成果介绍
水下声学材料种类繁多且应用情况复杂，针对不同类型的水下声学材料，开展声学性能测试技术研究具有一定的实际意义。在中国船舶集团有限公司以及总装备部预研管理中心等单位的多项研究课题支持下，哈尔滨工程大学自十一五起，针对大潜深环境开展了水下材料大样低频声学性能综合测试技术研究。首次提出了近场声全息中反对称声场映射及多途干扰和边缘效应抑制技术；提出了水下大尺度圆柱壳模型辐射声场的准远场判定方法、宽带脉冲激励源的设计方法等，解决了不同应用情况下的水下材料声学性能评价问题。自2011年开始，该综合测试技术先后应用于中国船舶集团有限公司第七研究院、第七〇一研究所、船舶系统工程研究院等多家单位，并于2016年推广应用于北京神州普惠科技股份有限公司等民营企业。
2020年，“水下材料声学性能综合测试技术”获得军队科学技术进步奖二等奖。
该成果技术较复杂，研究难度大，创新性强，可以为大潜深环境下的水声材料开发设计、测量试验及效果评估提供可靠的技术保障。在“半空间和有限空间的声学材料大样反射系数近场声全息测量方法”、“湖上大尺度模型辐射声功率测量方法”上有重大创新，在“水下大尺度圆柱壳模型辐射声场的准远场判定方法”、“宽带脉冲激励源的设计方法”及“加压柔性管阻抗失配层”方面属国内首创。整体技术达到国际领先水平。
学校所形成的综合测试技术系统拥有完全自主知识产权，解决了声学材料测试中的宽带脉冲激励问题，可应用于水下吸隔声材料的声学性能测试与评估，以及民用声学产品的性能测试和噪声控制，最低测试频率可达20Hz。
项目成熟情况
船舶、水面舰和水下航行器等现代装备的振动与噪声不仅会产生噪声污染，还会影响其自身性能。在民用船舶领域，“商船的水下噪声对海洋生物的影响”这一议题已经开始受到各国广泛关注，并列为优先考虑事项。在军用船舶领域，水下航行体作为水下重要的探测、对抗平台，其声学特性不仅是暴露自身的主要特征，还会对自身水声探测设备产生干扰，影响探测距离和探测精度。因此，水下航行体的声学特性是各国海军最为关注的。声学覆盖层是水下航行体的一种重要的声学防护材料，在水下航行体的不同部位敷设不同结构的声学覆盖层，可实现消声、隔声、去耦、减振等功能。
由于声学覆盖层是非均匀结构材料，声学性能难以通过解析公式进行计算，所以声学性能测试是其研制过程中的一个重要环节。当声学覆盖层设计加工完成后，必须要测试声学性能，获取其在不同频率时的声学参数，以评价声学覆盖层是否满足实际需求。水下声学覆盖层的材料测量方法主要包括小样测量和大样测量。小样测量方法已经十分成熟，主要有声管中的脉冲法和驻波法，适用于中高频段。应用于低频段的声学覆盖层结构十分复杂，小样无法包含完整的声学结构，测量结果与实际情况将会有一定差距，必须开展模拟实际工作状态下的大样品低频声学性能测试方法研究。
在不同入水深度情况下，水下声学材料的性能也会有差异，为了模拟实际不同潜深环境，常采用高压水罐进行声学性能测试，因而，需要开展有限空间中声学覆盖层大样声学测量方法研究。当产品进入试制阶段后，还需要针对具体使用环境进行大模型实际敷设情况的声学性能测试，针对水下航行体航行时产生的机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声，分别开展相应的声学覆盖层降噪效果测试，可以对产品的优化设计提供有针对性的指导意见。因此，由于声学覆盖层种类繁多且应用情况复杂，针对不同类型的水下声学材料，开展声学性能测试技术研究具有一定的实际意义。
该成果满足了我国声学覆盖层产品研制过程中对大样声学性能测量方面的技术需求，突破了湖上大尺度模型的宽带大功率激励源技术，解决了长期困扰国内大尺度模型远场声场测量信噪比不足的问题，所设计的加压柔性管阻抗失配层，造价低廉且取材方便，具有较高的经济效益。本项成果目前拥有自主知识产权22项，通过了成果鉴定，在多家军用单位以及民企共实现了12次应用，具有较高的推广应用前景与经济效益，目前经济效益已经超过600万元。
本测试技术成熟已达8级，经多用户充分使用，证明可行，（合作方式）可以股权投资、风险投资、合作开发的合作方式进行推广应用。
应用范围
可应用于大潜深环境水下吸隔声材料的开发设计、测量试验及效果评估，水下航行体的辐射噪声在线预报方法模型试验验证，以及民用声学产品的性能测试和噪声控制，也可推广应用于水下航行体的辐射噪声测试评估。
所属产业
其他
所有权人/单位
哈尔滨工程大学
合作方式
其它
联系方式(电话)
18150019696；17350754772
成果流程
