CN115910016A - 一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，属于消声材料领域。本发明通过在吸声覆盖层中使用刚性支撑板，使得在声波传入粘弹性体后产生波形转换，纵波被转化为剪切波，而剪切变形在粘弹性体中可以耗散更多的能量，由此大大提高了吸声性能。同时，本发明通过设置声通道和声间隙，可显著提高低频吸声性能，降低有效吸声(吸声系数>0.8)的最低频率，提高有效吸声带宽。相较于其它原理的吸声覆盖层，本发明的吸声覆盖层有更简单的结构，利于生产加工。

Description

一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层

技术领域

本发明属于消声材料领域，具体涉及一种用于水下的吸声覆盖层。

背景技术

水下声学在海洋和河流中的通信、勘探和导航中发挥着重要作用，因为与电磁波相比，声音在水下具有更好的抗衰减能力。水下吸声涂层的设计，作为水下噪声控制和潜艇隐身等领域的关键，越来越受到人们的关注。例如，对于潜艇来说，为规避敌方主动声呐的探测，往往需要在艇身外表面铺设吸声覆盖层，以吸收声呐发出的声波，从而降低反射强度，提高隐身性能。

良好的吸声覆盖层有三个特征，分别为阻抗匹配、耗散介质以及局域共振结构。首先阻抗匹配材料或阻抗匹配结构可以减小声反射，使更多的声波入射进来，阻抗匹配材料包括弹性体、泡沫铝等；耗散介质通过耗散机理将声波携带的能量转化成热能散失掉，耗散机理包括粘弹性耗散、界面摩擦等；局域共振结构通过局部结构的共振来提高粘弹性介质的耗散，包括空腔谐振、声子晶体、Helmholtz共振以及Fabry-Perot共振等结构。

对于局域共振声子晶体(或超材料)，实验结果表明添加局部共振振子可以大大增加吸声系数。缺点是i)这种超材料太重，ii)抗压能力差。基于空腔谐振的消声层可以追溯到二十年代中期，其首先用于降低潜艇目标强度，Alberich不消声层由两个橡胶层构成，内层包含圆柱形空腔。其对声波的耗散归因于空腔壁的径向运动和腔体的鼓状振动，经研究，吸收峰一般出现在腔体的共振频率处。最好的理论和数值结果表明，在粘弹性体耗散系数为0.6时，有效吸声(吸声系数大于0.8)的最小频率可以降到7-8kHz。虽然填充玻璃颗粒可以减少最小频率为1.5kHz(实验结果)。遗憾的是，空腔谐振结构并没有实现亚千赫频率下的有效吸声。Helmholtz共振以及Fabry-Perot共振，最初用于制造空气环境中的吸声，现在也已经扩展到水下的情况。Qu等人通过建立具有气隙和钢背衬的阻抗匹配棒阵列实现了水下Fabry-Perot共振吸声。实验结果表明，当频率>4kHz时有较好的吸声性能，但低频吸声性能较差。Helmholtz共振在理论和数值上被证明能够在亚千赫频率下实现完美吸收，然而，尚未通过实验验证，其高频吸声性能也有待进一步研究。其他超材料和超表面也可以实现宽带吸收或窄带低频吸收，但也没有经过实验验证。

随着现代声呐技术的发展，低频有源声呐的工作频率已经降低到100-500Hz，而中频声呐为1-5kHz，因此，迫切需要设计能够实现低频(亚千赫兹)、宽带吸声的吸声覆盖层。目前最好的吸声覆盖层还是基于空腔谐振的结构，比较经典的结构如图1所示，其中粘弹性介质多为橡胶、聚氨酯以及以它们为基体的复合材料。如图2所示，此类经典结构中空腔多为圆柱、平头圆锥等形状，并在潜艇表面呈二维周期性分布。理论和分析表明，该种类型的吸声覆盖层可将有效吸声(吸声系数大于0.8)频率降至7-8kHz,通过在粘弹性介质里面添加玻璃微珠等分散体，可将该频率降至1.5kHz(实验结果)。但是，并没有实现亚千赫兹频率下的有效吸声。究其原因，由于单一的材料选用以及结构设计上的不足，腔壁的共振被限制在很小的幅度内，无法发挥空腔谐振的全部潜力。虽然增加厚度可以降低有效吸声的最低频率，但会显著增加吸声覆盖层的重量，这与潜艇减重的需求是相违背的。因此挑战在于在有限厚度的要求下降低有效吸声的最低频率。

