[发明专利]一种内嵌散射体及空腔的指数梯度声学覆盖层

权利要求书

1.一种内嵌散射体及空腔的指数梯度声学覆盖层，其特征在于，包括匹配层(1)、吸声层(2)和钢背衬(3)；匹配层由玻璃钢制成，其密度与水接近，特性声阻抗与水匹配，可以使水中的声波无反射的进入吸声层；吸声层由多个矩形单元阵列排列而成，每个单元以密度为1000kg/m³的硅橡胶为基体，从钢背衬向匹配层方向依次嵌入两层圆柱空腔和两层钢圆柱散射体，其圆心沿单元中线位置垂直排列，等效密度递增且呈指数梯度分布；吸声层两端做封口处理；钢背衬用来模拟水下航行器壳体；吸声层单元之间涂抹粘接剂经冷压粘接在一起，匹配层、吸声层和钢背衬三者之间同样涂抹粘接剂经冷压组合成一体。

2.根据权利要求1所述的一种内嵌散射体及空腔的指数梯度声学覆盖层，其特征在于，每个单元中，钢圆柱散射体和圆柱空腔的长度均为1000mm，其轴线与单元的每个面平行，可以根据实际使用要求选择单元的数量自行拼接。

3.根据权利要求1所述的一种内嵌散射体及空腔的指数梯度声学覆盖层，其特征在于，吸声层每个单元中，等厚分成4层，每层介质内嵌散射体或空腔的半径通过均匀化计算等效密度来确定，等效密度等于总质量除以其排水体积；从匹配层向钢背衬方向依次第一层和第二层均为钢圆柱散射体，半径分别为a₁＝6.05mm、a₂＝3.15mm；第三层和第四层均为圆柱空腔，半径分别为a₃＝5.51mm、a₄＝9.12mm；每层具有不同的等效密度，使整个吸声层的密度以阶跃函数的形式呈现指数形式梯度分布。

4.根据权利要求3所述的一种内嵌散射体及空腔的指数梯度声学覆盖层，其特征在于，所述每个单元中散射体和空腔的圆心距均为c＝25mm，第一层散射体的圆心距离顶端和第四层空腔的圆心距离底端均为d₁＝12.5mm，距离两端均为d₂＝12.5mm；宽度t＝25mm，匹配层厚度h＝10mm，吸声层总厚度D＝100mm，钢背衬厚度s＝20mm。