RU2161825C2 - Acoustic coat - Google Patents

Acoustic coat Download PDF

Info

Publication number
RU2161825C2
RU2161825C2 RU99103873A RU99103873A RU2161825C2 RU 2161825 C2 RU2161825 C2 RU 2161825C2 RU 99103873 A RU99103873 A RU 99103873A RU 99103873 A RU99103873 A RU 99103873A RU 2161825 C2 RU2161825 C2 RU 2161825C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sound
layer
acoustic
reflecting
absorbing layer
Prior art date
Application number
RU99103873A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99103873A (en
Inventor
А.В. Ионов
М.Н. Кузьмичев
В.Л. Маслов
Э.Л. Мышинский
В.М. Пашин
А.Д. Пугачев
В.Ю. Чижов
А.Г. Алексеев
М.Ф. Клиодт
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
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 Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова filed Critical Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
Priority to RU99103873A priority Critical patent/RU2161825C2/en
Publication of RU99103873A publication Critical patent/RU99103873A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161825C2 publication Critical patent/RU2161825C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: underwater acoustics. SUBSTANCE: invention is related to aid used in measurement technology to control noise. It can be employed to equip underwater acoustic basins and deep-sea stands and can be installed on hull structures of underwater transportation craft, ships and vessels. Proposed acoustic coat is manufactured in the form of pressed plate of rubber-like material. It is composed of outer sealing layer, sound-absorbing layer with air spaces linked to it and sound- reflecting layer. Air spaces of sound-absorbing layer come in the form of truncated cones which cross-section grows as much as 5 times as minimum in direction opposite to sealing layer and entire area of bases of cones amounts to 0.2-0.6 of total area of layer. Sound-reflecting layer has cylindrical air spaces whose height amounts to 0.2- 1.5 height of cone of sound-absorbing layer. Layers can be laid with displacement of holes in them and outer edges of holes in sound-reflecting layer can be flared in accord with one version. In this case outer side of this layer can be covered by layer of rubber-like material to enhance efficiency of sound absorption. EFFECT: increased level of absorption of sound energy by coat, diminished sound reflection from it in wide range of frequencies. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к средствам борьбы с шумом, применяемым в измерительной технике для оборудования гидроакустических измерительных бассейнов и глубоководных стендов, а также устанавливаемым на корпусные конструкции подводных транспортных средств, кораблей и судов, например, для снижения уровней помех в работе рыбопоисковых или других гидроакустических станций и для иных целей. The invention relates to the field of hydroacoustics, and in particular to noise control devices used in measuring equipment for the equipment of hydroacoustic measuring pools and deep-sea stands, as well as to be installed on the hull structures of underwater vehicles, ships and vessels, for example, to reduce interference levels in fish search or other sonar stations and for other purposes.

Известен ряд акустических покрытий (экранов) и звукопоглощающих устройств, например, по патентам США N N 4164727 (1979 г.), 4399526 (1983 г.). A number of acoustic coatings (screens) and sound-absorbing devices are known, for example, according to US patents N N 4164727 (1979), 4399526 (1983).

В патенте США N 4164727 (МКИ G 10 К 11/00, 1979 г.) представлена конструкция подводных акустических поглотителей и отражателей, испытывающих гидростатическое давление, состоящая из листа резины с набором воздушных полостей, обычно цилиндрических, с осями, перпендикулярными к лицевой стороне указанного листа. Полости закрыты с двух сторон жесткими герметизирующими слоями. US Pat. No. 4,164,727 (MKI G 10 K 11/00, 1979) discloses a design of underwater acoustic absorbers and reflectors experiencing hydrostatic pressure, consisting of a rubber sheet with a set of air cavities, usually cylindrical, with axes perpendicular to the face of said sheet. The cavities are closed on both sides by rigid sealing layers.

Акустическое согласование параметров звукомягкой части покрытия, обеспечивающей звукоизоляцию, с окружающей средой с помощью одного слоя с цилиндрическими полостями даже при использовании набора полостей разного диаметра в широком частотном диапазоне весьма затруднительно. При этом акустические характеристики покрытия значительно изменяются при изменении температуры и гидростатического давления. Кроме того, такую конструкцию покрытия из-за наличия в ней жестких слоев трудно применять на поверхностях сложного профиля и малого радиуса кривизны. Acoustic matching of the parameters of the sound-soft part of the coating, which provides sound insulation, with the environment using a single layer with cylindrical cavities, even when using a set of cavities of different diameters in a wide frequency range, is very difficult. In this case, the acoustic characteristics of the coating change significantly with changes in temperature and hydrostatic pressure. In addition, such a coating design, due to the presence of hard layers in it, is difficult to apply on the surfaces of a complex profile and small radius of curvature.

