專利名稱：一種基于復(fù)合材料的消聲瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于復(fù)合材料的消聲瓦，尤其是用泡沫金屬材料與稀土超磁伸縮材料制成的消聲瓦，屬于消聲技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水下運(yùn)動(dòng)體在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于螺旋降的轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械的往復(fù)振動(dòng)及流體運(yùn)動(dòng)，往往會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射噪聲。若水下運(yùn)動(dòng)體的輻射噪聲級(jí)較高，很容易被敵方目標(biāo)探測(cè)到，不利于己方隱蔽性與安全性。水下運(yùn)動(dòng)體本身的自噪聲太高，還會(huì)嚴(yán)重影響自身聲納的探測(cè)作用距離。為解決水下運(yùn)動(dòng)體的消聲問題，通常的做法就是在水下運(yùn)動(dòng)體表面鋪設(shè)消聲瓦。 消聲瓦是一種對(duì)水下運(yùn)動(dòng)體降噪十分明顯的一種措施，也是目前最行之有效的一種降低潛艇噪聲的方法，各國所裝備的新型常規(guī)潛艇及核潛艇，基本上都采用了此降噪手段。消聲瓦的降噪原理，是在水下運(yùn)動(dòng)體與海水之間產(chǎn)生阻抗匹配，使聲波能夠傳入消聲瓦內(nèi)，通過消聲瓦材料的阻尼作用、以及瓦內(nèi)空腔或填充物的作用，使聲波的波形發(fā)生變換，從而使聲波減弱或完全被吸收。目前的消聲瓦技術(shù)，在降低水下運(yùn)動(dòng)體的輻射噪聲與自噪聲方面還存在諸多不足，如，抑制水下運(yùn)動(dòng)體自身振動(dòng)和隔離運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲輻射的效果不夠理想，對(duì)高頻聲波或低頻聲波的吸收效能沒有區(qū)別，聲納探測(cè)器工作環(huán)境和探測(cè)距離需要改善和提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型立意于水下運(yùn)動(dòng)體的輻射噪聲與自噪聲的降低，以保證水下運(yùn)動(dòng)體不被敵方目標(biāo)所探測(cè)到從而保證己方的航行安全。本實(shí)用新型的目的是提供一種用泡沫金屬材料和稀土超磁伸縮材料制成的消聲瓦，在吸收主動(dòng)聲納聲波、降低聲波反射強(qiáng)度、減少主動(dòng)聲納探測(cè)距離的同時(shí)，利用稀土超磁伸縮材料自身所具有的特性，抑制水下運(yùn)動(dòng)體自身產(chǎn)生的振動(dòng)，隔離水下運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲向水下運(yùn)動(dòng)體輻射，在降低本體噪音的同時(shí)，改善了水下運(yùn)動(dòng)體聲納的工作條件，有效的提高水下運(yùn)動(dòng)體聲納的探測(cè)距離。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的合成橡膠片組成。泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，均為帶有一定弧度的片狀結(jié)構(gòu)，它們經(jīng)合成橡膠片(普通合成橡膠材料制成)封裝后共同形成消聲瓦。泡沫金屬材料片、稀土超磁伸縮材料片和消聲瓦的弧度與水下運(yùn)動(dòng)體表面弧度相一致(消聲瓦的弧度根據(jù)水下運(yùn)動(dòng)體表面弧度確定)。所述泡沫金屬材料片是鋁、鎳及其合金等普通泡沫金屬材料片，其孔隙率為 86-92%、厚度為5 40mm ;稀土超磁伸縮材料片是TbO. 27DyO. 73Fel. 95稀土超磁材料片， 其厚度為5 40mm ;消聲瓦的整體厚度為30 150mm，長寬比為100 90 75。[0009]所述合成橡膠片分為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，外層為實(shí)心結(jié)構(gòu)，內(nèi)層有各種不同尺寸與形狀的孔洞(自然發(fā)泡形成的、無規(guī)則的孔洞)，內(nèi)、外層的厚度比為6 10: I。硫化封裝采用常規(guī)的硫化封裝技術(shù)。本實(shí)用新型依據(jù)泡沫金屬材料細(xì)小微孔的阻尼作用及空腔作用和稀土超磁伸縮材料表面電荷的密度與所受的壓力成正比這一基本原理，當(dāng)主動(dòng)聲納發(fā)出的聲波作用于該消聲瓦時(shí)，由于泡沫金屬材料面的細(xì)小微孔和所形成的空腔及合成橡膠片內(nèi)層的所設(shè)置的各種不同尺寸與形狀的孔洞，可使高頻聲波及低頻聲波的波形發(fā)生變換，從而使聲波減弱或完全被吸收，可以顯著降低探測(cè)方主動(dòng)聲納聲波的反射強(qiáng)度，進(jìn)而可降低探測(cè)方主動(dòng)聲納的作用距離；水下運(yùn)動(dòng)體自身產(chǎn)生的振動(dòng)和水下運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲會(huì)對(duì)稀土超磁伸縮材料面產(chǎn)生壓力，從而引起稀土超磁伸縮材料內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化，使稀土超磁伸縮材料兩端表面出現(xiàn)極性相反的束縛電荷，形成微弱電磁場(chǎng)，可以顯著降低水下運(yùn)動(dòng)體的輻射噪聲與自噪聲，進(jìn)而可降低探測(cè)方被動(dòng)聲納的探測(cè)距離。