EP0274685A2 - Cover for a hydrophone system - Google Patents

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EP0274685A2
EP0274685A2 EP87118446A EP87118446A EP0274685A2 EP 0274685 A2 EP0274685 A2 EP 0274685A2 EP 87118446 A EP87118446 A EP 87118446A EP 87118446 A EP87118446 A EP 87118446A EP 0274685 A2 EP0274685 A2 EP 0274685A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
dimensionally stable
layers
damping
envelope according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87118446A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0274685A3 (en
Inventor
Egidus Dipl.-Ing. Arens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Elektronik GmbH
Original Assignee
Krupp Atlas Elektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Atlas Elektronik GmbH filed Critical Krupp Atlas Elektronik GmbH
Publication of EP0274685A2 publication Critical patent/EP0274685A2/en
Publication of EP0274685A3 publication Critical patent/EP0274685A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
    • G10K11/006Transducer mounting in underwater equipment, e.g. sonobuoys
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/002Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices

Definitions

  • the invention relates to an envelope for a hydrophone arrangement of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • hydrophone arrangements are used to transmit and receive sound waves.
  • the hydrophone arrangement has, for example, the shape of a cylinder base or a flat base and is on the outer wall of a carrier vehicle, for. B. a surface ship or submarine attached.
  • An envelope for the hydrophone arrangement is also mounted on the outer wall of the carrier vehicle and forms its outer end. For better acoustic coupling of the hydrophone arrangement to the surrounding water, via which the sound waves are transmitted during transmission and / or reception, the envelope is filled or flooded with water.
  • the enveloping body provides mechanical protection for the hydrophone arrangement and, thanks to its streamlined structure, at the same time provides acoustic protection against flow noises that occur when the vehicle is moving, since even then no water flow occurs on the hydrophone arrangement. Even at high speed levels, the risk of Cavitation can be reduced by appropriate shaping of the enveloping body.
  • the enveloping body In order for the hydrophone arrangement to receive undisturbed sound waves that are emitted by other watercraft, it is desirable that the enveloping body neither reflect nor dampen incident sound waves. It is known to produce envelopes made of rubber, since such a material has an acoustic wave resistance which is approximately equal to that of the water surrounding it. Due to the small jump in impedance on the outer surface of the envelope, transmission loss and reflection factor for incoming sound waves are low. Due to the low strength of rubber against mechanical deformation, however, a very high level of design effort must be made in order to obtain a dimensionally stable envelope body with good acoustic properties. For example, steel cables are used as a framework for a spherical shape, which are surrounded by a rubber jacket. Such an envelope is filled with water and pressurized.
  • Envelopes made of glass fiber reinforced plastic (GRP) are less expensive to construct and manufacture. Its layer thickness is dimensioned according to the static and dynamic loads.
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • Such an envelope is given for example in DE-OS 31 50 456, it can be built for hydrophone arrangements, which are designed for transmitting and / or receiving sound waves in the frequency range up to 100 kHz, with sufficient rigidity, without the acoustic transparency of the Envelope is lost.
  • such an envelope can be caused by external mechanical influences, such as structure-borne noise in the outer skin of the carrier vehicle or turbulence in the flow of the water surrounding it are excited to bending vibrations, which are emitted by the envelope and received by the hydrophone arrangement as a disturbing sound.
  • the invention has for its object to provide an enveloping body of the type mentioned, which in addition to a good acoustic adaptation to the water prevents transmission of noise to the hydrophone arrangement.
  • the envelope body according to the invention has at least one dimensionally stable layer as a supporting element, which indicates the contour of the envelope body.
  • the dimensionally stable layer can form, for example, the inner closing layer of the enveloping body, to which a damping layer for bending shafts is applied, or can be coated with damping layers on both sides or form the outer closing layer of the enveloping body. Damping layer and dimensionally stable layer are intimately connected, they alternate and form a layer composite. A suitable radiation selection of the layer composite for incident sound waves is achieved by appropriate choice of material.
  • the advantage of the enveloping body according to the invention lies in its property of preventing radiation from bending waves impressed by structure-borne noise.
  • the casing and hydrophone arrangement are usually attached to a carrier vehicle. Even when the enveloping body is fastened, for example in a steel construction, to the outer wall of the carrier vehicle by means of vibrating metals, it cannot be ruled out that the enveloping body broadband is excited to bending vibrations by structure-borne noise in the outer wall. This structure-borne noise is generated by drive units and other rotating machines that are installed on the carrier vehicle.
  • each damping layer on or between dimensionally stable layers of the layer composite converts the bending waves coupled in by structure-borne noise into deformation and / or thermal energy and ensures that, despite the rigid structure, no bending vibrations are transmitted from the enveloping body to the hydrophone arrangement as disturbing noise.
  • the dimensionally stable layer and the damping layer can each be constructed from composite materials in order to meet requirements with regard to strength, acoustic transparency for water sound and damping behavior for bending waves. It is particularly advantageous if the acoustic wave resistance of the layer composite is equal to that of water, that is to say the total of the product of the specific density ⁇ 0 and sound propagation speed c0 of the water.
  • the acoustic wave resistance of several layers can be calculated with the aid of an equation system, as is the case for layers of different materials in "The Fundamentals of Acoustics” by Skudrzik, Springer-Verlag, 1954, Vienna, on page 519 in Chapter 7 "Several ⁇ / 4- or layered in series ⁇ / 2 layers "is described.
  • the development according to the invention of the enveloping body according to claim 2 offers the advantage that the enveloping body is protected against interference from the outside by the damping layer which closes outwards. in particular turbulence in the flow and impacts that are not even transferred to the dimensionally stable layer, but are immediately consumed by the damping layer.
  • the development of the enveloping body according to claim 3 is particularly advantageous, since in the case of a division of an overall thickness for the dimensionally stable, load-bearing layer, individual layer thicknesses can be used in the layer composite in accordance with the static and hydrodynamic loads on the enveloping body, each of which is considerably smaller than a smallest wavelength of the hydrophone arrangement received sound waves.
  • Such a layer composite is more resistant to bending than a single plate with the total thickness, since the layer moment of inertia is increased by the layer division, so that high strength is possible with less use of material.
  • Another advantage is that the acoustic transparency of the composite system is guaranteed for a wide frequency range by low layer thicknesses.
  • the distribution of the total thickness also has the advantage that thin damping layers in between prevent the spreading and transmission of bending waves from layer to layer. This effect is further increased if, according to claim 4, the layer thicknesses of the dimensionally stable layers are different, since bending waves of the same frequency spread at different speeds depending on the layer thickness and thus unequal forces act on the upper and lower limits of the damping layer.
  • an enveloping body according to the embodiment in claim 5 is particularly simple, and it is advantageous to use materials for the dimensionally stable layers with a specific density and sound propagation speed to choose, whose acoustic wave resistance is greater than that of water.
  • the embodiment of the enveloping body according to claim 8 is easy to manufacture. It is particularly advantageous to build up the damping layers according to the embodiment in claim 9, e.g. B. made of rubber, Uraleit or polyurethane.
  • the developments of the invention according to claims 10, 11 and 12 have the advantages that the damping effect is increased by embedding tensile materials and at the same time the acoustic wave resistance can be reduced so that the entire layer composite has approximately an acoustic wave resistance of water.
  • the outer shape of an enveloping body for one or more hydrophone arrangements depends on the type of its carrier vehicle and on the type of hydrophone arrangement. 1, 2 and 3 show examples of possible variants.
  • FIG. 1 shows a section of a surface ship 10 with an enveloping body in the form of a bow dome 11 on the bow of the surface ship 10.
  • a cylinder base 12 as a hydrophone arrangement on which hydrophones are arranged.
  • the wall of the enveloping body consists of a layer composite 13, which will be discussed in more detail below.
  • FIG. 2 shows a section of the bow of a submarine 20, which has a bent envelope body 21 with a cylinder base 22 at the front having.
  • the bent envelope body 21 is precisely fitted into the outer contour of the submarine.
  • 3 shows a section of the bow of a surface ship 30, in the keel of which an envelope body in the form of a keel dome 31 is provided for a flat base as a hydrophone arrangement. All of these enveloping bodies 21, 23 and 31, like the enveloping body 11 in FIG. 1, have a wall made of a layered composite.
  • Each layer composite generally has at least one dimensionally stable layer as a load-bearing element, which determines the contour of the enveloping body and is continuous.
  • the layer thickness of this dimensionally stable layer is dimensioned according to the mechanical loads to be expected.
  • At least one additional layer which is designed as a damping layer for bending shafts, is built up on the load-bearing dimensionally stable layer, which consists for example of a composite material such as glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic.
  • the supporting element consists of a single dimensionally stable layer 40. It is arranged in the layer composite in the middle between two damping layers 41 and 42.
  • the damping layer 42 forms the outer closing layer of the enveloping body and consists, for example, of rubber, which is incompressible and thus pressure-resistant, a property which must be required in particular for enveloping bodies for submarines.
  • the damping layer 41 which forms the inner closing layer of the enveloping body, consists, for example, of viscoelastic material into which tensile fibers or Mats are embedded. Such a damping layer is proposed in German patent application P 36 21 318.
  • the sectional view of the wall of an enveloping body shown in FIG. 5 shows a three-layer but modified layer composite, the load-bearing element of which is divided into two dimensionally stable layers 50 and 51.
  • a damping layer 52 is arranged between the two dimensionally stable layers 50 and 51.
  • the layer thicknesses of the two dimensionally stable layers 50 and 51 form a total thickness, which is designed according to the maximum mechanical loads.
  • the two dimensionally stable layers 50 and 51 are made of the same material.
  • Fig. 6 shows a sectional view of the wall of an enveloping body from a layer composite, each with two dimensionally stable layers 60, 61 and an intermediate damping layer 62.
  • the layer thicknesses of the dimensionally stable layers 60, 61 have different thicknesses l 1 and l 3, they in turn will correspond to the mechanical stresses on the envelope and the materials used.
  • the thickness l2 of the damping layer 62 is calculated as follows:
  • the envelope with this layer composite is in the water, which has the specific density ⁇ 0 and the sound propagation speed c0, its interior is filled with water or flooded.
  • the materials of the dimensionally stable layers 60, 61 have the specific densities ⁇ 1 and ⁇ 3 and the sound propagation velocities c1 and c3.
  • the damping layer 62 is made of a material with a specific density ⁇ 2 and one Sound propagation speed c2 built up. A sound wave with a sound pressure p0 and a sound velocity v0 hits the enveloping body.
  • the wave number k n 2 ⁇ / ⁇ n characterizes the wavelengths ⁇ 0, ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3 of the sound wave in the respective material, which at the same frequency f are dependent on the sound propagation velocities c0, c1, c2, c3 in the corresponding layer.
  • the layer thickness l n is less than the wavelength ⁇ n , the following dimensioning rule is obtained for the three-layer layer composite, which borders on both sides with water, in which the layer thicknesses and material selection for the dimensionally stable layers are determined from a mechanical point of view:
  • the acoustic wave resistance Z0 of water is
  • Such a layer composite does not form any significant impedance jump in water for frequency ranges customary in sonar technology, so sound waves are neither damped nor reflected.
  • the layer thicknesses and the material are selected for the dimensionally stable layers.
  • the corresponding values for 1, ⁇ and c are used in Equation VI.
  • the material for the damping layers is selected and ⁇ , c used.
  • the thickness dimensions for the damping layers are then obtained from equation (VI).

