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基于快速原型技术的主动控制实验研究

2021-09-18张鑫刘丽滨艾夏禹杨理华

舰船科学技术 2021年8期
关键词:振动信号系统

张鑫,刘丽滨,艾夏禹,杨理华

(海军潜艇学院,山东 青岛 266199)

0 引言

潜艇作为各国海军杀手锏武器,航行过程中将产生“声指纹”特征明显的辐射噪声,这将极大地影响潜艇隐身性能。美国海军在《2000-2035 年海军技术—潜艇平台技术》报告中,已将潜艇声隐身作为关键技术之首。实际上,该技术也是各军事大国极为重视和大力发展的技术之一。

隔振作为降低设备振动的有效措施,可分为被动隔振和主动控制。前者因设计简单、无外置能源、方便安装及价格经济等优点,应用较为广泛。目前,美国核潜艇推进系统使用浮筏隔振后,艇体结构噪声降低了15~20 dB,而其“洛杉矶”级和“海狼”级攻击型核潜艇辐射噪声已分别降至118 dB 和90~100 dB,己低于3 级海况海洋背景噪声(110~120 dB)。被动隔振优点较多但也有不足之处,例如低动刚度和失稳之间尚存矛盾,主要对高频振动有较好控制效果[1–2],200 Hz 以下低频隔振效果还不够理想。

主动控制是在被动隔振中引入次级能量,通过执行装置与隔振器串联或并联实现振动消减,往往可具有较好的低频控制效果[3]。美国新型海狼级核潜艇列装有源隔振系统后,具备良好的声隐身性能[4],其还研发主动隔振缓冲装置,可降低攻击型核潜艇50%~70%冲击载荷[5]。瑞典Karlskrona 大学设计惯性主动隔振装置,能有效降低护卫舰壳体结构振动所致辐射噪声[6]。与此同时,国内何琳等[7]、杨铁军等[8]、张志谊等[9]在隔振元件及主动控制方面也开展了诸多研究。实际上,主动控制重点就是设计适宜的控制策略,这也是该领域研究热点和难点问题。……

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