CN110580895B - 一种用于水下探测设备的声障板组合 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于水下探测设备的声障板组合，包括水下探测设备、隔声障板和吸声障板，所述隔声障板在所述水下探测设备的后方横向布置，所述吸声障板纵向布置，且吸声障板位于所述隔声障板与所述水下探测设备之间；本发明的隔声障板在设计上集成了阻尼、隔声、吸声等功能与结构，其隔声量可达15dB，吸声系数可达0.9以上，吸声障板两侧采用吸声尖劈作为第二吸声层，将隔声结构居中并起支撑作用，吸声障板吸声系数可达0.9以上，对声信号的插入损失为8dB，在水下探测设备后方组合使用隔声障板和吸声障板，在保障水下探测设备150°视角的情况下，降噪量将可达3～8dB，提高水下探测设备信噪比、增益。
Description
技术领域
本发明涉及减振降噪设备技术领域，尤其涉及一种用于水下探测设备的声障板组合。
背景技术
现代大、中型舰艇球鼻艏部位大多配置了水下探测设备，其性能表现受球鼻艏导流罩内的声环境的影响，来自球鼻艏正面的流噪声、船尾方向的螺旋桨噪声和机械设备振动噪声均干扰水声探测设备的正常工作，目前，声障板作为一种降噪结构逐渐应用到球鼻艏导流罩内，用以降低来自船尾的由螺旋桨和机械设备等产生的水载噪声，声障板的设计多集中在实现隔声、吸声、阻尼功能组合方面，不同功能的声障板组合使用以改善水下探测设备工作的声环境还较为少见，因此，本发明提出一种用于水下探测设备的声障板组合以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于水下探测设备的声障板组合，该用于水下探测设备的声障板组合能够有效降低来自船尾的由螺旋桨和机械设备等产生的水载噪声，同时改善水声探测设备附近的声环境，吸收入射声波，避免形成假信号干扰水声探测设备。
为了解决上述问题，本发明提出一种用于水下探测设备的声障板组合，包括水下探测设备、隔声障板和吸声障板，所述隔声障板在所述水下探测设备的后方横向布置，所述吸声障板纵向布置，且吸声障板位于所述隔声障板与所述水下探测设备之间；
所述隔声障板由多组第一空腔钢板组成，多组所述第一空腔钢板之间通过法兰相互搭接拼装，所述第一空腔钢板的内部设有设有第一空腔，且第一空腔钢板面向所述水下探测设备的一侧设有第一吸声层，所述第一空腔钢板的另一侧设有阻尼层；
所述吸声障板由多组第二空腔钢板组成，多组所述第二空腔钢板之间通过法兰相互搭接拼装，所述第二空腔钢板的内部设有第二空腔，且第二空腔钢板的两侧均设有第二吸声层。
进一步改进在于：所述隔声障板的截面呈折线形，且凹向所述水下探测设备的方向弯曲。
进一步改进在于：所述隔声障板的截面呈折线形，且凹向远离所述水下探测设备的方向弯曲。
进一步改进在于：所述第一空腔钢板和第一空腔为隔声结构，且第一空腔钢板的总厚度为26mm-30mm，所述第一空腔的厚度为10mm。
进一步改进在于：所述第一吸声层的厚度为110mm，且第一吸声层由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，所述第一吸声层以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板上。
进一步改进在于：所述阻尼层的厚度为20mm，且阻尼层为聚氨酯高分子阻尼材料，所述阻尼层的损耗因子范围为0.4-0.9，且阻尼层的弹性模量范围为6-13E+7Pa，所述阻尼层以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板上。
进一步改进在于：所述第二吸声层由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，且第二吸声层以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第二空腔钢板上，所述第二吸声层为聚氨酯高分子材料，且第二吸声层的弹性模量范围为0.5-8E+8Pa，所述第二吸声层的损耗因子范围为0.2-0.4。
进一步改进在于：所述第一空腔钢板4、第二空腔钢板8采用外壳包裹蜂窝状芯材的结构形式，且蜂窝状芯材和外壳均采用碳纤维增强树脂复合材料，所述蜂窝状芯材的厚度为20mm、蜂窝空洞直径为6-8mm，所述外壳的厚度为5-10mm，所述外壳与蜂窝状芯材采用树脂胶接，所述蜂窝状芯材与外壳形成数量众多独立、密闭的空腔，所述外壳上预埋不锈钢螺栓。
本发明的有益效果为：1.隔声障板在设计上集成了阻尼层的阻尼、第一空腔钢板的隔声、第一吸声层的吸声等功能与结构，其隔声量可达15dB，吸声系数可达0.9以上，在保障水下探测设备150°视角的情况下，对来自船尾方向螺旋桨噪声和机械设备振动噪声的插入损失为3～8dB；
2.吸声障板两侧采用吸声尖劈作为第二吸声层，将第二空腔钢板的隔声结构居中并起支撑作用，吸声障板吸声系数可达0.9以上，对声信号的插入损失为8dB；
3.在水下探测设备后方组合使用隔声障板和吸声障板，在保障水下探测设备150°视角的情况下，降噪量将可达3～8dB，提高水下探测设备信噪比、增益。
附图说明
图1为本发明实施例一的声障板组合示意图；
图2为本发明实施例二的声障板组合示意图；
图3为本发明的隔声障板结构示意图；