发明内容

传统水下吸声覆盖层有效吸声的最低频率较高，无法满足针对低频声呐系统的声隐身要求，本发明的目的在于解决现有技术中吸声层难以实现亚千赫兹频率下的有效吸声以及重量过大等问题，并提供一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其由吸声单元周期性连续排列而成；所述吸声单元包括刚性背板、刚性支撑板和粘弹性体；所述刚性背板用于贴附在覆盖目标表面；

所述刚性支撑板的底部垂直固定于刚性背板上，顶部穿入并被包裹固定于粘弹性体中，从而实现粘弹性体与刚性背板的相对固定；

所述粘弹性体的底部端面与刚性背板之间保持间距，且粘弹性体内部具有空腔，空腔与粘弹性体的底部端面之间也保持间距；所述刚性支撑板穿入粘弹性体中的板体部分贯穿所述空腔；

每个吸声单元以刚性支撑板为中心面呈镜像对称结构，且所述水下吸声覆盖层中相邻吸声单元的粘弹性体相互独立不接触。

作为优选，所述刚性背板采用刚性金属材质，优选为钢、铝。

作为优选，所述刚性支撑板采用刚性金属材质，优选为钢、铝。

作为优选，所述粘弹性体的材质优选为包括橡胶、聚氨酯在内的粘弹性材料或者以粘弹性材料为基体的复合材料。

作为优选，所述空腔内部填充空气或其它气体。

作为优选，所述吸声单元还包括阻抗匹配材料，整个吸声单元中除了刚性背板、刚性支撑板、粘弹性体和空腔之外的空间均填充有阻抗匹配材料。

作为优选，所述阻抗匹配材料优选为水凝胶或硅胶。

作为优选，所述吸声单元的纵剖面中，粘弹性体整体宽度由顶部向底部递增，粘弹性体的侧部轮廓线为圆弧、直线、折线或其他任意曲线。

作为优选，所述吸声单元的纵剖面中，粘弹性体顶部为尖端，底部为平行于刚性背板的直线，两条侧部轮廓线为圆弧，粘弹性体整体宽度由顶部向底部递增，而所述空腔呈半椭圆形，对应的椭圆短半轴与所述刚性支撑板重合。

作为优选，所述吸声单元的纵剖面中，以粘弹性体顶端到刚性背板底面的间距H为基准，刚性支撑板的高度h₂满足0.4H<h₂<H，粘弹性体的底部直线长度w满足0.3H<h₂≤H，粘弹性体的底部直线到刚性背板的间距h₃满足0.004w<h₃<0.4w；粘弹性体侧部轮廓线底端端点处的切线与刚性背板垂直；所述空腔对应的椭圆长半轴a满足0.3w<a<0.8w，椭圆短半轴b满足0.3w<b<0.8w，空腔底部端面与粘弹性体底部端面之间的间距h₄满足0.04w<h₄≤0.2w；刚性背板的厚度th₁和刚性支撑板的厚度th₂均为0.1～2mm；相邻吸声单元的粘弹性体之间的最短间距d满足0.01w<d<w。

作为优选，所述吸声单元中两个金属件之间采用焊接或者紧固连接，其余部件之间采用粘接、浸塑、注模成型中的一种或多种连接。

作为优选，所述吸声单元中的尺寸参数满足：H＝50mm，h₁＝47mm，h₂＝40mm，h₃＝3mm，h₄＝2mm，w＝25mm，a＝10mm，b＝4.5mm，d＝5mm。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

相较于传统空腔谐振型吸声覆盖层，本发明提供了一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其通过在吸声覆盖层中使用刚性支撑板，使得在声波传入粘弹性体后产生波形转换，纵波被转化为剪切波，而剪切变形在粘弹性体中可以耗散更多的能量，由此大大提高了吸声性能。同时，粘弹性体与刚性背板间的间距、以及相邻粘弹性体之间的分离，使得空腔下部的粘弹性薄层能够在更低的频率发生共振，进而可以显著降低有效吸声(吸声系数>0.8)的最低频率，提高有效吸声带宽。相较于其它原理的吸声覆盖层，本发明的吸声覆盖层有更简单的结构，利于生产加工。

