CN114701628B - 一种适应于水下航行器的隔振电机舱 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水下航行器降噪技术领域，特别涉及一种水下航行器的电机舱。一种适应于水下航行器的隔振电机舱，包括：电机舱壳体以及用于对电机舱壳体一端进行封堵的艉端盖；电机舱壳体的内壁设有承力部件，电机通过隔振组件安装于电机舱壳体的承力部件；隔振组件包括：安装于承力部件的转接板，用于连接电机的隔振转接座，以及连接隔振转接座与转接板的隔振座。本发明通过隔振组件将推进电机与航行器艇体结构有效隔离而非刚性连接，起到减振隔振的作用，降低推进电机机械振动传递和噪声传播，从而达到降低航行器航行辐射噪声的要求。
Description
技术领域
本发明属于水下航行器降噪技术领域，特别涉及一种水下航行器的电机舱。
背景技术
随着科学技术的发展以及海洋开发、军事应用的需求，水下航行器的隐蔽性对其作战效能是至关重要的，而提高水下航行器的隐蔽性的关键是降低航行器辐射噪声。
水下航行器辐射噪声源分为机械噪声、推进器噪声和水动力噪声，其中机械噪声和推进器噪声为其主要噪声源。机械噪声有振动噪声与摩擦噪声等，推进器噪声主要有螺旋浆噪声和空泡噪声等。水动力噪声是流体与机械相互作用的噪声，流体动压作用下壳体的振动噪声和螺旋浆浆叶振动噪声。目前降低水下无人自主航行器噪声的方法有：采用机械隔离装置、吸声外壳涂层、低噪音推进电机和螺旋桨等。
因此，为了满足某水下航行器辐射噪声低、操纵性好和适应性强的需求，解决水下航行器稳态航行过程中推进电机作为主要机械噪声源的问题，降低推进电机在运行过程中辐射噪声，有必要提出一种能适应水下电机的电机舱。
发明内容
本发明的目的是：针对需求，设计一种适应于水下航行器的隔振电机舱。
本发明的技术方案是：一种适应于水下航行器的隔振电机舱，包括：电机舱壳体以及用于对电机舱壳体一端进行封堵的艉端盖。
电机舱壳体为推进电机的安装基座。电机舱壳体的内壁设有承力部件，电机通过隔振组件安装于电机舱壳体的承力部件；隔振组件包括：安装于承力部件的转接板，用于连接电机的隔振转接座，以及连接隔振转接座与转接板的隔振座。
本发明中的电机舱具备承载推进装置对应航行器航速下所匹配的推力，并能保证推进装置在水下运行时推心不变，符合航行器水下航行时稳定性要求。
上述方案中，具体的，隔振座采用BE隔振座。隔振座采用阻抗失配设计方案降低推进电机机械振动传递和噪声传播，从而达到降低航行器航行辐射噪声的要求。
在上述方案的基础上，进一步的，电机舱壳体内壁的所有部件均敷设吸声包覆材料。该材料具有优异的吸声性能、力学强度、耐候老化性能及耐海洋环境性能，具备较强环境适应性。通过敷设吸声包覆材料进一步的实现降低推进电机和推进器噪声的传播，抑制噪声向水介质的辐射。
上述方案中，具体的，电机舱壳体的承力部件为环形及纵向的加强筋。承力部件基体按托盘式结构进行设计，电机舱壳体内部具备承载推进装置对应航行器航速下所匹配的推力并保证其推心不变，也能避免舱体外壳在推进装置激励下振动的随机响应所产生的二次噪声辐射，从而保证航行器航行辐射噪声要求。
在上述方案的基础上，进一步的，电机舱壳体为锥台结构，电机舱壳体的外表面为流线型；在电机舱壳体上设有便于拆卸的上壳体。上壳体和电机舱壳体工艺上采用等离子焊接成型，焊接成型后外表面整体机加成流线型再进行上、下半壳体的分割。由电机舱壳体、上壳体、艉端盖包围所成的截面提供低阻力的流线型外形以及合理的流体动力布局，符合航行器总体水动力要求。
在上述方案的基础上，进一步的，艉端盖采用高强度铝合金7075-T73材料，在满足大深度耐水压强度要求的同时，工艺上采用微弧氧化保证其耐腐蚀性能；艉端盖为薄壁结构，满足推进电机控制器功率模块热交换要求。推进电机控制器固连在艉端盖内表面上，为便于推进电机控制器功率模块与外部海水热交换，在艉端盖的外表面设有散热结构，从而满足其大功率工作下散热问题。
在上述方案的基础上，进一步的，为方便推进装置的维修，艉端盖与电机舱壳体之间可拆卸的连接。在不影响电机舱壳体强度和刚度要求下，在艉端盖与电机舱壳体的连接处设有可拆卸式的盖板，盖板的设置满足电机舱壳体密封性的要求。
有益效果：
(1)本发明通过隔振组件将推进电机与航行器艇体结构有效隔离而非刚性连接，起到减振隔振的作用，降低推进电机机械振动传递和噪声传播，从而达到降低航行器航行辐射噪声的要求。
(2)本发明适用于水下航行器减振降噪，通过样机试验满足水下航行器快速性、操纵性、航行辐射噪声低的要求，并且兼具结构紧凑、充分利用水下航行器尾部空间，装卸操作方便等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
