中国潜艇降噪技术取得突破 可减噪26分贝提升潜艇隐身能力
中国在潜艇降噪技术上取得新进展。上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室研究人员张志谊及其团队,近日在中国《噪声与振动控制》期刊发表研究成果,称其创新设计的主被动隔振支承结构,能显著降低潜艇在水下行动时所产生的噪音,进而提升潜艇的隐身能力。
陆媒《观察者网》5月28日报道,张志谊团队指出,从理论上看,该项技术可使敌方声纳对潜艇的有效探测范围缩小一半以上。研究显示,水下航行器的噪声若能降低10分贝,其被发现的距离将缩减32%。“在低速航行时,由动力设备运转引起的机械噪声是水下航行器的主要噪声源,也是其被探测的主要特征信号。”
为了提升潜艇的声隐身性能,报道介绍研究团队设计了一种新型的主被动隔振支承结构,用以取代传统法兰支承,借此减少从发动机透过支承结构传递至船体的振动能量。据称,该结构可将发动机噪音最多降低26分贝。报道引述美国海军解密资料指出,中国早期093型核潜艇的噪音约为110分贝。
团队进一步说明,被动隔振器采用内外环钢材料连接件与中间层环形橡胶组成,以提升隔振性能。此外,主动隔振器则使用12个压电致动器,透过电力驱动,精准控制力道,实时中和发动机产生的微米级振动。
根据张志谊团队的模拟与实验结果,该主被动隔振系统在10至500赫兹频带内,可实现最大26分贝的降噪效果。其中,被动隔振可使壳体上100赫兹主噪频的振动幅度减少12分贝,进一步透过主动控制,再降低12分贝;而在400赫兹频率下,则可达到25分贝被动加1分贝主动的降噪效果。
另有媒体报道指出,该系统结合了Fx-LMS自适应反馈控制演算法与多维控制矩阵,可有效避免反馈不稳定问题,实现即时降噪。然而,报道亦指出该技术仍面临实用性挑战,包括橡胶材料硬度受温度与压力变化影响,以及压电材料在长时间运作下的可靠性尚需验证。
报道称,中国船舶集团亦参与该项研究。不过目前尚不清楚这项技术是否已应用于解放军现役潜艇,或对潜艇整体噪音水平实际改善的具体效果。