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汇报人：文小库2023-11-20•潜艇低噪声安静操纵控制技术概述•潜艇噪声来源与安静性评估•低噪声潜艇设计与优化•潜艇安静操纵控制技术潜艇低噪声安静操纵控制技术概述01潜艇作为水下隐秘行动的利器，其隐蔽性至关重要。
低噪声安静操纵控制技术是提升潜艇隐蔽性的核心技术之一。
背景通过降低潜艇的噪声水平，提高其在水下的隐蔽性，增加敌方探测难度，从而确保潜艇执行任务的成功率和生存能力。
意义技术背景与意义近年来，国内在潜艇低噪声技术方面取得了显著进展，通过改进潜艇外形设计、采用新型推进器等方式降低噪声。
国外在潜艇低噪声技术方面的研究起步较早，通过大量实验和模拟分析，积累了丰富的经验和数据。
虽然国内在这方面取得了一定的成绩，但与国外先进水平相比，还存在一定差距，需要进一步加强研究和创新。
国内研究国外研究对比与差距国内外研究现状随着科技的不断进步，新材料、新工艺、新设计等方面将持续推动潜艇低噪声技术的创新发展。
创新驱动发展未来，将综合运用多种技术手段，如主动噪声控制、新型推进器技术等，以实现潜艇噪声水平的显著降低。
多元化技术手段人工智能、大数据等技术的引入，将有助于实时监测、分析和优化潜艇的噪声性能，提高潜艇的隐蔽性和生存能力。
智能化发展技术发展趋势潜艇噪声来源与安静性评估02潜艇的机械系统（如发动机、泵和传动装置）在运行过程中会产生噪声。
为了降低机械噪声，可以采用低噪声设计、减震隔振技术和主动噪声控制等方法。
机械噪声潜艇在水下航行时，水流与潜艇表面相互作用产生的噪声。
优化潜艇外形、减少水流湍流和采用吸声材料可以有效降低水动力噪声。
水动力噪声潜艇螺旋桨旋转时产生的噪声。
通过优化螺旋桨设计、采用先进的推进技术和降低螺旋桨转速，可以降低螺旋桨噪声。
螺旋桨噪声潜艇噪声来源分析声呐测量：使用声呐设备对潜艇进行水下噪声测量，评估潜艇在不同航速、深度和航行状态下的噪声水平。
专家评估：邀请声学领域的专家，根据潜艇的设计特点、噪声控制技术和实际测量结果，对潜艇的安静性进行综合评估。
潜艇辐射噪声的特征、强度描述方法以及一些误区导读经常听大家在讨论潜艇噪声啊，那么潜艇噪声到底是什么样的，以及水声学专业上如何描述潜艇噪声强度的呢？下面我打算用尽量通俗的语言来略微讲解一下，希望不要太枯燥。
首先需要了解的基本名词和解释，如果你想真正看懂本文最好仔细看这几个名词，在谈到潜艇噪声的时候这几个名词会经常出现——当然对电子与信息工程、通信工程、雷达这种相关工程的亲以及我的同行水声工程出身的亲这几个名词可以忽略不看吧。
1、名词：(1)时域、频域：描述信号的空间，通俗的说时域就是信号的波形，频域就是信号波形经傅立叶变换后的形态。
除此之外，信号还可以经过不同变换在不同的信号空间内被描述，不过一般对信号的描述都在时域或频域空间内进行，其他各种域基本都是为了提取信号用的。
(2)带宽：信号在频域上的宽度，一般有3dB带宽，6dB带宽以及10dB 带宽多种，是指信号在频率上的能量下降到中心频率能量3dB(6,10)之内的频点间的宽度——必须注意这和搞电脑或者网络的带宽定义不同，网络的带宽在水声对应的称呼是信道最大容量。
(3)宽带、窄带：宽带是指带宽远大于频率下限的信号，而窄带一般是指带宽远小于频率下限的信号。
(4)线谱：简单而不严格的说，线谱就是单一频率的信号——实际上带宽极窄的信号也可以被称为线谱。
(5)调制谱：信号(宽带、窄带或线谱)因螺旋桨转动或其他因素将转动的能量周期性的乘到信号上，从时域上看是信号的包络，是一种幅度调制，和收音机的AM类似。
(6)谱级、频带级、总源级：这些都是描述声强度的量，谱级是指单一谱线(可以认为是1Hz带宽上)的信号强度，频带级是指某个给定带宽上信号的总强度，总源级是指信号的总强度。
对于没有频谱是平的白噪声而言，B带宽内的频带级是谱级加上10logB(7)倍频程：倍频程是频带划分的一种方式，如果F1/F2=2则称F1和F2之间是一倍频程，用OCT表示。
如果F1/F2=2^1/3则称F1和F2之间是三分之一倍频程，用1/3OCT表示。
舰船辐射噪声连续谱特征提取方法研究舰船辐射噪声是指由舰船发射的各种信号引起的噪声，包含了连续谱、多普勒频移、非平稳等特征。
因此，对于舰船辐射噪声的连续谱特征提取是研究该噪声的重要方向之一。
目前，针对舰船辐射噪声的连续谱特征提取方法主要包括短时傅里叶变换（STFT）、小波变换、希尔伯特-黄变换（HHT）等。
其中，STFT是一种广泛应用的方法，在频域上对信号进行分析，但存在时间分辨率与频率分辨率难以同时得到高精度的问题。
小波变换则在时间与频率分辨率上有良好的表现，但对于非平稳信号的处理效果不佳。
HHT方法利用了时频局部特性提取信号的瞬时频率与瞬时振幅，但对于噪声信号中的模态干扰较敏感，且需要对噪声信号进行多次分解才能得到连续谱特征。
近年来，基于深度学习的方法也开始被应用于舰船辐射噪声的连续谱特征提取中。
卷积神经网络（CNN）是一种有效的方法，可通过训练数据集提取舰船辐射噪声中的连续谱特征。
同时，循环神经网络（RNN）也可应用于信号的处理中，具有良好的时序处理能力，可提取信号中的周期性特征。
总的来说，舰船辐射噪声连续谱特征提取方法涵盖了多种方法，选择合适的方法需根据实际情况进行确定。
对于信号分析领域相关人员来说，需要结合实际应用情况对不同方法进行探讨，提出更有效的方法以满足实际需要。
要进行数据分析，首先需要明确具体的研究方向和目的。
以船舶建造行业为例，以下是一些可能涉及的数据：1. 船舶建造数量、种类、规模等：可以通过查阅船级社等机构发布的统计数据，获取船舶建造数量以及各个国家在船舶建造领域的市场份额，再结合各类大型船舶订单的情况进行分析和预测。
同时，也可以收集不同类型和规模船舶建造的成本和周期等数据，以及其中涉及到的各种零部件和材料的供需情况等信息。
2. 船舶设计与性能数据：船舶性能考核主要包括各项技术指标、机电设备效率以及船舶的安全性等。
这些数据包括船舶设计参数、试航数据等。
还有船舶使用数据，如商业船舶的负载率、航路等数据。
收稿日期：2015-06-19网络出版时间：2016-1-1914:55基金项目：国家部委基金资助项目作者简介：王春旭（通信作者），男，1981年生，博士，高级工程师。
研究方向：潜艇声隐身技术。
E-mail ：260848719@吴崇建，男，1960年生，博士，研究员。
研究方向：潜艇声隐身技术引用格式：王春旭，吴崇建，陈乐佳，等.流致噪声机理及预报方法研究综述［J ］.中国舰船研究，2016，11（1）：57-71.WANG Chunxu ，WU Chongjian ，CHEN Lejia ，et al.A comprehensive review on the mechanism of flow-induced noise and related prediction methods ［J ］.Chinese Journal of Ship Research ，2016，11（1）：57-71.0引言流致噪声在航海、航空领域受到高度的关注，它不仅造成飞机、直升机舱室乘员感观和心理上的不适，还严重影响水下作战平台（如潜艇）的隐蔽性。
基于广泛的工程背景需要，自上世纪40年代末，流致噪声机理、预报与控制方法的研究非常活跃，并取得了丰硕的成果，很多流致噪声问题机流致噪声机理及预报方法研究综述王春旭，吴崇建，陈乐佳，邱昌林，熊济时中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064摘要：从自由湍流噪声、壁面湍流噪声、转子噪声和空腔流动4个方面对流致噪声机理及预报方法进行综述。
对目前工程应用中的3个主要流致噪声预报方法，即Lighthill 声比拟理论、Kirchhoff 方法和涡声理论的基本原理及适用性进行详细讨论，并对流致噪声数值模拟方法进行总结。
其中，Lighthill 声比拟理论属噪声源先验理论，虽方便应用但不能描述声流相互作用基础问题；Kirchhoff 方法在运用的过程中虽不需要确切获知源的属性，但声源区的计算精度很重要；涡声理论在声流相互作用等领域有着良好的研究前景。
国外潜艇降噪技术摘要：介绍潜艇主要噪声源分类，有针对性地阐述降低潜艇机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声的技术现状，论述潜艇降噪技术的发展趋势。
关键词：潜艇噪声降噪措施1 引言降噪是舰艇研发的重点工作之一，也是潜艇隐蔽性的设计核心。
为适应未来海战的需求，美、俄、法、德、英等海军强国大力开展潜艇综合降噪技术研究。
我国要借鉴其研制的成功经验，提高潜艇研制的整体水平。
同时，应加快潜艇减振降噪隐身测试试验场的建设，不仅可以有效发现潜艇噪声问题，而且可以对降噪改进措施进行合理评价，进一步促进潜艇降噪技术发展。
2 潜艇主要噪声源分类2.1 按噪声来源分类潜艇的主要噪声源，包括机械噪声、螺旋桨噪声、水动力噪声、空气噪声等[1]。
2.1.1 机械噪声潜艇的各种机械装置，如主机、副机、辅机、电机、减速装置、泵、空气压缩机等，以及管路系统，在运转过程中，因冲击、碰撞、摩擦和运动不平衡等原因，产生振动并通过各种途径将其传至艇体，引致艇体壳板的弯曲振动，最后以声波形式传播，形成机械振动噪声，是潜艇自噪声的一种。
这种噪声，传播到舱内，引起舱室空气噪声；传播到水中，构成潜艇的辐射噪声。
2.1.2 螺旋桨噪声螺旋桨噪声包括空泡噪声和非空泡噪声。
空泡噪声即螺旋桨运转所生成的空泡破碎，频谱覆盖20Hz到50000Hz，是主要的高频噪声；非空泡噪声包括来流对桨叶的桨拍噪声，和桨叶受来流激励而共振的单频声。
此外，螺旋桨还诱导艇体振动，产生噪声。
2.1.3 水动力噪声艇体周围的高速水流，使艇体附近的流压出现极不规则的变化即涡流，产生水动力噪声。
例如：海上高速行驶时的首波与尾流就是两个重要的水动力噪声源；高速水流在流经艇体突出部分、上层建筑的情况下产生水动力噪声；潜艇下潜和上浮时，因舰桥、艇体及上层建筑的某些空间进水或排水的情况下也会产生水动力噪声。
2.1.4 空气噪声空气噪声主要包括舱室空气噪声和柴油机水下排气等噪声。
3 潜艇降噪技术现状潜艇动力装置和机械设备产生振动是不可避免的。
国外舰船噪声测试技术邱卫海;刘文帅;王秀波【摘要】Ship radiated noise measurement plays an important role in assessing and improving ship sound invisibility.This paper presented a summary for technology of ship radiated noise measurement in foreign countries, discussed two dominating measuring ways-moving and stationary measuring ways, four types of measuring systems-single acoustic pressure hydrophone system, vector hydrophone system,line array system and volume array system, and we also provided typical applications of these measuring ways and systems.And we also provided main analysing methods of ship noise in foreign countries.%舰船噪声测试是评价和改善舰船声隐身性能的重要手段.本文描述了国外舰船噪声测试技术的主要测试方式--活动式和固定式,典型测试系统--单水听器、矢量水听器、直线阵和体积阵测试系统,介绍了各种测量方式和测试系统在国外的典型应用情况以及国外舰船噪声的主要分析方法.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】4页(P147-150)【关键词】舰船噪声;测试技术【作者】邱卫海;刘文帅;王秀波【作者单位】海军某型号办公室,北京,100841;大连测控技术研究所,辽宁,大连,116013;大连测控技术研究所,辽宁,大连,116013【正文语种】中文【中图分类】TB5660 引言舰船是各国海军战略威慑力量的重要组成部分。
橡塑资源利用22潜艇的噪声与隐蔽简介原晓城 姬燕飞 王红梅（天津市橡胶工业研究所有限公司，天津，300384）摘要：介绍了潜艇噪声的来源和消声隐身原理，针对不同的噪声来源，介绍解决方案及发展方向。
关键词：潜艇；噪声；隐身；1 前言在潜艇发展史中，每隔一段时间就会出现影响潜艇发展进程的关键技术，包含艇壳设计、静音方法的创新、声学覆盖层的使用、斯特林发动机在潜艇上的应用、新型电池的应用和压水反应堆的可靠性及小型化等技术[1]。
随着反潜技术进步提升，不同发展阶段都会给潜艇的隐蔽性和降噪声带来新的挑战。
影响潜艇隐身性的主要因素主要包括： I 、结构线型：结构大小、形状和反射特性决定声纳反射截面；II 、辐射噪声是否得到抑制：外壳体和外附体（如水平舵和垂直舵）的流体噪声、螺旋桨噪声及内部机械噪声；III 、磁性特征：航行中造成的对地磁场的影响及微弱电流；IV 、红外特征：推进系统的热废气和热冷却水留下的热踪迹；V 、核辐射特征：核潜艇放射源造成的海水核辐射特征；VI 、生物场痕迹：航行造成的生物光尾迹可达成百上千米，核动力热废水造成的浮游生物死亡形成的海洋色调变化；VII 、水面暴露特征和无线电暴露特征：潜艇浮出水面和通气管状态航行容易被声纳等捕捉到，无线电联络也可以被先进设备探测到[2]。
2 噪声的来源及主要降噪技术原理海洋的背景声音约为100分贝，资料显示美国海狼级攻击核潜艇噪声为95分贝，新型的弗吉尼亚级（图1）为90分贝。
通过艇内隔声降噪、艇外涂覆吸声涂层和反雷达波材料、采用新型推进装置优化艇体结构等可以降低噪声达到隐身目的。
经推算，噪声每降低20分贝，可使己方被动声纳探测距离增大一倍。
作者简介：原晓城（1980~），男，天津市橡胶工业研究所有限公司高级工程师，主要从事特种橡胶制品配方设计及加工工艺设计。
潜艇的噪声与隐蔽简介23图1 美国“弗吉尼亚级”攻击型核潜艇由于潜艇需要长时间潜伏在海底，衡量其战斗力强弱有两大指标：一是隐蔽性，二就是携带武器的性能。