其中：1-艉端盖，2-盖板，3-上壳体，4-电机舱壳体，5-隔振转接座，6-隔振座，7-转接板、8-吸声包覆材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
本实施例提供一种适应于水下航行器的隔振电机舱，适应于水下航行器减振降噪，解决了推进电机机械振动传递和噪声传播的问题，从而降低水下航行器航行辐射噪声；推进电机控制器功率模块在长时间满功率工作下所需接触导热要求。
参见附图1、2，该隔振电机舱包括：电机舱壳体4以及用于对电机舱壳体4一端进行封堵的艉端盖1。
电机舱壳体4为推进电机的安装基座。电机舱壳体4的内壁设有承力部件，电机通过隔振组件安装于电机舱壳体4的承力部件上；隔振组件包括：安装于承力部件上的转接板7，用于连接电机的隔振转接座5，以及连接隔振转接座5与转接板7的隔振座6。具体的，本例中，在电机舱焊接壳体内部左右位置上分别安装三个隔振座6，隔振座6通过隔振转接座5与推进电机相连接。通过隔振组件实现推进电机与航行器艇体结构之间的非刚性连接，起到减振隔振的作用。
优选的，电机舱壳体4内壁的所有部件均敷设吸声包覆材料8。该材料具有优异的吸声性能、力学强度、耐候老化性能及耐海洋环境性能，具备较强环境适应性。通过敷设吸声包覆材料8进一步的实现降低推进电机和推进器噪声的传播，抑制噪声向水介质的辐射。
本例中，电机舱壳体4的承力部件为环形及纵向的加强筋。承力部件基体按托盘式结构进行设计，电机舱壳体4内部具备承载推进装置对应航行器航速下所匹配的推力并保证其推心不变，也能避免舱体外壳在推进装置激励下振动的随机响应所产生的二次噪声辐射，从而保证航行器航行辐射噪声要求。
本例中，电机舱壳体4为锥台结构，电机舱壳体4的外表面为流线型；在电机舱壳体4上设有便于拆卸的上壳体3。上壳体3和电机舱壳体4工艺上采用等离子焊接成型，焊接成型后外表面整体机加成流线型再进行上、下半壳体的分割。由电机舱壳体4、上壳体3、艉端盖1包围所成的截面提供低阻力的流线型外形以及合理的流体动力布局，符合航行器总体水动力要求。
本例中，艉端盖1采用高强度铝合金7075-T73材料，在满足大深度耐水压强度要求的同时，工艺上采用微弧氧化保证其耐腐蚀性能；艉端盖1为薄壁结构，满足推进电机控制器功率模块热交换要求。推进电机控制器固连在艉端盖1内表面上，为便于推进电机控制器功率模块与外部海水热交换，在艉端盖1的外表面设有散热结构，从而满足其大功率工作下散热问题。
优选的，为方便推进装置的维修，艉端盖1与电机舱壳体4之间可拆卸的连接。在不影响电机舱壳体4强度和刚度要求下，在艉端盖1与电机舱壳体4的连接处设有可拆卸式的盖板2，盖板2的设置满足电机舱壳体4密封性的要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种适应于水下航行器的隔振电机舱，包括：电机舱壳体(4)以及用于对所述电机舱壳体(4)一端进行封堵的艉端盖(1)；其特征在于，
所述电机舱壳体(4)的内壁设有承力部件，电机通过隔振组件安装于所述电机舱壳体(4)的承力部件；所述隔振组件包括：安装于所述承力部件的转接板(7)，用于连接所述电机的隔振转接座(5)，以及连接所述隔振转接座(5)与所述转接板(7)的隔振座(6)；
所述电机舱壳体(4)的承力部件为环形及纵向的加强筋；
在电机舱焊接壳体内部左右位置上分别安装三个隔振座(6)，隔振座(6)通过隔振转接座(5)与推进电机相连接；
所述电机舱壳体(4)内壁的所有部件均敷设吸声包覆材料(8)；
所述艉端盖(1)采用高强度铝合金7075-T73材料，工艺上采用微弧氧化；所述艉端盖(1)为薄壁结构；推进电机控制器固连在艉端盖(1)内表面上，在所述艉端盖(1)的外表面设有散热结构；
所述电机舱壳体(4)为锥台结构，所述电机舱壳体(4)的外表面为流线型；在所述电机舱壳体(4)上设有便于拆卸的上壳体(3)；上壳体(3)和电机舱壳体(4)工艺上采用等离子焊接成型，焊接成型后外表面整体机加成流线型再进行上、下半壳体的分割。
2.如权利要求1所述的适应于水下航行器的隔振电机舱，其特征在于，所述隔振座(6)采用BE隔振座。
3.如权利要求1所述的适应于水下航行器的隔振电机舱，其特征在于，所述艉端盖(1)与所述电机舱壳体(4)的连接处设有盖板(2)。
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| GR01 | Patent grant | ||
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