附图说明

图1为传统空腔谐振型吸声覆盖层剖面图。

图2为传统空腔谐振型吸声覆盖层内空腔排布方式。

图3本发明的吸声覆盖层中单个吸声单元示意图。

图4本发明吸声单元模块化连续拼接形成水下吸声覆盖层的示意图。

图5为本发明的5个进化构型的形状示意图。

图6为本发明5个进化构型与传统构型的空腔谐振吸声性能对比。

图7为本发明的吸声单元的尺寸参数化示例。

图8为本发明的刚性支撑板高度对吸声性能的影响示意图，(a)为不同高度刚性支撑板对应的吸声系数曲线，(b)为7kHz下HSAM的振动模态，(c)为7kHz下HSAM的能量耗散密度。

图9为本发明的参数a_r和h₄对吸声性能的影响示意图，(a)为具有不同空腔尺寸的HSAM吸声系数(实线表示HSAM的结果，而虚线表示无声通道和间隙的结果)，(b)为1.5kHz时具有不同空腔尺寸的HSAM位移模式(上排显示HSAM的结果，而下排显示无声通道和声间隙的结果)，(c)为1.5kHz时不同腔体尺寸的HSAM功耗密度(上排显示HSAM的结果，而下排显示无声通道和间隙的结果)，(d)为空腔底膜厚度不同的HSAM的吸声系数(实线表示有声间隙的HSAM结果，虚线表示无声间隙的结果)，(e)为当h₄＝2.0mm时，HSAM在前四个共振频率下的位移模式，(f)为HSAM在另外四个共振频率下的位移模式。

图10为本发明中不同参数d_r和h₃对吸声性能的影响示意图，(a)为不同声程宽度的HSAM的吸声系数，(b)为具有不同声隙的HSAM的吸声系数，(c)为通过采用声通道、声间隙和阻抗匹配结构来改善吸声性能，(d)为800Hz时(c)中模型的位移模式，(e)为800Hz时(c)中模型的功耗密度。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

另外，在本发明的描述中，需要说明的是，类似术语“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，这仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，它是一种由一系列吸声单元周期性连续排列而成的连续层体。所有的吸声单元结构相同，因此下面主要对单个吸声单元的结构进行详细描述。

如图3所示，在本发明的实施例中，单个吸声单元的基本组成结构包括刚性背板1、刚性支撑板2、阻抗匹配材料3和粘弹性体4。其中刚性背板1的作用是为整个吸声单元提供基础支撑，使得整个吸声单元能够贴附在覆盖水下潜艇、轮船、水下设备等目标表面。刚性支撑板2是一块刚性的板体，其底部垂直固定于刚性背板1上，顶部穿入并被包裹固定于粘弹性体4中，从而实现粘弹性体4与刚性背板1的相对固定。为了实现本发明中声波进入粘弹性体后产生纵波变剪切波的波形转换，粘弹性体4的底部端面与刚性背板1之间需要保持一定的间距，且粘弹性体4内部需要具有空腔5，空腔5与粘弹性体4的底部端面之间也需要保持间距。空腔5与粘弹性体4的底部端面之间的这一层粘弹性体薄层，会在外部入射的声波作用下产生低阶共振，由此提高低频下的能量耗散，从而提高低频的吸声性能。

另外，刚性支撑板2穿入粘弹性体4中的板体部分需要贯穿空腔5。每个吸声单元以刚性支撑板2为中心面呈镜像对称结构。而且，为了保持各吸声单元工作的独立性，水下吸声覆盖层中相邻吸声单元的粘弹性体4相互独立不接触，即相邻的粘弹性体4之间也需要保持间距。整个吸声单元中除了刚性背板1、刚性支撑板2、粘弹性体4和空腔5之外的空间均填充有阻抗匹配材料3，使得该吸声覆盖层与水有很好的阻抗匹配效果。