Акустический экран для высокого давления (патент США N 4399526, 1983 г.) состоит из набора конструкций, подобных описанным в патенте США N 4164727, соединенных поверхностями жестких герметизирующих слоев в виде сэндвича. Помимо недостатков, присущих конструкции по патенту N 4164727, этот экран в конструкции гораздо более трудоемок и сложен при его изготовлении и монтаже по сравнению с чисто резиновыми конструкциями. An acoustic screen for high pressure (US Pat. No. 4,399,526, 1983) consists of a set of structures similar to those described in US Pat. No. 4,164,727, connected by the surfaces of rigid sealing layers in the form of a sandwich. In addition to the disadvantages inherent in the design of Patent No. 4164727, this screen is much more time-consuming and difficult to manufacture and assemble in comparison with purely rubber structures.

Прототипом предлагаемого изобретения является акустическое покрытие (экран) (см. фиг. 1), выполненное в виде пластины из резиноподобного материала и состоящее из звукоотражающего слоя 1 с цилиндрическими воздушными полостями 2, оси которых перпендикулярны к плоскости пластины, полости по наружным торцам загерметизированы слоем монолитной резины 3, а открытыми торцами герметично установлены на экранируемую конструкцию 4 (см. В.Е. Глазанов "Экранирование гидроакустических антенн", Л., Судостроение, 1986 г., стр. 58). The prototype of the invention is an acoustic coating (screen) (see Fig. 1), made in the form of a plate of rubber-like material and consisting of a sound-reflecting layer 1 with cylindrical air cavities 2, the axes of which are perpendicular to the plane of the plate, the cavities at the outer ends are sealed with a monolithic layer rubber 3, and with open ends hermetically mounted on the shielded structure 4 (see VE Glazanov "Shielding sonar antennas", L., Shipbuilding, 1986, p. 58).

Указанная конструкция обладает высокой звукоизолирующей способностью, но из-за плохого согласования ее входного акустического сопротивления с характеристическим сопротивлением водной среды

Figure 00000002
где ρ0 - плотность воды, с0 - скорость звука в воде) на границе "среда - покрытие" в широком диапазоне частот имеет место значительное отражение падающей на экран (покрытие) звуковой волны, например, сигнала гидролокатора, что обуславливает поглощение лишь незначительной доли звука внутри конструкции покрытия.The specified design has a high sound insulating ability, but due to poor matching of its input acoustic impedance with the characteristic resistance of the aquatic environment
Figure 00000002
where ρ 0 is the density of water, c 0 is the speed of sound in water) at the medium-coating interface in a wide frequency range there is a significant reflection of the sound wave incident on the screen (coating), for example, a sonar signal, which causes absorption of only a small fraction sound inside the cover structure.

Это обстоятельство приводит к неполной реализации акустической эффективности экрана. This circumstance leads to an incomplete implementation of the acoustic efficiency of the screen.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего получение технического результата, заключающегося в повышении поглощения звуковой энергии покрытием и уменьшении звукоотражения от него в широком диапазоне частот при сохранении высокой звукоизолирующей способности. The objective of the invention is to provide a device that provides a technical result, which consists in increasing the absorption of sound energy by the coating and reducing sound reflection from it in a wide frequency range while maintaining a high sound insulating ability.

Это достигается тем, что в акустическом покрытии, выполненном в виде прессованной пластины резиноподобного материала, состоящей из наружного герметизирующего слоя, соединенного с ним звукопоглощающего слоя с воздушными полостями и звукоотражающего слоя, воздушные полости звукопоглощающего слоя выполнены в виде усеченных конусов, поперечное сечение которых увеличивается в направлении, противоположном герметизирующему слою, не менее чем в 5 раз, причем общая площадь оснований указанных конусов составляет 0,2-0,6 общей площади слоя, в звукоотражающем слое выполнены цилиндрические воздушные полости, причем высота цилиндрических полостей составляет 0,2-1,5 высоты конусов звукопоглощающего слоя. This is achieved by the fact that in an acoustic coating made in the form of a pressed plate of rubber-like material, consisting of an outer sealing layer, a sound-absorbing layer connected to it with air cavities and a sound-reflecting layer, the air cavities of the sound-absorbing layer are made in the form of truncated cones, the cross section of which increases in direction opposite to the sealing layer, not less than 5 times, and the total base area of these cones is 0.2-0.6 of the total area of the layer, in sound The reflective layer has cylindrical air cavities, the height of the cylindrical cavities being 0.2-1.5 of the height of the cones of the sound-absorbing layer.