图4为本发明的吸声障板结构示意图。
其中：1、水下探测设备；2、隔声障板；3、吸声障板；4、第一空腔钢板；5、第一空腔；6、第一吸声层；7、阻尼层；8、第二空腔钢板；9、第二空腔；10、第二吸声层。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。、
实施例一
根据图1、3、4所示，本实施例提供了一种用于水下探测设备的声障板组合，包括水下探测设备1、隔声障板2和吸声障板3，所述隔声障板2在所述水下探测设备1的后方横向布置，所述吸声障板3纵向布置，且吸声障板3位于所述隔声障板2与所述水下探测设备1之间；
所述隔声障板2由多组第一空腔钢板4组成，多组所述第一空腔钢板4之间通过法兰相互搭接拼装，所述第一空腔钢板4的内部设有设有第一空腔5，且第一空腔钢板4面向所述水下探测设备1的一侧设有第一吸声层6，所述第一空腔钢板4的另一侧设有阻尼层7；主要用于阻挡来自船尾方向的螺旋桨噪声和机械设备噪声；
所述吸声障板3由多组第二空腔钢板8组成，多组所述第二空腔钢板8之间通过法兰相互搭接拼装，所述第二空腔钢板8的内部设有第二空腔9，且第二空腔钢板8的两侧均设有第二吸声层10。吸收来自侧面的声信号，避免产生假目标。
所述隔声障板2的截面呈折线形，且凹向所述水下探测设备1的方向弯曲。经仿真计算，隔声障板2凹向水下探测设备1更有利于阻挡来自船尾方向的螺旋桨噪声和机械设备噪声.
所述第一空腔钢板4和第一空腔5为隔声结构，且第一空腔钢板4的总厚度为28mm，所述第一空腔5的厚度为10mm。
所述第一吸声层6的厚度为110mm，且第一吸声层6由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，以便在更宽的频段范围内获得良好的吸声效果，所述第一吸声层6以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板4上。
所述阻尼层7的厚度为20mm，且阻尼层7为聚氨酯高分子阻尼材料，所述阻尼层7的损耗因子范围为0.4-0.9，且阻尼层7的弹性模量范围为6-13E+7Pa，所述阻尼层7以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板4上。
所述第二吸声层10由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，以便在更宽的频段范围内获得良好的吸声效果，且第二吸声层10以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第二空腔钢板8上，所述第二吸声层10为聚氨酯高分子材料，且第二吸声层10的弹性模量范围为0.5-8E+8Pa，所述第二吸声层10的损耗因子范围为0.2-0.4。也具有较好的阻尼性能。
所述第一空腔钢板4、第二空腔钢板8采用外壳包裹蜂窝状芯材的结构形式，且蜂窝状芯材和外壳均采用碳纤维增强树脂复合材料，所述蜂窝状芯材的厚度为20mm、蜂窝空洞直径为7mm，所述外壳的厚度为8mm，所述外壳与蜂窝状芯材采用树脂胶接，所述蜂窝状芯材与外壳形成数量众多独立、密闭的空腔，起隔声作用，所述外壳上预埋不锈钢螺栓，便于阻尼层7、第一吸声层6、第二吸声层10的安装固定。
实施例二
根据图2、3、4所示，本实施例提供了一种用于水下探测设备的声障板组合，包括水下探测设备1、隔声障板2和吸声障板3，所述隔声障板2在所述水下探测设备1的后方横向布置，所述吸声障板3纵向布置，且吸声障板3位于所述隔声障板2与所述水下探测设备1之间；
所述隔声障板2由多组第一空腔钢板4组成，多组所述第一空腔钢板4之间通过法兰相互搭接拼装，所述第一空腔钢板4的内部设有设有第一空腔5，且第一空腔钢板4面向所述水下探测设备1的一侧设有第一吸声层6，所述第一空腔钢板4的另一侧设有阻尼层7；主要用于阻挡来自船尾方向的螺旋桨噪声和机械设备噪声；
所述吸声障板3由多组第二空腔钢板8组成，多组所述第二空腔钢板8之间通过法兰相互搭接拼装，所述第二空腔钢板8的内部设有第二空腔9，且第二空腔钢板8的两侧均设有第二吸声层10。吸收来自侧面的声信号，避免产生假目标。
所述隔声障板2的截面呈折线形，且凹向远离所述水下探测设备1的方向弯曲。隔声障板2凹向船尾一侧，经仿真计算，这种隔、吸声障板组合更有利于吸收从舷侧方向入射的声信号。
所述第一空腔钢板4和第一空腔5为隔声结构，且第一空腔钢板4的总厚度为28mm，所述第一空腔5的厚度为10mm。
所述第一吸声层6的厚度为110mm，且第一吸声层6由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，以便在更宽的频段范围内获得良好的吸声效果，所述第一吸声层6以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板4上。
所述阻尼层7的厚度为20mm，且阻尼层7为聚氨酯高分子阻尼材料，所述阻尼层7的损耗因子范围为0.4-0.9，且阻尼层7的弹性模量范围为6-13E+7Pa，所述阻尼层7以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板4上。