上述水下吸声覆盖层主要用于覆盖在水下潜艇、轮船、水下设备等水下目标的表面，在实际使用时，可事先将上述水下吸声覆盖层的各吸声单元通过刚性背板1贴附固定在水下目标表面，进而使水下目标下水后，能够降低声波反射，整体上提高吸声性能。

另外在本发明的实施例中，吸声单元不同位置的剖面相同，以图3中右图所示的吸声单元纵剖面为准，在该剖面中，粘弹性体4的侧部轮廓线为粘弹性体4顶部为尖端，底部为平行于刚性背板1的直线，两条侧部轮廓线为圆弧，粘弹性体4整体宽度由顶部向底部递增，而空腔5呈半椭圆形，对应的椭圆短半轴与刚性支撑板2重合。

但是需要说明的是，在上述水下吸声覆盖层中，吸声单元中各部件的具体形状和尺寸参数并不一定要完全按照图3所示的结构，亦可根据实际进行调整。例如在剖面中，粘弹性体4的侧部轮廓线也可以是圆弧、直线、折线或其他任意曲线。但粘弹性体4应当尽量呈现上窄下宽的形状，即粘弹性体4整体宽度由顶部向底部递增，这种上窄下宽的设计，结合周围填充的阻抗匹配材料3，有利于吸声覆盖层与水形成很好的阻抗匹配效果。

另外，在上述水下吸声覆盖层中，吸声单元中各部件的具体材质可根据实际进行调整。在本发明的实施例中，上述刚性背板1和刚性支撑板2可采用刚性金属材质，优选为不锈钢、铝等耐腐蚀材质。上述粘弹性体4的材质可采用橡胶、聚氨酯等粘弹性材料，或采用以粘弹性材料为基体的复合材料。上述空腔5内部填充空气或其它气体，只要保持中空即可，无特殊要求。上述阻抗匹配材料3由水凝胶或硅胶等与水阻抗比较接近的剪切模量较小的软材料组成。

但需要说明的是，上述各吸声单元中的粘弹性体4并非是必要的，粘弹性体4可以直接暴露在水中，其外部由水直接进行包裹。

上述吸声单元中两个金属件之间可以采用焊接或者紧固连接，其余部件之间采用粘接、浸塑、注模成型中的一种或多种连接。

另外，图3所示的吸声单元，可根据实际的覆盖表面的尺寸大小，进行模块化地连续布置，如图4所示。最终的水下吸声覆盖层平面尺寸可以根据实际需要进行任意调整。

为了进一步展示本发明的上述吸声单元中不同部件的形状和尺寸参数的选择对于性能的营销，下面对其具体的形状和尺寸参数下的吸声性能进行测试。

如图5所示，在一实施例中，设计了5种不断进化的不同吸声单元构型，各吸声单元的底部均为刚性背板，图中示出的5种吸声单元构型均为吸声单元的剖面，吸声单元沿垂直于图5纸面方向上不同位置的剖面均相同。其中(v)为本发明图3中所展示的吸声单元构型；而(i)结构中在柱状粘弹性体内采用了剖面为梯形底部加矩形组合而成的空腔；(ii)相对于(i)而言进一步设置了类似本发明中的刚性支撑板；(iii)相对于(ii)而言进一步将柱状粘弹性体改为剖面为梯形底部加矩形组合而成的粘弹性体，同时空腔和刚性支撑板依然设置，吸声单元中其余空间填充水凝胶；(iv)相对于(iii)而言进一步在粘弹性体与下方的刚性背板之间留出了空隙并填充水凝胶。上述5种不同的吸声单元演化结构与传统空腔谐振构型吸声效果对比。同时，为了以示对比，以现有技术文献Z.Wang,Y.Huang,X.Zhang,L.Li,M.Chen,D.Fang,Broadband underwater sound absorbing structure with gradientcavity shaped polyurethane composite array supported by carbon fiberhoneycomb,Journal of Sound and Vibration 479(2020)115375.中报道的吸声单元结构作为传统构型进行对照，该传统构型中的空腔是一种平头圆锥形式的三维圆锥形空腔，因此相对而言本发明由于不同剖面处形状均相同，是一种二维简化构型。传统构型对应的二维简化构型见是(i)，而本发明的最优构型(v)相对于传统构型可以看作需要进行一系列的进化关系。