該復(fù)合材料制成的消聲瓦既可以顯著降低探測(cè)方主動(dòng)聲納的聲波的反射強(qiáng)度，降低探測(cè)方主動(dòng)聲納的作用距離，也可抑制水下運(yùn)動(dòng)體自身產(chǎn)生的振動(dòng)，隔離水下運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲向水下運(yùn)動(dòng)體輻射，顯著降低水下運(yùn)動(dòng)體自噪聲，達(dá)到降低探測(cè)方被動(dòng)聲納作用距離的目的。本實(shí)用新型的有益效果是①以泡沫金屬材料為消聲瓦外面，吸收了主動(dòng)聲納的聲波，降低或消除了主動(dòng)聲納的聲波的反射強(qiáng)度；②以合成橡膠片內(nèi)層的所設(shè)置的各種不同尺寸與形狀的孔洞，吸收了主動(dòng)聲納的聲波，降低或消除了主動(dòng)聲納的聲波的反射強(qiáng)度；以稀土超磁伸縮材料為消聲瓦里面，建立了進(jìn)一步降低主動(dòng)聲納的聲波的反射強(qiáng)度，抑制水下運(yùn)動(dòng)體自身產(chǎn)生的振動(dòng)，隔離水下運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲向水下運(yùn)動(dòng)體輻射，降低水下運(yùn)動(dòng)體自噪聲的新的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)思想；泡沫金屬材料使消聲瓦為正浮力或零浮力，不增加水下運(yùn)動(dòng)體的總重量；S為隱蔽型、安靜型的水下運(yùn)動(dòng)體的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

圖I是本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖；圖2是本實(shí)用新型主視局部示意圖；圖3是本實(shí)用新型后視局部示意圖；圖4是本實(shí)用新型側(cè)剖局部示意圖；圖5是本實(shí)用新型側(cè)剖局部示意圖(非設(shè)置弧度)。圖中各標(biāo)號(hào)依次表示1_水下運(yùn)動(dòng)體、2-消聲瓦、3-合成橡膠內(nèi)層、4-弧形泡沫金屬材料片、5-弧形稀土超磁伸縮材料片、6-合成橡膠外層、7-內(nèi)粘接層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說明其具體實(shí)施方式
。[0025]實(shí)施例I :用于潛艇的基于復(fù)合材料的消聲瓦，由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片4和稀土超磁伸縮材料片5，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的合成橡膠片3組成。泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，均為帶有一定弧度的片狀結(jié)構(gòu)。泡沫金屬材料片是孔隙率為90%、厚度為40mm的泡沫鋁片，稀土超磁伸縮材料片是厚度為40_的稀土超磁材料片，泡沫金屬材料片與稀土超磁伸縮材料片之間用環(huán)氧樹脂粘接、膠層(內(nèi)粘接層)厚2mm ;合成橡膠片分為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，外層為實(shí)心結(jié)構(gòu)、內(nèi)層有無規(guī)則尺寸與形狀的孔洞，內(nèi)、外層的厚度比為10: I ;泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片為長寬比為100 90的片狀，它們的弧度與潛艇外表面弧度相一致，經(jīng)合成橡膠片封裝后共同形成整體厚度為150_的消聲瓦。本消聲瓦是根據(jù)潛艇的形狀，設(shè)計(jì)和制造具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片，將泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片粘接后硫化封裝于合成橡膠片中，形成弧度與潛艇外表面相一致的消聲瓦。再按照消聲設(shè)計(jì)的需要，在潛艇殼體表面不同的位置，將泡沫金屬材料面朝外、稀土超磁伸縮材料朝內(nèi)，用環(huán)氧樹脂敷設(shè)于其殼體表面。實(shí)施例2 :用于魚雷的基于復(fù)合材料的消聲瓦，由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片4和稀土超磁伸縮材料片5，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的合成橡膠片3組成。泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，均為帶有一定弧度的片狀結(jié)構(gòu)。泡沫金屬材料片是孔隙率為92%、厚度為IOmm的泡沫鎳合金片，稀土超磁伸縮材料片是厚度為10_的稀土超磁材料片，泡沫金屬材料片與稀土超磁伸縮材料片之間用環(huán)氧樹脂粘接、膠層(內(nèi)粘接層)厚Imm ;合成橡膠片分為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，外層為實(shí)心結(jié)構(gòu)、內(nèi)層有無規(guī)則尺寸與形狀的孔洞，內(nèi)、外層的厚度比為8: I ;泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片為長寬比為100 85的片狀，它們的弧度與魚雷外表面弧度相一致，經(jīng)合成橡膠片封裝后共同形成整體厚度為50_的消聲瓦。