水下吸声材料研究进展*
2022-10-21刘晓东崔向红李天智
化学工程师 2022年9期
关键词:结构
刘晓东,崔向红,李天智,王 洋
(1.黑龙江省科学院 高技术研究院,黑龙江 哈尔滨 150020;2.四川化工职业技术学院,四川 泸州 646300)
随着声呐探测技术的不断发展与进步,新一代声呐具有更先进的探测性能和更远的探测距离,对水声吸声材料性能有更高的需求。目前,无论是主动声呐还是被动声呐,工作频率都向低频方向发展,大多数主动声呐系统都工作在1kHz以下,安静型潜艇低频声呐工作频率可低至100Hz以下,与此同时,潜艇还需防御宽频带的声制导鱼雷的攻击,因此,声隐身结构要求低频(0.5~5kHz);宽频段;耐水压(3~5MPa)[1]。第一代吸声橡胶材料主要包括丁基橡胶、氯丁橡胶、聚硫橡胶、丁苯橡胶等,这类橡胶主要依靠复合空腔结构使水声信号衰减,吸声系数往往小,尤其是在低频条件下,已不能有效地使潜艇隐身[2]。以聚氨酯为主要应用研究方向的第二代吸声材料具有可设计性强,耐低温、耐腐蚀性好,与水介质阻抗匹配性良好,自身阻尼性能较好,对水声衰减信号有较大贡献,不仅可以有效地吸收声能,且自身的阻尼作用能够降低船体机械振动噪声的传播,同时起到消声与减振作用,以对抗主动声呐和被动声呐的探测。目前,对吸声材料的研究主要从吸声机理,吸声材料基体及吸声结构设计方面进行了广泛深入的研究。
1 吸声机理
声波在传播过程中必须依靠一定的介质传播,依据介质特点表现出不同的声速及能量损耗,其声能耗损本质是能量的转换及耗散,主要为黏滞内摩擦吸声、热传导损耗吸声及弹性材料驰豫过程吸声[3]。……
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