陸潛艇減振技術新突破 號稱可顯著提升潛艇隱身能力

台灣潛艦國造進展不順,國造潛艦原型艦海鯤艦傳出因動力系統整合不良,海上測試前景堪慮。大陸科研團隊日前則在中國《噪聲與振動控制》雜誌公開一項減振技術,號稱可顯著提升潛艇在隱蔽行動中的隱身能力。
據大陸網路媒體《觀察者網》報導,上海交通大學機械系統與振動全國重點實驗室的研究人員張志誼及其團隊表示,從理論上講,他們的創新成果可使敵方聲納對潛艇的有效探測範圍縮小一半以上。
該團隊發表的文章指出,研究表明,水下航行器噪聲只要降低10dB,就可以使自身被發現的距離範圍降低32%。在低速航行時,由動力設備運轉引起的機械噪聲是水下航行器的主要噪聲源,也是其被探測的主要特徵信號。
因此,採取減振措施降低振動能量由發動機經過支承結構向外部的傳遞,成為提升水下航行器聲隱身性能的關鍵。
報導稱,為提升潛艇隱身性能,該團隊設計了一種新型主被動隔振支承結構,在有限空間內代替傳統的法蘭支承,可將通過潛艇船體傳導的發動機噪音最多降低26分貝(dB)。據美國海軍的解密數據顯示,中國早期093型核潛艇的噪音約為110分貝。
文章指出,這種結構的被動隔振器由內外環的鋼材料連接件及中間層的環形橡膠構成,以提升隔振性能。主動隔振器結構則利用12個壓電致動器進一步降低噪音。這些由電力驅動的致動器,能精準控制力道,實時中和發動機微米級振動。
報導稱,仿真及試驗結果表明,主被動隔振支承可使10~500Hz頻帶內殼體主要線譜最大衰減26dB。其中,被動隔振措施可使殼體上振動幅值最大的100Hz線譜衰減12dB,在此基礎上進行主動控制,可使其進一步衰減12dB。在400Hz頻率下,可實現26dB降噪(25dB被動+1dB主動)。
香港英文媒體《南華早報》報導指出,得益於Fx-LMS自適應反饋控制算法與多維控制矩陣,該系統可避免反饋不穩定問題,實現實時降噪。
盡管實驗表現優異,但該技術仍面臨挑戰,包括橡膠硬度會隨溫度和壓力變化而改變,以及壓電材料在長期運行中的耐用性如何。
據報導,中國船舶集團參與了該研究。目前,尚不清楚這項技術是否已在共軍現役潛艇中應用,和其對整體噪音水平帶來的改善有多大。
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