图6展示了上述5种进化构型以及传统构型(图例中记为Wang et al.)的吸声性能。图中传统构型空腔谐振的吸声曲线达到0.8的最低频率为8kHz，但本发明的构型每进化一步，吸声性能都为显著改善。

进一步的，基于最优构型(v)即上述图3所示的单元剖面，本实施例中对其不同的结构参数尺寸对性能的影响进行了测试。为了便于描述，将盖吸声单位简称为HSAM，并对吸声单元的尺寸进行了参数化表示，具体而言如图7所示，在上述吸声单元的纵剖面中，将粘弹性体4顶端到刚性背板1底面的间距记为H，将刚性支撑板2的高度h₂，将粘弹性体4的底部直线长度记为w，将粘弹性体4的底部直线到刚性背板1的间距记为h₃，该间距用于形成声间隙，h₃>0即视为存在声间隙，否则视为不存在声间隙。将空腔5对应的椭圆长半轴记为a，椭圆短半轴记为b。将空腔5底部端面与粘弹性体4底部端面之间的间距记为h₄。将刚性背板1的厚度记为th₁，刚性支撑板2的厚度记为th₂；将相邻吸声单元的粘弹性体4之间的最短间距记为d，该间距用于形成声通道，d>0即视为存在声通道，否则视为不存在声通道。粘弹性体4的侧部轮廓线为圆弧，其半径记为R。另外记比值a_r＝a/w，记比值d_r＝d/w。

图8展示了刚性支撑板2的高度h₂对吸声单元吸声性能的影响，图中的图例Nosupport表示不设置刚性支撑板。从结果可见，由于刚性支撑与粘弹性体之间的阻抗不匹配，声波(纵波)入射进来之后，会在两者界面附近发生波形转换，纵波转化成剪切波，从而可以增加粘弹性体的耗散。从图8可以看出，刚性支撑附近的波形转换对高频(～>2kHz)吸声贡献巨大。

图9展示了不同参数a_r和h₄对吸声性能的影响，空腔的作用主要体现在低频，从(a)实线可以看出，空腔显著提高低频的吸声性能，空腔越大，低频吸声性能越好(第一个吸声峰向低频移动)。

图10展示了本发明中不同参数d_r和h₃对吸声性能的影响示意图，其中(a)和(b)说明了声通道以及声间隙尺寸即d_r和h₃对吸声性能影响，(c)比较了完全没有声通道以及声间隙、有一个声通道或者声间隙情况下矩形吸声单元的吸声，以及本发明构型对吸声性能的影响，可以更直观地看出声通道和声间隙对提高低频性能方面的作用以及阻抗匹配的作用。阻抗匹配的作用在于弥补第一个吸声峰之后的吸声效果。声通道和声间隙的设置使空腔5下面的粘弹性体薄层产生低阶共振,并提高低频下的能量耗散，从而提高低频的吸声性能。因此本发明的HSAM中设置的声通道和声间隙，在提高低频吸声性能方面起了很大的作用，如果没有这两者，低频吸声性能将大打折扣。

由此可见，在上述HSAM中，尽管不同的尺寸参数可以根据实际需要进行调整，但是不同参数依然会显著影响最终的吸声性能。经过参数优化，在本发明中确定上述HSAM吸声单元的纵剖面中，以粘弹性体4顶端到刚性背板1底面的间距H为基准，各参数的优选范围如下：刚性支撑板2的高度h₂满足0.4H<h₂<H，粘弹性体4的底部直线长度w满足0.3H<h₂≤H，粘弹性体4的底部直线到刚性背板1的间距h₃满足0.004w<h₃<0.4w，即0.004<h₃/w<0.4；粘弹性体4侧部轮廓线底端端点处的切线与刚性背板1垂直；所述空腔5对应的椭圆长半轴a满足0.3w<a<0.8w，即0.3<a_r<0.8，椭圆短半轴b满足0.3w<b<0.8w，空腔5底部端面与粘弹性体4底部端面之间的间距h₄满足0.04w<h₄≤0.2w，即0.04<h₄/w<＝0.2；刚性背板1的厚度th₁和刚性支撑板2的厚度th₂均为0.1～2mm；相邻吸声单元的粘弹性体4之间的最短间距d满足0.01w<d<w，即0.01<d_r<1。