Abstract

Covers are a mechanical and acoustic protection for a hydrophone system. Shaping and choice of material reduces flow noise, prevents cavitation and achieves acoustic transparency for water-borne noise. The new cover is intended at the same time to prevent radiation of interference noise which is produced by the structure-borne noise of the support vessel and transmitted to the cover. The wall of the cover is a laminated composite consisting of one or more dimensionally stable layers as supporting element and damping layers for flexural waves on top of and inbetween them. Material choice and dimensioning achieves the acoustic transparency for water-borne noise. Bow and keel domes and also lateral covers can be produced with such a laminated composite. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Hüllkörper für eine Hydrophonanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to an envelope for a hydrophone arrangement of the type mentioned in the preamble of claim 1.

In der Wasserschalltechnik werden Hydrophonanordnungen zum Senden und Empfangen von Schallwellen eingesetzt. Die Hydrophonanordnung weist beispielsweise die Form einer Zylinderbasis oder einer Flachbasis auf und ist an der Außenwandung eines Trägerfahrzeugs, z. B. eines Oberflächenschiffs oder U-Boots, befestigt. Ein Hüllkörper für die Hydrophonanordnung ist ebenfalls an die Außenwandung des Trägerfahrzeugs montiert und bildet ihren äußeren Abschluß. Zur besseren akustischen Ankopplung der Hydrophonanordnung an das umgebende Wasser, über das die Schallwellen beim Senden und/oder Empfang übertragen werden, ist der Hüllkörper mit Wasser gefüllt oder durchflutet.In waterborne sound engineering, hydrophone arrangements are used to transmit and receive sound waves. The hydrophone arrangement has, for example, the shape of a cylinder base or a flat base and is on the outer wall of a carrier vehicle, for. B. a surface ship or submarine attached. An envelope for the hydrophone arrangement is also mounted on the outer wall of the carrier vehicle and forms its outer end. For better acoustic coupling of the hydrophone arrangement to the surrounding water, via which the sound waves are transmitted during transmission and / or reception, the envelope is filled or flooded with water.