Слои в покрытии размещены со смещением цилиндрических отверстий звукоотражающего слоя относительно оснований конических полостей звукопоглощающего слоя. The layers in the coating are placed with the displacement of the cylindrical holes of the sound-reflecting layer relative to the bases of the conical cavities of the sound-absorbing layer.

Наружные края отверстий в звукоотражающем слое выполнены развальцованными. The outer edges of the holes in the sound-reflecting layer are made flared.

Внешняя сторона звукоотражающего слоя закрыта герметизирующим слоем резиноподобного материала. The outer side of the sound-reflecting layer is covered with a sealing layer of rubber-like material.

Размещение между герметизирующим и звукоотражающим слоями звукопоглощающего слоя с воздушными полостями позволяет увеличить поглощение звуковой энергии покрытием при сохранении им высокой звукоизолирующей эффективности. The placement between the sealing and sound-reflecting layers of the sound-absorbing layer with air cavities allows you to increase the absorption of sound energy by the coating while maintaining high sound-insulating efficiency.

Выполнение в звукопоглощающем слое полостей в виде усеченных конусов, поперечное сечение которых увеличивается в направлении, противоположном герметизирующему слою, не менее чем в 5 раз, обеспечивает лучшее согласование свойств окружающей среды и покрытия при малых толщинах звукопоглощающего слоя. The implementation in the sound-absorbing layer of cavities in the form of truncated cones, the cross-section of which increases in the opposite direction to the sealing layer, by at least 5 times, provides better coordination of environmental and coating properties at small thicknesses of the sound-absorbing layer.

Отношение общей площади оснований конусных полостей в звукопоглощающем слое к его общей площади, равное 0,2-0,6, обеспечивает частичное отражение звука в противофазе на границе поглощающего и отражающего слоев и увеличение поглощения звука в покрытии, а также увеличение отражения звуковой энергии, падающей на покрытие со стороны экранируемой конструкции. The ratio of the total area of the bases of the conical cavities in the sound-absorbing layer to its total area, equal to 0.2-0.6, provides partial reflection of sound in antiphase at the boundary of the absorbing and reflecting layers and an increase in sound absorption in the coating, as well as an increase in the reflection of sound energy incident to cover from the side of the shielded structure.

Отношение высоты цилиндрических полостей звукоотражающего слоя к высоте конусных полостей звукопоглощающего слоя, равное 0,2-1,5, обеспечивает требуемый частотный диапазон акустической эффективности покрытия. The ratio of the height of the cylindrical cavities of the sound-reflecting layer to the height of the conical cavities of the sound-absorbing layer, equal to 0.2-1.5, provides the required frequency range of the acoustic efficiency of the coating.

Размещение в покрытии слоев со смещением цилиндрических отверстий звукоотражающего слоя относительно оснований конических полостей звукопоглощающего слоя при сохранении акустической эффективности покрытия уменьшает ее зависимость от увеличения гидростатической нагрузки. The placement of layers in the coating with a displacement of the cylindrical holes of the sound-reflecting layer relative to the bases of the conical cavities of the sound-absorbing layer while maintaining the acoustic efficiency of the coating reduces its dependence on the increase in hydrostatic load.

Развальцовка наружных краев отверстий в звукоотражающем слое уменьшает концентрацию напряжений в месте соединения покрытия с конструкцией экрана и обеспечивает повышенную прочность крепления. Flaring of the outer edges of the holes in the sound-reflecting layer reduces the stress concentration at the junction of the coating with the screen structure and provides increased fastening strength.

Закрытие внешней стороны звукоотражающего слоя герметизирующим слоем резиноподобного материала повышает эксплуатационные характеристики покрытия и позволяет устанавливать его на негерметичные конструкции экрана. Closing the outside of the sound-reflecting layer with a sealing layer of rubber-like material increases the performance of the coating and allows it to be installed on leaking screen structures.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 2 представлено поперечное сечение одного из вариантов акустического покрытия, на фиг. 3 - поперечное сечение варианта покрытия со смещением цилиндрических отверстий звукоотражающего слоя относительно оснований конических полостей звукопоглощающего слоя, на фиг. 4 - поперечное сечение варианта покрытия с герметизирующим слоем на внешней стороне звукоотражающего слоя, на фиг. 5 - поперечное сечение варианта звукоотражающего слоя с полостью с развальцованными наружными краями отверстий. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 2 shows a cross section of one embodiment of an acoustic coating; FIG. 3 is a cross-sectional view of a coating variant with a displacement of the cylindrical holes of the sound-reflecting layer relative to the bases of the conical cavities of the sound-absorbing layer, FIG. 4 is a cross-sectional view of a coating variant with a sealing layer on the outside of the sound-reflecting layer; FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of a sound-reflecting layer with a cavity with flared outer edges of the holes.

