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典型潜艇水下辐射噪声空间分布特性测试与分析技术研究

刘宁  
【摘要】:潜艇作为当今世界最重要的水下作战平台,其最大特点就是机动性和隐身性,并由此决定了其在海战中的突袭优势和威慑作用,因此潜艇良好的声隐身性能是保证其战斗力的关键所在。 潜艇体积庞大、内部机器设备众多,在近场潜艇是一个十分复杂空间噪声源,而不是传统意义上的点声源,因此在水下航行时形成了随时间和空间分布的辐射噪声场。辐射噪声不仅破坏了潜艇的隐蔽性,为敌方水声设备提供了搜索、探测的信息,而且也对本艇的水声设备造成了严重的干扰。与此同时,潜艇辐射噪声还有可能引爆某些水中兵器。可见,辐射噪声已经成为威胁潜艇安全和影响战斗力发挥的重要因素。因此研究潜艇水下辐射噪声场的空间分布特性是十分重要和必要的,对潜艇声隐身技术的发展和水中兵器的研制和开发有着重要的意义。 本文重点对潜艇辐射噪声的近场空间分布特性进行研究,并对实艇海上测试技术和数据分析方法进行深入探讨。简要讨论了潜艇辐射噪声场和海洋环境噪声场的产生机理和基本特性,从理论上对潜艇辐射噪声空间分布特性进行了分析。在充分分析了潜艇水下辐射噪声空间分布特性的基础上,利用Matlab平台中的GUI进行编程,对相关理论及数据处理方法进行工程实现,开发出了典型潜艇辐射噪声空间分布特性分析软件,在应用各种谱分析方法对信号进行处理的同时,可以按照总声级和特征谱两种分析方对辐射噪声空间分布特性进行分析。 众所周知,潜艇水下辐射噪声几乎是集各种噪声之大成,声源繁多、集中、噪声强度大、频谱成分复杂是其最显著的特点。因此,本文以某型潜艇的海上实测数据为基础,研究其辐射声场的近场空间分布特性。通过数据处理和结果分析,对潜艇的水下辐射噪声场认识更加深入。潜艇水下辐射噪声场是非常复杂的,无论是总声级的空间分布特性,还是特征谱的空间分布特性在时间和空间分布都不是均匀的,是有一定的指向性的。潜艇辐射噪声场的近场空间分布特性与机械设备在潜艇上的分布位置密切相关,即与噪声源在艇体上的分布相关,并且在不同的航行工况下,其辐射噪声谱是不同的,特征频率也不相同,而且特征频率在各个剖面上的指向性图也不相同。本文


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