Der Hüllkörper bietet für die Hydrophonanordnung einen mechanischen Schutz und durch seinen stromlinienförmigen Aufbau gleichzeitig einen akustischen Schutz gegen Strömungsgeräusche, die bei Fahrt entstehen, da an der Hydrophonanordnung selbst dann keine Wasserströmung auftritt. Auch bei hohen Fahrstufen kann die Gefahr von Kavitation durch entsprechende Formgebung des Hüllkörpers herabgesetzt werden.The enveloping body provides mechanical protection for the hydrophone arrangement and, thanks to its streamlined structure, at the same time provides acoustic protection against flow noises that occur when the vehicle is moving, since even then no water flow occurs on the hydrophone arrangement. Even at high speed levels, the risk of Cavitation can be reduced by appropriate shaping of the enveloping body.

Damit die Hydrophonanordnung ungestört Schallwellen empfängt, die von anderen Wasserfahrzeugen abgestrahlt werden, ist es erstrebenswert, daß der Hüllkörper einfallende Schallwellen weder reflektiert, noch dämpft. Es ist bekannt, Hüllkörper aus Gummi herzustellen, da ein solcher Werkstoff einen akustischen Wellenwiderstand aufweist, der ungefähr gleich dem des ihn umgebenden Wassers ist. Durch den geringen Impedanzsprung an der Hüllkörperaußenfläche sind Durchstrahlungsdämpfung und Reflexionsfaktor für einfallende Schallwellen niedrig. Wegen der geringen Festigkeit von Gummi gegen mechanische Verformung muß jedoch ein sehr hoher konstruktiver Aufwand getrieben werden, um einen formsteifen Hüllkörper mit guten akustischen Eigenschaften zu erhalten. Beispielsweise werden Stahlseile als Gerüst für eine Kugelform verwendet, die von einem Gummimantel umgeben sind. Ein solcher Hüllkörper wird mit Wasser gefüllt und unter Druck gesetzt.In order for the hydrophone arrangement to receive undisturbed sound waves that are emitted by other watercraft, it is desirable that the enveloping body neither reflect nor dampen incident sound waves. It is known to produce envelopes made of rubber, since such a material has an acoustic wave resistance which is approximately equal to that of the water surrounding it. Due to the small jump in impedance on the outer surface of the envelope, transmission loss and reflection factor for incoming sound waves are low. Due to the low strength of rubber against mechanical deformation, however, a very high level of design effort must be made in order to obtain a dimensionally stable envelope body with good acoustic properties. For example, steel cables are used as a framework for a spherical shape, which are surrounded by a rubber jacket. Such an envelope is filled with water and pressurized.

Konstruktiv und herstellungstechnisch weniger aufwendig sind Hüllkörper aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Seine Schichtdicke wird entsprechend den statischen und dynamischen Belastungen dimensioniert. Ein solcher Hüllkörper ist beispielsweise in der DE-OS 31 50 456 angegeben, er kann für Hydrophonanordnungen, die zum Senden und/oder Empfangen von Schallwellen im Frequenzbereich bis zu 100 kHz ausgelegt sind, mit ausreichender Formsteifigkeit gebaut werden, ohne daß die akustische Transparenz des Hüllkörpers verlorengeht. Allerdings kann ein solcher Hüllkörper durch äußere mechanische Einflüsse, wie Körperschall in der Außenhaut des Trägerfahrzeugs oder Turbulenzen in der Strömung des ihn umgebenden Wassers, zu Biegeschwingungen angeregt werden, die vom Hüllkörper abgestrahlt und von der Hydrophonanordnung als Störschall empfangen werden.Envelopes made of glass fiber reinforced plastic (GRP) are less expensive to construct and manufacture. Its layer thickness is dimensioned according to the static and dynamic loads. Such an envelope is given for example in DE-OS 31 50 456, it can be built for hydrophone arrangements, which are designed for transmitting and / or receiving sound waves in the frequency range up to 100 kHz, with sufficient rigidity, without the acoustic transparency of the Envelope is lost. However, such an envelope can be caused by external mechanical influences, such as structure-borne noise in the outer skin of the carrier vehicle or turbulence in the flow of the water surrounding it are excited to bending vibrations, which are emitted by the envelope and received by the hydrophone arrangement as a disturbing sound.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hüllkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der neben einer guten akustischen Anpassung an das Wasser eine Übertragung von Störschall auf die Hydrophonanordnung verhindert.The invention has for its object to provide an enveloping body of the type mentioned, which in addition to a good acoustic adaptation to the water prevents transmission of noise to the hydrophone arrangement.

Die Aufgabe ist bei einem Hüllkörper der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention in an enveloping body of the type specified in the preamble of claim 1 by the features in the characterizing part of claim 1.

Der erfindungsgemäße Hüllkörper weist als tragendes Element mindestens eine formsteife Schicht auf, die die Kontur des Hüllkörpers angibt. Die formsteife Schicht kann beispielsweise die innere Abschlußschicht des Hüllkörpers bilden, auf die eine Dämpfungsschicht für Biegewellen aufgebracht ist, oder von beiden Seiten mit Dämpfungsschichten beschichtet sein oder die äußere Abschlußschicht des Hüllkörpers bilden. Dämpfungsschicht und formsteife Schicht sind innig verbunden, sie wechseln sich ab und bilden einen Schichtverbund. Durch entsprechende Materialwahl wird eine geringe Durchstrahlungsdämpfung des Schichtverbundes für einfallende Schallwellen erreicht.The envelope body according to the invention has at least one dimensionally stable layer as a supporting element, which indicates the contour of the envelope body. The dimensionally stable layer can form, for example, the inner closing layer of the enveloping body, to which a damping layer for bending shafts is applied, or can be coated with damping layers on both sides or form the outer closing layer of the enveloping body. Damping layer and dimensionally stable layer are intimately connected, they alternate and form a layer composite. A suitable radiation selection of the layer composite for incident sound waves is achieved by appropriate choice of material.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hüllkörpers liegt in seiner Eigenschaft, eine Abstrahlung von durch Körperschall eingeprägten Biegewellen zu verhindern. Üblicherweise sind Hüllkörper und Hydrophonanordnung an einem Trägerfahrzeug befestigt. Auch bei einer Befestigung des Hüllkörpers beispielsweise in Stahlkonstruktion über Schwingmetalle an der Außenwandung des Trägerfahrzeugs, ist es nicht auszuschließen, daß der Hüllkörper breitbandig zu Biegeschwingungen durch Körperschall in der Außenwandung angeregt wird. Dieser Körperschall entsteht durch Antriebsaggregate und andere sich drehende Maschinen, die auf dem Trägerfahrzeug installiert sind.The advantage of the enveloping body according to the invention lies in its property of preventing radiation from bending waves impressed by structure-borne noise. The casing and hydrophone arrangement are usually attached to a carrier vehicle. Even when the enveloping body is fastened, for example in a steel construction, to the outer wall of the carrier vehicle by means of vibrating metals, it cannot be ruled out that the enveloping body broadband is excited to bending vibrations by structure-borne noise in the outer wall. This structure-borne noise is generated by drive units and other rotating machines that are installed on the carrier vehicle.