Предлагаемое акустическое покрытие (см. фиг. 2) выполнено в виде прессованной пластины резиноподобного материала, состоящей из наружного герметизирующего слоя 1 и звукоотражающего слоя 2 с цилиндрическими полостями 3, между которыми размещен звукопоглощающий слой 4. Слои соединены друг с другом, например, совулканизованы. Звукопоглощающий слой 4 содержит воздушные полости 5, выполненные в виде усеченного конуса, поперечное сечение которого увеличивается в направлении, противоположном герметизирующему слою, не менее чем в 5 раз, общая площадь оснований конусов составляет 0,2-0,6 общей площади слоя, а высота цилиндрических полостей звукоотражающего слоя составляет 0,2-1,5 высоты конуса звукопоглощающего слоя. Покрытие герметично установлено на экранируемую конструкцию 6. The proposed acoustic coating (see Fig. 2) is made in the form of a pressed plate of rubber-like material, consisting of an outer sealing layer 1 and a sound-reflecting layer 2 with cylindrical cavities 3, between which a sound-absorbing layer 4. is placed. The layers are connected to each other, for example, vulcanized. The sound-absorbing layer 4 contains air cavities 5 made in the form of a truncated cone, the cross section of which increases in the opposite direction to the sealing layer by at least 5 times, the total area of the bases of the cones is 0.2-0.6 of the total area of the layer, and the height the cylindrical cavities of the sound-reflecting layer is 0.2-1.5 of the height of the cone of the sound-absorbing layer. The coating is sealed on a shielded structure 6.

На фиг. 3 приведен вариант акустического покрытия со смещенными относительно друг друга звукопоглощающим 4 и звукоотражающим 2 слоями. In FIG. 3 shows an embodiment of an acoustic coating with sound-absorbing 4 and sound-reflecting 2 layers displaced relative to each other.

На фиг. 4 приведен вариант акустического покрытия с дополнительным герметизирующим слоем 7 на внешней стороне звукоотражающего слоя. In FIG. 4 shows a variant of acoustic coating with an additional sealing layer 7 on the outside of the sound-reflecting layer.

На фиг. 5 приведен вариант звукоотражающего слоя покрытия с цилиндрической полостью 3 с развальцованными наружными краями 8. In FIG. 5 shows a variant of a sound-reflecting coating layer with a cylindrical cavity 3 with flared outer edges 8.

Эффективность применения предлагаемого покрытия достигается за счет увеличения поглощения в структуре покрытия. The effectiveness of the proposed coating is achieved by increasing the absorption in the structure of the coating.

Результаты сравнительного эксперимента лабораторных образцов покрытия и покрытия-прототипа показали, что эффективность поглощения звуковой энергии при одинаковых весогабаритных характеристиках у предлагаемого варианта акустического покрытия в широком диапазоне частот на 30-60% выше, чем у прототипа. The results of a comparative experiment of laboratory samples of the coating and the coating of the prototype showed that the absorption efficiency of sound energy with the same weight and size characteristics of the proposed version of the acoustic coating in a wide frequency range is 30-60% higher than that of the prototype.

Claims (4)