所述第二吸声层10由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，以便在更宽的频段范围内获得良好的吸声效果，且第二吸声层10以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第二空腔钢板8上，所述第二吸声层10为聚氨酯高分子材料，且第二吸声层10的弹性模量范围为0.5-8E+8Pa，所述第二吸声层10的损耗因子范围为0.2-0.4。也具有较好的阻尼性能。
所述第一空腔钢板4、第二空腔钢板8采用外壳包裹蜂窝状芯材的结构形式，且蜂窝状芯材和外壳均采用碳纤维增强树脂复合材料，所述蜂窝状芯材的厚度为20mm、蜂窝空洞直径为7mm，所述外壳的厚度为8mm，所述外壳与蜂窝状芯材采用树脂胶接，所述蜂窝状芯材与外壳形成数量众多独立、密闭的空腔，起隔声作用，所述外壳上预埋不锈钢螺栓，便于阻尼层7、第一吸声层6、第二吸声层10的安装固定。
该用于水下探测设备的声障板组合的隔声障板2在设计上集成了阻尼层7的阻尼、第一空腔钢板4的隔声、第一吸声层6的吸声等功能与结构，其隔声量可达15dB，吸声系数可达0.9以上，在保障水下探测设备150°视角的情况下，对来自船尾方向螺旋桨噪声和机械设备振动噪声的插入损失为3～8dB；且吸声障板3两侧采用吸声尖劈作为第二吸声层10，将第二空腔钢板8的隔声结构居中并起支撑作用，吸声障板3吸声系数可达0.9以上，对声信号的插入损失为8dB；同时，在水下探测设备1后方组合使用隔声障板2和吸声障板3，在保障水下探测设备1有150°视角的情况下，降噪量将可达3～8dB，提高水下探测设备信噪比、增益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种用于水下探测设备的声障板组合，包括水下探测设备(1)、隔声障板(2)和吸声障板(3)，其特征在于：所述隔声障板(2)在所述水下探测设备(1)的后方横向布置，所述吸声障板(3)纵向布置，且吸声障板(3)位于所述隔声障板(2)与所述水下探测设备(1)之间；
所述隔声障板(2)由多组第一空腔钢板(4)组成，多组所述第一空腔钢板(4)之间通过法兰相互搭接拼装，所述第一空腔钢板(4)的内部设有设有第一空腔(5)，且第一空腔钢板(4)面向所述水下探测设备(1)的一侧设有第一吸声层(6)，所述第一空腔钢板(4)的另一侧设有阻尼层(7)；
所述吸声障板(3)由多组第二空腔钢板(8)组成，多组所述第二空腔钢板(8)之间通过法兰相互搭接拼装，所述第二空腔钢板(8)的内部设有第二空腔(9)，且第二空腔钢板(8)的两侧均设有第二吸声层(10)；
所述隔声障板(2)的截面呈折线形，且凹向所述水下探测设备(1)的方向弯曲。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述隔声障板(2)的截面呈折线形，且凹向远离所述水下探测设备(1)的方向弯曲。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述第一空腔钢板(4)和第一空腔(5)为隔声结构，且第一空腔钢板(4)的总厚度为26mm-30mm，所述第一空腔(5)的厚度为10mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述第一吸声层(6)的厚度为110mm，且第一吸声层(6)由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，所述第一吸声层(6)以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板(4)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述阻尼层(7)的厚度为20mm，且阻尼层(7)为聚氨酯高分子阻尼材料，所述阻尼层(7)的损耗因子范围为0.4-0.9，且阻尼层(7)的弹性模量范围为6-13E+7Pa，所述阻尼层(7)以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第一空腔钢板(4)上。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述第二吸声层(10)由尺寸规格不同的两种圆锥吸声尖劈交错排列组成，且第二吸声层(10)以粘接和螺栓连接的方式固定在所述第二空腔钢板(8)上，所述第二吸声层(10)为聚氨酯高分子材料，且第二吸声层(10)的弹性模量范围为0.5-8E+8Pa，所述第二吸声层(10)的损耗因子范围为0.2-0.4。
7.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备的声障板组合，其特征在于：所述第一空腔钢板(4)、第二空腔钢板(8)采用外壳包裹蜂窝状芯材的结构形式，且蜂窝状芯材和外壳均采用碳纤维增强树脂复合材料，所述蜂窝状芯材的厚度为20mm、蜂窝空洞直径为6-8mm，所述外壳的厚度为5-10mm，所述外壳与蜂窝状芯材采用树脂胶接，所述蜂窝状芯材与外壳形成数量众多独立、密闭的空腔，所述外壳上预埋不锈钢螺栓。
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