Bei dem erfindungsgemäßen Hüllkörper setzt jedoch jede Dämpfungsschicht auf oder zwischen formsteifen Schichten des Schichtverbunds die durch Körperschall eingekoppelten Biegewellen in Verformungs- und/oder Wärmeenergie um und sorgt dafür, daß trotz des formsteifen Aufbaus keine Biegeschwingungen vom Hüllkörper als Störschall auf die Hydrophonanordnung übertragen werden.In the case of the enveloping body according to the invention, however, each damping layer on or between dimensionally stable layers of the layer composite converts the bending waves coupled in by structure-borne noise into deformation and / or thermal energy and ensures that, despite the rigid structure, no bending vibrations are transmitted from the enveloping body to the hydrophone arrangement as disturbing noise.

Die formsteife Schicht und die Dämpfungsschicht können jede für sich aus Verbundwerkstoffen aufgebaut sein, um Forderungen bezüglich Festigkeit, akustischer Transparenz für Wasserschall und Dämpfungsverhalten für Biegewellen zu erfüllen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der akustische Wellenwiderstand des Schichtverbunds gleich dem von Wasser ist, also insgesamt gleich dem Produkt aus spezifischer Dichte ρ₀ und Schallausbreitungsgeschwindigkeit c₀ des Wassers.The dimensionally stable layer and the damping layer can each be constructed from composite materials in order to meet requirements with regard to strength, acoustic transparency for water sound and damping behavior for bending waves. It is particularly advantageous if the acoustic wave resistance of the layer composite is equal to that of water, that is to say the total of the product of the specific density ρ₀ and sound propagation speed c₀ of the water.

Der akustische Wellenwiderstand mehrerer Schichten ist mit Hilfe eines Gleichungssystems berechenbar, wie es für Schichten unterschiedlicher Werkstoffe in "Die Grundlagen der Akustik" von Skudrzik, Springer-Verlag, 1954, Wien, auf Seite 519 im Kapitel 7 "Mehrere hintereinandergeschichtete λ/4- oder λ/2-Schichten" beschrieben ist.The acoustic wave resistance of several layers can be calculated with the aid of an equation system, as is the case for layers of different materials in "The Fundamentals of Acoustics" by Skudrzik, Springer-Verlag, 1954, Vienna, on page 519 in Chapter 7 "Several λ / 4- or layered in series λ / 2 layers "is described.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Hüllkörpers nach Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß der Hüllkörper durch die nach außen abschließende Dämpfungsschicht gegen von außen eingeprägte Störeinflüsse geschützt ist, insbesondere Turbulenzen in der Strömung und Stöße, die gar nicht erst auf die formsteife Schicht übertragen werden, sondern sofort von der Dämpfungsschicht verzehrt werden.The development according to the invention of the enveloping body according to claim 2 offers the advantage that the enveloping body is protected against interference from the outside by the damping layer which closes outwards. in particular turbulence in the flow and impacts that are not even transferred to the dimensionally stable layer, but are immediately consumed by the damping layer.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung des Hüllkörpers nach Anspruch 3, da bei einer Aufteilung einer Gesamtdicke für die formsteife, tragende Schicht entsprechend den statischen und hydrodynamischen Belastungen des Hüllkörpers einzelne Schichtdicken im Schichtverbund verwendbar sind, die jeweils wesentlich kleiner als eine kleinste Wellenlänge der durch die Hydrophonanordnung empfangenen Schallwellen ist. Ein solcher Schichtverbund ist biegesteifer als eine einzelne Platte mit der Gesamtdicke, da durch die Schichtaufteilung das Flächenträgheitsmoment erhöht wird, so daß eine hohe Festigkeit bei geringerem Materialeinsatz möglich wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch geringe Schichtdicken die akustische Transparenz des Verbundsystems für einen breiten Frequenzbereich gewährleistet ist. Die Verteilung der Gesamtdicke bringt weiterhin den Vorteil mit sich, daß dazwischenliegende dünne Dämpfungsschichten eine Ausbreitung und Übertragung von Biegewellen von Schicht zu Schicht verhindern. Dieser Effekt wird noch erhöht, wenn gemäß Anspruch 4 die Schichtdicken der formsteifen Schichten unterschiedlich sind, da sich Biegewellen gleicher Frequenz abhängig von der Schichtdicke mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten und somit ungleiche Kräfte an der oberen und unteren Begrenzung der Dämpfungsschicht angreifen.The development of the enveloping body according to claim 3 is particularly advantageous, since in the case of a division of an overall thickness for the dimensionally stable, load-bearing layer, individual layer thicknesses can be used in the layer composite in accordance with the static and hydrodynamic loads on the enveloping body, each of which is considerably smaller than a smallest wavelength of the hydrophone arrangement received sound waves. Such a layer composite is more resistant to bending than a single plate with the total thickness, since the layer moment of inertia is increased by the layer division, so that high strength is possible with less use of material. Another advantage is that the acoustic transparency of the composite system is guaranteed for a wide frequency range by low layer thicknesses. The distribution of the total thickness also has the advantage that thin damping layers in between prevent the spreading and transmission of bending waves from layer to layer. This effect is further increased if, according to claim 4, the layer thicknesses of the dimensionally stable layers are different, since bending waves of the same frequency spread at different speeds depending on the layer thickness and thus unequal forces act on the upper and lower limits of the damping layer.

Die Fertigung eines Hüllkörpers gemäß der Ausführungsform in Anspruch 5 ist besonders einfach, wobei es vorteilhaft ist, Werkstoffe für die formsteifen Schichten mit einer spezifischen Dichte und Schallausbreitungsgeschwindigkeit zu wählen, deren akustischer Wellenwiderstand größer als der von Wasser ist. Es eröffnet sich einem dadurch eine große Produktpalette, bei der sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, gemäß Anspruch 6 und 7 Verbundwerkstoffe zu verwenden, bei denen bei großer Formsteifigkeit eine große Freiheit bei der Wahl des Materials für die Dämpfungsschicht erhalten bleibt, da ihre akustische Impedanz in der Größenordnung von der des Wassers liegt, wobei durch die Verwendung von kohlenfaserverstärkten Kunststoffen die akustische Transparenz des Schichtverbunds noch verbessert wird.The production of an enveloping body according to the embodiment in claim 5 is particularly simple, and it is advantageous to use materials for the dimensionally stable layers with a specific density and sound propagation speed to choose, whose acoustic wave resistance is greater than that of water. This opens up a large product range, in which it has been found to be particularly advantageous to use composite materials according to claims 6 and 7, in which, with great dimensional rigidity, great freedom in the choice of material for the damping layer is retained, since their acoustic impedance is of the order of magnitude of that of water, the acoustic transparency of the layer composite being further improved by the use of carbon fiber-reinforced plastics.

