还包括上述声隐身覆盖层在水下航行器声隐身方面的应用。

本发明的声隐身覆盖层能够实现宽带吸声尤其是低频吸声的原理在于：