本消聲瓦是根據(jù)魚雷的形狀，設(shè)計(jì)和制造具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片，將泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片粘接后硫化封裝于合成橡膠片中，形成弧度與魚雷外表面相一致的消聲瓦。再按照消聲設(shè)計(jì)的需要，在魚雷殼體表面不同的位置，將泡沫金屬材料面朝外、稀土超磁伸縮材料朝內(nèi)，用環(huán)氧樹脂敷設(shè)于其殼體表面。實(shí)施例3 :用于魚雷的基于復(fù)合材料的消聲瓦，由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片4和稀土超磁伸縮材料片5，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的普通合成橡膠片3組成。泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，均為帶有一定弧度的片狀結(jié)構(gòu)。泡沫金屬材料片是孔隙率為86%、厚度為5mm的泡沫鋁合金片，稀土超磁伸縮材料片是厚度為5_的稀土超磁材料片，泡沫金屬材料片與稀土超磁伸縮材料片之間用環(huán)氧樹脂粘接、膠層(內(nèi)粘接層)厚Imm ;合成橡膠片分為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，外層為實(shí)心結(jié)構(gòu)、內(nèi)層有無規(guī)則尺寸與形狀的孔洞，內(nèi)、外層的厚度比為6: I ;泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片為長寬比為100 75的片狀，它們的弧度與魚雷外表面弧度相一致，經(jīng)合成橡膠片封裝后共同形成整體厚度為30_的消聲瓦。本消聲瓦是根據(jù)魚雷的形狀，設(shè)計(jì)和制造具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片，將泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片粘接后硫化封裝于合成橡膠片中，形成弧度與魚雷外表面相一致的消聲瓦。再按照消聲設(shè)計(jì)的需要，在魚雷殼體表面不同的位置，將泡沫金屬材料面朝外、稀土超磁伸縮材料朝內(nèi)，用環(huán)氧樹脂敷設(shè)于其殼體表面。
權(quán)利要求1.一種基于復(fù)合材料的消聲瓦，其特征在于由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬片和稀土超磁伸縮材料片，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的合成橡膠片組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)合材料的消聲瓦，其特征在于泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，均為帶有一定弧度的片狀結(jié)構(gòu)，它們的弧度與水下運(yùn)動(dòng)體表面弧度相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復(fù)合材料的消聲瓦，其特征在于泡沫金屬片的孔隙率為86-92%、厚度為5 40mm，稀土超磁伸縮材料片的厚度為.5 .40mm，消聲瓦的整體厚度為30 150mm，長寬比為100:90 75。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復(fù)合材料的消聲瓦，其特征在于合成橡膠片分為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，外層為實(shí)心結(jié)構(gòu)、內(nèi)層有各種不同尺寸與形狀的孔洞，內(nèi)、外層的厚度比為6 10:1 ο
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于復(fù)合材料的消聲瓦，尤其是用泡沫金屬材料與稀土超磁伸縮材料制成的消聲瓦，屬于消聲技術(shù)領(lǐng)域。由具有一定弧度和厚度的泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片，以及將它們相互粘接后硫化封裝為一整體結(jié)構(gòu)的合成橡膠片組成。泡沫金屬材料片和稀土超磁伸縮材料片的形狀相一致，它們的弧度與水下運(yùn)動(dòng)體表面弧度相一致，經(jīng)合成橡膠片封裝后共同形成消聲瓦。本實(shí)用新型既可吸收主動(dòng)聲納的聲波、顯著降低主動(dòng)聲納的聲波的反射強(qiáng)度，也可抑制水下運(yùn)動(dòng)體自身產(chǎn)生的振動(dòng)，隔離水下運(yùn)動(dòng)體內(nèi)機(jī)器噪聲向水下運(yùn)動(dòng)體輻射，顯著降低水下運(yùn)動(dòng)體自噪聲，降低探測(cè)方被動(dòng)聲納作用距離等。
文檔編號(hào)G10K11/162GK202345901SQ20112025933
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者劉仁棟, 劉增力, 許冬冬 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)