Die Ausführungsform des Hüllkörpers gemäß Anspruch 8 ist einfach zu fertigen. Besonders vorteilhaft ist es, die Dämpfungsschichten gemäß der Ausführungsform in Anspruch 9 aufzubauen, z. B. aus Gummi, Uraleit oder Polyurethan. Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 10, 11 und 12 bringen die Vorteile mit sich, daß durch Einlagerung zugfester Werkstoffe die Dämpfungswirkung erhöht wird und gleichzeitig der akustische Wellenwiderstand so erniedrigt werden kann, daß der gesamte Schichtverbund ungefähr einen akustischen Wellenwiderstand von Wasser aufweist.The embodiment of the enveloping body according to claim 8 is easy to manufacture. It is particularly advantageous to build up the damping layers according to the embodiment in claim 9, e.g. B. made of rubber, Uraleit or polyurethane. The developments of the invention according to claims 10, 11 and 12 have the advantages that the damping effect is increased by embedding tensile materials and at the same time the acoustic wave resistance can be reduced so that the entire layer composite has approximately an acoustic wave resistance of water.

Bei der Berechnung des akustischen Wellenwiderstandes des Verbundsystems als Übertragungsfunktion einer Mehrschichtplatte erhält man eine Dimensionierungsvorschrift für die Dicke der Dämpfungsschicht entsprechend Anspruch 13. Bei einem dreischichtigen Verbundsystem vereinfacht sich die Berechnung entsprechend Anspruch 14 unter der Voraussetzung, daß die Gesamtdicke klein gegen die kleinste Wellenlänge der zu empfangenen Schallwellen ist.When calculating the acoustic wave resistance of the composite system as a transfer function of a multilayer board, a dimensioning rule for the thickness of the damping layer is obtained in accordance with claim 13. With a three-layer composite system, the calculation is simplified in accordance with claim 14, provided that the total thickness is small compared to the smallest wavelength received sound waves.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen eines Hüllkörpers, nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:

  • Fig. 1 einen Bugdom an einem Oberflächenschiff, teilweise geschnitten,
  • Fig. 2 einen Bug- und einen Seitenhüllkörper in einem U-Boot, jeweils teilweise geschnitten,
  • Fig. 3 einen Kieldom an einem Oberflächenschiff,
  • Fig. 4 bis 6 jeweils ausschnittsweise einen Längsschnitt der Wandung der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Hüllkörper.
The invention is described in more detail below with reference to exemplary embodiments of an enveloping body shown in the drawing. In a schematic representation:
  • 1 a bow dome on a surface ship, partially cut,
  • 2 a bow and a side envelope in a submarine, each partially cut,
  • 3 shows a kiel dome on a surface ship,
  • FIGS. 4 to 6 each show a detail of a longitudinal section of the wall of the enveloping body shown in FIGS. 1 to 3.

Die äußere Formgebung eines Hüllkörpers für eine oder mehrere Hydrophonanordnungen ist abhängig vom Typ seines Trägerfahrzeugs und von der Art der Hydrophonanordnung. Fig. 1, 2 und 3 zeigen beispielhaft mögliche Varianten.The outer shape of an enveloping body for one or more hydrophone arrangements depends on the type of its carrier vehicle and on the type of hydrophone arrangement. 1, 2 and 3 show examples of possible variants.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Oberflächenschiffs 10 mit einem Hüllkörper in Form eines Bugdoms 11 am Bug des Oberflächenschiffs 10 gezeigt. Im Bugdom 11 befindet sich eine Zylinderbasis 12 als Hydrophonanordnung, auf der Hydrophone angeordnet sind. Die Wandung des Hüllkörpers besteht aus einem Schichtverbund 13, der im folgenden noch näher erörtert wird.1 shows a section of a surface ship 10 with an enveloping body in the form of a bow dome 11 on the bow of the surface ship 10. In the dome 11 there is a cylinder base 12 as a hydrophone arrangement on which hydrophones are arranged. The wall of the enveloping body consists of a layer composite 13, which will be discussed in more detail below.

Fig. 2 zeigt im Ausschnitt den Bug eines U-Boots 20, das vorn einen Bughüllkörper 21 mit einer Zylinderbasis 22 aufweist. Der Bughüllkörper 21 ist in die äußere Kontur des U-Bootes genau eingepaßt. Außerdem befindet sich auf dem U-Boot 20 ein Flank-Array, mit einem Seitenhüllkörper 23 und einem Streamer 24, der die Hydrophonanordnung bildet. In Fig. 3 ist ein Abschnitt des Bugs eines Oberflächenschiffes 30 dargestellt, in dessen Kiel ein Hüllkörper in Form eines Kieldom 31 für eine Flachbasis als Hydrophonanordnung vorgesehen ist. Alle diese Hüllkörper 21, 23 und 31 besitzen wie der Hüllkörper 11 in Fig. 1 eine Wandung aus einem Schichtverbund.FIG. 2 shows a section of the bow of a submarine 20, which has a bent envelope body 21 with a cylinder base 22 at the front having. The bent envelope body 21 is precisely fitted into the outer contour of the submarine. In addition, there is a flank array on the submarine 20, with a side envelope 23 and a streamer 24, which forms the hydrophone arrangement. 3 shows a section of the bow of a surface ship 30, in the keel of which an envelope body in the form of a keel dome 31 is provided for a flat base as a hydrophone arrangement. All of these enveloping bodies 21, 23 and 31, like the enveloping body 11 in FIG. 1, have a wall made of a layered composite.

Jeder Schichtverbund weist generell als tragendes Element mindestens eine formsteife Schicht auf, die die Kontur des Hüllkörpers bestimmt und durchgehend ausgebildet ist. Die Schichtdicke dieser formsteifen Schicht wird entsprechend den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen dimensioniert. Auf die tragende formsteife Schicht, die beispielsweise aus einem Verbundstoff, wie glasfaserverstärktem Kunststoff oder kohlenfaserverstärktem Kunststoff, besteht, ist mindestens eine Zusatzschicht aufgebaut, die als Dämpfungsschicht für Biegewellen ausgelegt ist.Each layer composite generally has at least one dimensionally stable layer as a load-bearing element, which determines the contour of the enveloping body and is continuous. The layer thickness of this dimensionally stable layer is dimensioned according to the mechanical loads to be expected. At least one additional layer, which is designed as a damping layer for bending shafts, is built up on the load-bearing dimensionally stable layer, which consists for example of a composite material such as glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic.