1. Акустическое покрытие, выполненное в виде прессованной пластины резиноподобного материала, состоящей из наружного герметизирующего слоя, соединенного с ним звукопоглощающего слоя с воздушными полостями и звукоотражающего слоя, отличающееся тем, что воздушные полости звукопоглощающего слоя выполнены в виде усеченных конусов, поперечное сечение которых увеличивается в направлении, противоположном герметизирующему слою, не менее чем в 5 раз, причем общая площадь оснований конусов составляет 0,2 - 0,6 общей площади слоя, а в звукоотражающем слое выполнены цилиндрические воздушные полости, причем высота цилиндрических полостей составляет 0,2 - 1,5 высоты конуса звукопоглощающего слоя. 1. An acoustic coating made in the form of a pressed plate of rubber-like material, consisting of an outer sealing layer, a sound-absorbing layer connected to it with air cavities and a sound-reflecting layer, characterized in that the air cavities of the sound-absorbing layer are made in the form of truncated cones, the cross-section of which increases in direction opposite to the sealing layer, not less than 5 times, and the total area of the bases of the cones is 0.2 - 0.6 of the total area of the layer, and in the sound reflecting m layer formed cylindrical air cavities, wherein the height of the cylindrical cavities is 0,2 - 1,5 height cone sound absorbing layer. 2. Акустическое покрытие по п.1, отличающееся тем, что слои размещены со смещением цилиндрических отверстий звукоотражающего слоя относительно оснований конических полостей звукопоглощающего слоя. 2. The acoustic coating according to claim 1, characterized in that the layers are placed with a displacement of the cylindrical holes of the sound-reflecting layer relative to the bases of the conical cavities of the sound-absorbing layer. 3. Акустическое покрытие по пп.1 и 2, отличающееся тем, что наружные края отверстий в звукоотражающем слое выполнены развальцованными. 3. Acoustic coating according to claims 1 and 2, characterized in that the outer edges of the holes in the sound-reflecting layer are made flared. 4. Акустическое покрытие по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что внешняя сторона звукоотражающего слоя закрыта герметизирующим слоем резиноподобного материала. 4. Acoustic coating according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the outer side of the sound-reflecting layer is closed with a sealing layer of rubber-like material.
RU99103873A 1999-02-19 1999-02-19 Acoustic coat RU2161825C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103873A RU2161825C2 (en) 1999-02-19 1999-02-19 Acoustic coat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103873A RU2161825C2 (en) 1999-02-19 1999-02-19 Acoustic coat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99103873A RU99103873A (en) 2000-11-27
RU2161825C2 true RU2161825C2 (en) 2001-01-10

Family

ID=20216431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103873A RU2161825C2 (en) 1999-02-19 1999-02-19 Acoustic coat

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161825C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462767C1 (en) * 2011-06-23 2012-09-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Hydroacoustic screen
RU2466467C1 (en) * 2011-05-10 2012-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") Hydroacoustic coating
RU2675557C1 (en) * 2017-11-13 2018-12-19 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Rubber mixture for manufacture of noise absorbing coatings

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Глазанов В.Е. Экранирование гидроакустических антенн. - Л.: Судостроение, 1986, с.58. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466467C1 (en) * 2011-05-10 2012-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") Hydroacoustic coating
RU2462767C1 (en) * 2011-06-23 2012-09-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Hydroacoustic screen
RU2675557C1 (en) * 2017-11-13 2018-12-19 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Rubber mixture for manufacture of noise absorbing coatings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5220535A (en) Sonar baffles
WO2017041283A1 (en) Acoustic metamaterial basic structure unit and composite structure thereof, and configuration method
CN108544824B (en) Acoustic covering layer beneficial to underwater vibration and sound absorption of ship
US4140992A (en) Baffled blanket acoustic array
US11004439B2 (en) Acoustic absorber
US4450544A (en) Absorptive sonar baffle
US4883143A (en) Anechoic coating for acoustic waves
CN216388742U (en) Acoustic insulation panel and assembly comprising an acoustic insulation panel
US3021504A (en) Apparatus for controlling the effective compressibility of a liquid
RU2161825C2 (en) Acoustic coat
GB2063007A (en) Ultrasonic transducer
US4669573A (en) Underwater acoustic baffle enhancer
US4982385A (en) Acoustic decoupler for a sonar array
US7205043B1 (en) Pressure resistant anechoic coating for undersea platforms
Audoly Acoustic metamaterials and underwater acoustics applications
Pan et al. Improvement of sound absorption of honeycomb panels
CN212032641U (en) Device for reducing reflecting intensity of end face of water tank
KR102225587B1 (en) Absorption patch and underwater absorption plate using the same
RU2138858C1 (en) Underwater acoustic screen
CN113808563A (en) Low-frequency sound absorption covering layer containing cylindrical scatterer with gradient parameters
EP3520099A1 (en) Lightweight underwater acoustic reflector
JP2874649B2 (en) Acoustic circulating water tank measuring device
Partridge Acoustic scattering from viscoelastically coated bodies
CN112623168A (en) Large-scale underwater platform noise reduction covering layer with space bending composite decoupling mechanism
GB2212695A (en) Piezoelectric transducer element

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner