[發明專利]一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層

有效

• 申請號: 201910693795.1
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110444188B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 方智;柯李菊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162;G10K11/172;G10K11/168
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明屬于吸聲降噪領域，并具體公開了一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層。包括設于水下運動殼體表面的彈性阻尼層以及覆蓋在彈性阻尼層上表面的封孔層，彈性阻尼層包括彈性阻尼本體以及設于彈性阻尼本體內的混合空腔模塊，混合空腔模塊包括穿孔空腔、多個呈陣列排布的第一隔聲小孔和第二隔聲小孔，穿孔空腔沿彈性阻尼本體的軸向布置，其包括依次相連接的倒圓臺空腔結構和正圓臺空腔結構，倒圓臺空腔結構的頂面和正圓臺空腔結構的頂面連接，每個第一隔聲小孔的一端與封孔層連接，另一端與倒圓臺空腔結構的底面連接。本發明可有效提高聲學覆蓋層在高頻的隔聲量，通過不同孔徑空腔的相互配合以有效拓寬隔聲覆蓋層在高低頻的隔聲性能。

技術領域

本發明屬于吸聲降噪領域，更具體地，涉及一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層。

背景技術

聲學覆蓋層是一種吸聲能力很強的潛艇隱身裝備，主要用于覆蓋在水下潛艇殼體上，抑制殼體振動和吸收敵方主動聲納，降低潛艇的聲反射強度，達到減小被探測距離的目的。

目前，聲學覆蓋層的使用已經專用化，在潛艇殼體的特定區域或頻段需要有針對的敷設不用種類的聲學覆蓋層，這就要求聲學覆蓋層的材料選擇及內部聲學結構的設計必須多樣化?，F有的腔形結構多為簡單規則結構，比如圓柱形，球形，錐形或者喇叭形，其隔聲效果與不含空腔結構的聲學覆蓋層相比得到了較大的改善，但是仍存在低頻隔聲效果不好且在靜水壓力下會產生較大變形的問題。

專利CN201810267758公開了一種基于多吸聲機理的復合型聲學覆蓋層，該覆蓋層將傳統聲學覆蓋層的單層材料改為多孔材料，多孔材料利用材料內部的細微的孔隙，當聲波進入到材料內部時，孔隙內會產生黏滯阻力，從而產生摩擦耗能，以實現對進入覆蓋層的聲能量的損耗作用。另外，基體中所添加的局域共振單元的存在，能夠對于某一頻率范圍的聲波起到較強的阻隔的作用，即產生帶隙，使得在該頻率范圍內的聲能量得到較大的衰減。空腔結構的存在，改變了聲波在覆蓋層中的傳播路線，加大了聲能量的損耗?；谝陨先N吸聲損耗機理，改善了覆蓋層的吸聲性能。但是該專利難以實現在低頻隔聲且在靜水壓力下會產生較大變形。

因此，本領域亟待提出一種低頻段隔聲效果好且耐壓的腔形結構聲學覆蓋層。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層，其中結合聲學覆蓋層自身的特征及混合空腔結構降噪的工藝特點，相應設計了一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層，并對其關鍵組件如封孔層、混合空腔模塊、第一隔聲小孔、第二隔聲小孔、倒圓臺空腔結構和正圓臺空腔結構的結構及其具體設置方式進行研究和設計，相應的獲得在特定低頻頻率范圍內具有較高隔聲量的聲學覆蓋層，在倒圓臺空腔結構頂部的彈性阻尼層中穿孔，以增大空腔有效體積占有率，從而有效提高聲學覆蓋層在高頻的隔聲量，通過不同孔徑空腔的相互配合以有效拓寬隔聲覆蓋層在高低頻的隔聲性能。

為實現上述目的，本發明提出了一種水下穿孔混合空腔結構聲學覆蓋層，其特征在于，包括設于水下運動殼體表面的彈性阻尼層以及覆蓋在彈性阻尼層上表面的封孔層，其中，

所述彈性阻尼層包括彈性阻尼本體以及設于所述性阻尼本體內的混合空腔模塊，所述混合空腔模塊包括穿孔空腔、多個呈陣列排布的第一隔聲小孔以及多個呈陣列排布的第二隔聲小孔，所述穿孔空腔沿所述彈性阻尼本體的軸向布置，其包括依次相連接的倒圓臺空腔結構和正圓臺空腔結構，所述倒圓臺空腔結構的頂面和正圓臺空腔結構的頂面連接，每個所述第一隔聲小孔的一端與所述封孔層連接，另一端與所述倒圓臺空腔結構的底面連接，且單個所述第一隔聲小孔、倒圓臺空腔結構和正圓臺空腔結構的軸向長度之和與所述彈性阻尼本體的軸向長度相同，多個所述第二隔聲小孔沿所述正圓臺的底面外周設置。

作為進一步優選的，所述倒圓臺空腔結構與所述正圓臺空腔結構為對稱結構。

作為進一步優選的，所述第一隔聲小孔的直徑小于所述倒圓臺空腔結構的底面直徑，且多個所述第一隔聲小孔均設于所述倒圓臺空腔結構的底面的正上方。