Bei der in Fig. 4 ausschnittsweise im Schnittbild dargestellten Wandung des Hüllkörpers besteht das tragende Element aus einer einzigen formsteifen Schicht 40. Sie ist im Schichtverbund mittig zwischen zwei Dämpfungsschichten 41 und 42 angeordnet. Die Dämpfungsschicht 42 bildet die äußere Abschlußschicht des Hüllkörpers und besteht beispielsweise aus Gummi, das inkompressibel und somit druckfest ist, eine Eigenschaft, die insbesondere bei Hüllkörpern für U-Boote verlangt sein muß. Die Dämpfungsschicht 41, die die innere Abschlußschicht des Hüllkörpers bildet, besteht beispielsweise aus viskoelastischem Material, in das zugfeste Fasern oder Matten eingebettet sind. Eine solche Dämpfungsschicht ist in der deutschen Patentanmeldung P 36 21 318 vorgeschlagen.4, the supporting element consists of a single dimensionally stable layer 40. It is arranged in the layer composite in the middle between two damping layers 41 and 42. The damping layer 42 forms the outer closing layer of the enveloping body and consists, for example, of rubber, which is incompressible and thus pressure-resistant, a property which must be required in particular for enveloping bodies for submarines. The damping layer 41, which forms the inner closing layer of the enveloping body, consists, for example, of viscoelastic material into which tensile fibers or Mats are embedded. Such a damping layer is proposed in German patent application P 36 21 318.

Das in Fig. 5 dargestellte Schnittbild der Wandung eines Hüllkörpers zeigt einen ebenfalls dreischichtigen, jedoch modifizierten Schichtverbund, dessen tragendes Element auf zwei formsteife Schichten 50 und 51 aufgeteilt ist. Zwischen den beiden formsteifen Schichten 50 und 51 ist eine Dämpfungsschicht 52 angeordnet. Die Schichtdicken der beiden formsteifen Schichten 50 und 51 bilden als Summe eine Gesamtdicke, die entsprechend den maximalen mechanischen Beanspruchungen ausgelegt ist. Die beiden formsteifen Schichten 50 und 51 sind aus gleichem Werkstoff.The sectional view of the wall of an enveloping body shown in FIG. 5 shows a three-layer but modified layer composite, the load-bearing element of which is divided into two dimensionally stable layers 50 and 51. A damping layer 52 is arranged between the two dimensionally stable layers 50 and 51. The layer thicknesses of the two dimensionally stable layers 50 and 51 form a total thickness, which is designed according to the maximum mechanical loads. The two dimensionally stable layers 50 and 51 are made of the same material.

Fig. 6 zeigt ein Schnittbild der Wandung eines Hüllkörpers aus einem Schichtverbund mit wiederum jeweils zwei formsteifen Schichten 60, 61 und einer dazwischenliegenden Dämpfungsschicht 62. Die Schichtdicken der formsteifen Schichten 60, 61 weisen jedoch unterschiedliche Dickenmaße l₁ und l₃ auf, sie werden wiederum entsprechend den mechanischen Beanspruchungen des Hüllkörpers und den verwendeten Materialien ermittelt. Die Dicke l₂ der Dämpfungsschicht 62 wird wie folgt berechnet:Fig. 6 shows a sectional view of the wall of an enveloping body from a layer composite, each with two dimensionally stable layers 60, 61 and an intermediate damping layer 62. The layer thicknesses of the dimensionally stable layers 60, 61, however, have different thicknesses l 1 and l 3, they in turn will correspond to the mechanical stresses on the envelope and the materials used. The thickness l₂ of the damping layer 62 is calculated as follows:

Der Hüllkörper mit diesem Schichtverbund befindet sich im Wasser, das die spezifische Dichte ρ₀ und die Schallausbreitungsgeschwindigkeit c₀ aufweist, sein Innenraum ist mit Wasser gefüllt oder durchflutet. Die Materialien der formsteifen Schichten 60, 61 haben die spezifischen Dichten ρ₁ bzw. ρ₃ und die Schallausbreitungsgeschwindigkeiten c₁ und c₃. Die Dämpfungsschicht 62 ist aus einem Material mit einer spezifische Dichte ρ₂ und einer Schallausbreitungsgeschwindigeit c₂ aufgebaut. Auf den Hüllkörper trifft eine Schallwelle mit einem Schalldruck p₀ und einer Schallschnelle v₀. Die Wellenzahl kn = 2π/λn kennzeichnet die Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃ der Schallwelle im jeweiligen Material, die bei gleicher Frequenz f abhängig von den Schallausbreitungsgeschwindigkeiten c₀, c₁, c₂, c₃ in der entsprechenden Schicht sind. Die Indizierung n = 1, 2, 3, bezieht sich auf die Schichten im Schichtverbund, der Index n = 0 und 4 kennzeichnet die Größen im Wasser. Bei diesen Voraussetzungen ergibt sich für eine Schallwelle, die vom Wasser in den Schichtverbund eintritt, für die einzelnen Schichten ein Druck- und Schnelleverlauf wie folgt (vgl. Meyer / Neumann "Physikalische und Technische Akustik", Vieweg, Braunschweig, 1967, Seite 30, Gleichung 1.93 und 1.94): Formsteife Schicht 60:

p₁ = p₀ cos k₁l₁ - j v₀ ρ₁c₁ sin k₁l₁

Figure imgb0001
Dämpfungsschicht 62:

p₂ = p₁ cos k₂l₂ - j v₁ ρ₂c₂ sin k₂l₂
Figure imgb0002
Formsteife Schicht 61: n = 3

pn = pn-1 cos knln - j vn-1 ρncn sin knln
Figure imgb0003
und für den Innenraum des Hüllkörpers

n = 4: ρncn = ρ₀c₀ und l₄ ein beliebiger Abstand:

p₄ = p₃ cos k₄l₄ - j v₃ ρ₀c₀ sin k₄l₄
Figure imgb0004
The envelope with this layer composite is in the water, which has the specific density ρ₀ and the sound propagation speed c₀, its interior is filled with water or flooded. The materials of the dimensionally stable layers 60, 61 have the specific densities ρ₁ and ρ₃ and the sound propagation velocities c₁ and c₃. The damping layer 62 is made of a material with a specific density ρ₂ and one Sound propagation speed c₂ built up. A sound wave with a sound pressure p₀ and a sound velocity v₀ hits the enveloping body. The wave number k n = 2π / λ n characterizes the wavelengths λ₀, λ₁, λ₂, λ₃ of the sound wave in the respective material, which at the same frequency f are dependent on the sound propagation velocities c₀, c₁, c₂, c₃ in the corresponding layer. The indexing n = 1, 2, 3 refers to the layers in the layer composite, the index n = 0 and 4 denotes the sizes in the water. With these prerequisites, for a sound wave entering the layer composite from the water, the pressure and the rapid course for the individual layers result as follows (cf. Meyer / Neumann "Physikalische und Technische Akustik", Vieweg, Braunschweig, 1967, page 30, Equations 1.93 and 1.94): dimensionally stable layer 60:

p₁ = p₀ cos k₁l₁ - j v₀ ρ₁c₁ sin k₁l₁
Figure imgb0001
Damping layer 62:

p₂ = p₁ cos k₂l₂ - j v₁ ρ₂c₂ sin k₂l₂
Figure imgb0002
Dimensionally stable layer 61: n = 3

p n = p n-1 cos k n l n - jv n-1 ρ n c n sin k n l n
Figure imgb0003
and for the interior of the envelope

n = 4: ρ n c n = ρ₀c₀ and l₄ an arbitrary distance:

p₄ = p₃ cos k₄l₄ - j v₃ ρ₀c₀ sin k₄l₄
Figure imgb0004

Unter der Voraussetzung, daß die Schichtdicke ln kleiner als die Wellenlänge λn ist, erhält man für den dreischichtigen Schichtverbund, der beidseitig an Wasser grenzt, folgende Dimensionierungsvorschrift, bei der die Schichtdicken und Materialauswahl für die formsteifen Schichten nach mechanischen Gesichtspunkten festgelegt werden:

Figure imgb0005
Provided that the layer thickness l n is less than the wavelength λ n , the following dimensioning rule is obtained for the three-layer layer composite, which borders on both sides with water, in which the layer thicknesses and material selection for the dimensionally stable layers are determined from a mechanical point of view:
Figure imgb0005

Aus Gleichung (IV) wird die Dicke l₂ der Dämpfungsschicht 62 im Schichtverbund von Fig. 6 ausgehend von einer Gesamtschichtdicke l = l₁+l₃ der formsteifen Schichten 60, 61 mit den einzelnen Schichtdicken l₁ und l₃ aus gleichem Material mit ρ₁=ρ₃= ρ, c₁=c₃=c und k₁=k₃=k ermittelt zu:

Figure imgb0006
dabei ist:

Z₀ = ρ₀c₀ akustischer Wellenwiderstand von Wasser,

Z = ρc akustischer Wellenwiderstand des Materials der fromsteifen Schicht,

Z₂ = ρ₂c₂ akustischer Wellenwiderstand des Materials der Dämpfungsschicht.From equation (IV) the thickness l₂ of the damping layer 62 in the layer composite of FIG. 6 is based on a total layer thickness l = l₁ + l₃ of the dimensionally stable layers 60, 61 with the individual layer thicknesses l₁ and l₃ of the same material with ρ₁ = ρ₃ = ρ, c₁ = c₃ = c and k₁ = k₃ = k determined to:
Figure imgb0006
there is:

Z₀ = ρ₀c₀ acoustic wave resistance of water,

Z = ρc acoustic wave resistance of the material of the rigid layer,

Z₂ = ρ₂c₂ acoustic wave resistance of the material of the damping layer.

Ein Beispiel: Die formsteifen Schichten 60, 61 sind aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt:

l₁=1,5 cm, l₃=0,5 cm, ρ = ρ₁ = ρ₃ = 1,5 g/cm³

c = c₁ = c₃ = 2000 m/s:

Figure imgb0007
Der akustische Wellenwiderstand Z₀ von Wasser beträgt
Figure imgb0008
Die Dämpfungsschicht besteht aus Hochdruck-Polyäthylen mit ρ₂ = 0,9 g/cm³ und c₂ = 1000 m/s:
Figure imgb0009
Setzt man diese Größen in die Gleichung (V) ein, so erhält man die Dicke l₂ der Dämpfungsschicht:

    l₂ = 1,4 cm.An example: The dimensionally stable layers 60, 61 are made of glass fiber reinforced plastic:

l₁ = 1.5 cm, l₃ = 0.5 cm, ρ = ρ₁ = ρ₃ = 1.5 g / cm³

c = c₁ = c₃ = 2000 m / s:
Figure imgb0007
The acoustic wave resistance Z₀ of water is
Figure imgb0008
The damping layer consists of high-pressure polyethylene with ρ₂ = 0.9 g / cm³ and c₂ = 1000 m / s:
Figure imgb0009
If you use these quantities in equation (V), you get the thickness l₂ of the damping layer:

l₂ = 1.4 cm.

Ein solcher Schichtverbund bildet für in der Sonartechnik übliche Frequenzbereiche keinen nennenswerten Impedanzsprung im Wasser, Schallwellen werden also weder gedämpft, noch reflektiert.Such a layer composite does not form any significant impedance jump in water for frequency ranges customary in sonar technology, so sound waves are neither damped nor reflected.

Entsprechend Gleichung (IV) läßt sich für einen Schichtverbund aus beliebig vielen Schichten der Anzahl i = 2, 3, 4, ..., n folgende allgemeine Dimensionierungsvorschrift ableiten:

Figure imgb0010
According to equation (IV), the following general dimensioning rule can be derived for a layer composite from any number of layers of the number i = 2, 3, 4, ..., n:
Figure imgb0010

Abhängig von den mechanischen Anforderungen werden für die formsteifen Schichten die Schichtdicken und der Werkstoff ausgewählt. Die zugehörigen Werte für 1, ρ und c werden in Gleichung VI eingesetzt. Es wird das Material für die Dämpfungsschichten ausgewählt und ρ, c eingesetzt. Aus Gleichung (VI) erhält man dann die Dickenmaße für die Dämpfungsschichten. Ein so dimensionierter Hüllkörper verhindert eine Abstrahlung von Störschall aufgrund von eingeprägten Biegewellen, weist keine Durchgangsdämpfung für einfallende Schallwellen auf und bildet auch keinen störenden Reflektor für die Schallwellen.Depending on the mechanical requirements, the layer thicknesses and the material are selected for the dimensionally stable layers. The corresponding values for 1, ρ and c are used in Equation VI. The material for the damping layers is selected and ρ, c used. The thickness dimensions for the damping layers are then obtained from equation (VI). Such an enveloping body prevents radiation of noise due to impressed bending waves, has no through loss for incoming sound waves and also does not form a disturbing reflector for the sound waves.

