深水矢量水听器的研制

【摘要】： 由于海洋具有巨大的经济潜力和重要的战略地位,因此各国都纷纷研制各种适于探测深海资源的仪器和设备,矢量水听器也是其中之一。 本文介绍了两种结构均能在1000m深水工作的矢量水听器:一种是将常规的矢量水听器放入金属耐压壳体中后注入硅油获得的深水矢量水听器;另一种是采用高分子复合灌封材料设计制作的空气腔和充油腔两个三叠片式深水矢量水听器。另外论文对于高分子灌封材料的配制工艺进行了研究,并对各种不同配制工艺下制作的材料样品的抗压强度进行了测试,从中获得了材料的杨氏模量,为第二种水听器的仿真研究提供了基本数据。同时,运用ANSYS软件对耐压壳体结构以及三叠片水听器结构进行了仿真研究,为两种水听器的结构优化设计提供了参考。 论文设计制作了三只深水矢量水听器:第一只是将常规矢量水听器的外部加了一个具有耐压结构的黄铜壳体,该水听器理论工作深度为1050m,在加压10MPa后其指向性仍良好;第二只是采用三叠片制作的空气腔矢量水听器,理论工作深度1870m,在加压10MPa后在其工作频带内指向性、灵敏度指标正常;第三只是充油腔三叠片式矢量水听器,理论工作深度为4950m,在加压10MPa后在其工作频带内指向性、灵敏度指标仍然正常。 测试结果表明:论文研究的三只深水矢量水听器均能够在1000m深水中工作,但是带耐压壳体充油结构的深水水听器的制作工艺较复杂,其灵敏度曲线起伏较大,而采用高分子材料设计制作的两只空气腔和充油腔的深水矢量水听器的耐压性能较好,特别是充油腔的水听器在加压10MPa后各项声学性能指标正常,为今后设计高耐压矢量水听器提供了参考。