在一个最优实施例中，上述HSAM中，吸声单元中的尺寸参数满足：H＝50mm，h₂＝47mm，h₂＝0.8H＝40mm，h₃＝3mm，h₄＝2mm，w＝0.5H＝25mm，a＝0.4w＝10mm，b＝0.45a＝4.5mm，d＝0.2w＝5mm。在该组最优参数下，其吸声系数曲线如图6(a)中(v)所示，在650Hz以上的频率范围内吸声性能均能达到0.8以上，有效吸声带宽宽，频率低。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，由吸声单元周期性连续排列而成；所述吸声单元包括刚性背板(1)、刚性支撑板(2)和粘弹性体(4)；所述刚性背板(1)用于贴附在覆盖目标表面；

所述刚性支撑板(2)的底部垂直固定于刚性背板(1)上，顶部穿入并被包裹固定于粘弹性体(4)中，从而实现粘弹性体(4)与刚性背板(1)的相对固定；

所述粘弹性体(4)的底部端面与刚性背板(1)之间保持间距，且粘弹性体(4)内部具有空腔(5)，空腔(5)与粘弹性体(4)的底部端面之间也保持间距；所述刚性支撑板(2)穿入粘弹性体(4)中的板体部分贯穿所述空腔(5)；

每个吸声单元以刚性支撑板(2)为中心面呈镜像对称结构，且所述水下吸声覆盖层中相邻吸声单元的粘弹性体(4)相互独立不接触。

2.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述刚性背板(1)和/或刚性支撑板(2)采用刚性金属材质，优选为钢、铝。

3.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述粘弹性体(4)的材质优选为包括橡胶、聚氨酯在内的粘弹性材料或者以粘弹性材料为基体的复合材料。

4.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述空腔(5)内部填充空气或其它气体。

5.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述吸声单元还包括阻抗匹配材料(3)，整个吸声单元中除了刚性背板(1)、刚性支撑板(2)、粘弹性体(4)和空腔(5)之外的空间均填充有阻抗匹配材料(3)。

6.如权利要求5所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述阻抗匹配材料(3)优选为水凝胶或硅胶。

7.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述吸声单元的纵剖面中，粘弹性体(4)整体宽度由顶部向底部递增，粘弹性体(4)的侧部轮廓线为圆弧、直线、折线或其他任意曲线。

8.如权利要求1～7任一所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述吸声单元的纵剖面中，粘弹性体(4)顶部为尖端，底部为平行于刚性背板(1)的直线，两条侧部轮廓线为圆弧，粘弹性体(4)整体宽度由顶部向底部递增，而所述空腔(5)呈半椭圆形，对应的椭圆短半轴与所述刚性支撑板(2)重合。

9.如权利要求8所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述吸声单元的纵剖面中，以粘弹性体(4)顶端到刚性背板(1)底面的间距H为基准，刚性支撑板(2)的高度h₂满足0.4H<h₂<H，粘弹性体(4)的底部直线长度w满足0.3H<h₂≤H，粘弹性体(4)的底部直线到刚性背板(1)的间距h₃满足0.004w<h₃<0.4w；粘弹性体(4)侧部轮廓线底端端点处的切线与刚性背板(1)垂直；所述空腔(5)对应的椭圆长半轴a满足0.3w<a<0.8w，椭圆短半轴b满足0.3w<b<0.8w，空腔(5)底部端面与粘弹性体(4)底部端面之间的间距h₄满足0.04w<h₄≤0.2w；刚性背板(1)的厚度th₁和刚性支撑板(2)的厚度th₂均为0.1～2mm；相邻吸声单元的粘弹性体(4)之间的最短间距d满足0.01w<d<w。

10.如权利要求1所述的基于空腔谐振的水下吸声覆盖层，其特征在于，所述吸声单元中两个金属件之间采用焊接或者紧固连接，其余部件之间采用粘接、浸塑、注模成型中的一种或多种连接。

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