Claims (14)

1. Hüllkörper für eine Hydrophonanordnung, der wenigstens ein tragendes Element aufweist und an einem Trägerfahrzeug die Hydrophonanordnung überdeckend befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wandung als Schichtverbund ausgebildet ist, daß der Schichtverbund eine oder mehrere formsteife Schichten (40 bzw. 50, 51 bzw. 60, 61), die das tragende Element bilden, und eine oder mehrere Zusatzschichten aufweist, die auf und/oder zwischen den formsteifen Schichten (40 bzw. 50/51 bzw. 60, 61) angeordnet sind, daß die Zusatzschichten als Dämpfungsschichten (41, 42 bzw. 52 bzw. 62) für durch Körperschall im Trägerfahrzeug oder äußere Einflüsse eingekoppelte Biegewellen ausgebildet sind und daß der Schichtverbund für einfallenden Wasserschall schalldurchlässig ausgebildet ist.1. Envelope for a hydrophone arrangement, which has at least one load-bearing element and is attached to a carrier vehicle covering the hydrophone arrangement, characterized in that its wall is formed as a layer composite that the layer composite one or more dimensionally stable layers (40 or 50, 51 or . 60, 61), which form the supporting element, and one or more additional layers, which are arranged on and / or between the dimensionally stable layers (40 or 50/51 or 60, 61), that the additional layers as damping layers ( 41, 42 or 52 or 62) are designed for bending waves coupled in by structure-borne noise in the carrier vehicle or external influences, and that the layered composite is designed to be sound-permeable to incoming water noise. 2. Hüllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht des Schichtverbundes eine Dämpfungsschicht (42) ist.2. Envelope according to claim 1, characterized in that the outer layer of the layer composite is a damping layer (42). 3. Hüllkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke (li) der formsteifen Schichten jeweils wesentlich kleiner als eine kleinste Wellenlänge (λi) des Wasserschalls ist, die von der Hydrophonanordnung (12, 22, 24) gesendet und/oder empfangen wird, und die Summe der Schichtdicken eine Gesamtdicke (l=l₁+l₃) entsprechend einer maximalen mechanischen Beanspruchung bildet.3. Envelope according to claim 2, characterized in that the layer thickness (l i ) of the dimensionally stable layers is in each case substantially smaller than a smallest wavelength (λ i ) of the water sound transmitted by the hydrophone arrangement (12, 22, 24) and / or is received, and the sum of the layer thicknesses forms a total thickness (l = l₁ + l₃) corresponding to a maximum mechanical stress. 4. Hüllkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken (l₁, l₃) der formsteifen Schichten (60, 61) unterschiedlich sind.4. Envelope according to claim 3, characterized in that the layer thicknesses (l₁, l₃) of the dimensionally stable layers (60, 61) are different. 5. Hüllkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle formsteifen Schichten (50, 51 bzw. 60,61) aus gleichem Werkstoff bestehen.5. Envelope according to claim 4, characterized in that all dimensionally stable layers (50, 51 and 60.61) consist of the same material. 6. Hüllkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die formsteife Schicht (40 bzw. 50, 51 bzw. 60, 61) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.6. Envelope according to claim 5, characterized in that the dimensionally stable layer (40 or 50, 51 or 60, 61) consists of glass fiber reinforced plastic. 7. Hüllkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die formsteife Schicht (40 bzw. 50, 51 bzw. 60, 61) aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff besteht.7. Envelope according to claim 6, characterized in that the dimensionally stable layer (40 or 50, 51 or 60, 61) consists of carbon fiber reinforced plastic. 8. Hüllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschichten (41, 42) gleichen Aufbau und Materialien aufweisen.8. Envelope according to one of claims 1 to 7, characterized in that the damping layers (41, 42) have the same structure and materials. 9. Hüllkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (41, 42 bzw. 52 bzw. 62) aus elastischem oder viskoelastischem Material besteht.9. enveloping body according to claim 8, characterized in that the damping layer (41, 42 or 52 or 62) consists of elastic or viscoelastic material. 10. Hüllkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in das elastische oder viskoelastische Material zugfeste Fasern oder Matten eingebettet sind.10. Envelope according to claim 9, characterized in that tensile fibers or mats are embedded in the elastic or viscoelastic material. 11. Hüllkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oder Matten aus Kohlenstoff sind.11. Envelope according to claim 10, characterized in that the fibers or mats are made of carbon. 12. Hüllkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (41, 42 bzw. 52 bzw. 62) Kevlar enthält.12. Envelope according to claim 10, characterized in that the damping layer (41, 42 or 52 or 62) contains Kevlar. 13. Hüllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (l₂) der Dämpfungsschichten abhängig von der spezifischen Dichte (ρ₀, ρ₁, ρ₂, ρ₃) und Schallausbreitungsgeschwindigkeit (c₀, c₁, c₂, c₃) des Wassers, der formsteifen Schicht (60, 61) sowie der Dämpfungsschicht (62) und abhängig von der Gesamtdicke (l=l₁+l₃) der formsteifen Schichten dimensioniert ist.13. Envelope according to one of claims 1 to 12, characterized in that the thickness (l₂) of the damping layers depending on the specific density (ρ₀, ρ₁, ρ₂, ρ₃) and sound propagation speed (c₀, c₁, c₂, c₃) of the water, the dimensionally stable layer (60, 61) and the damping layer (62) and depending on the total thickness (l = l₁ + l₃) of the dimensionally stable layers. 14. Hüllkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Schichtverbund aus zwei formsteifen Schichten (60, 61) aus gleichem Werkstoff und einer dazwischenliegenden Dämpfungsschicht (62) die Dicke (l₂) der Dämpfungsschicht (62) gleich dem Produkt aus Gesamtdicke (l) der formsteifen Schichten (60, 61) und dem Verhältnis der spezifischen Dichten (ρ, ρ₂) der formsteifen Schicht (60, 61) und der Dämpfungsschicht (62), multipliziert mit einem Quotienten zweier Differenzen ist, daß die eine Differenz gleich Eins abzüglich dem quadrierten Quotienten (Z₀/Z) aus akustischem Wellenwiderstand des Wassers und der formsteifen Schicht und die andere Differenz gleich dem quadrierten Quotienten (Z₀/Z₂) aus akustischem Wellenwiderstand des Wassers und der Dämpfungsschicht abzüglich Eins gebildet ist.14. Envelope according to claim 13, characterized in that for a layer composite of two dimensionally stable layers (60, 61) made of the same material and an intermediate damping layer (62), the thickness (l₂) of the damping layer (62) is equal to the product of the total thickness (l ) of the dimensionally stable layers (60, 61) and the ratio of the specific densities (ρ, ρ₂) of the dimensionally stable layer (60, 61) and the damping layer (62), multiplied by a quotient of two differences, is that the one difference is equal to one minus the squared quotient (Z₀ / Z) from acoustic wave resistance of the water and the dimensionally stable layer and the other difference equal to the squared quotient (Z₀ / Z₂) from acoustic wave resistance of the water and the damping layer minus one is formed.
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