揭秘舰艇四大神奇“隐身术”

和谐

[二] 揭秘舰艇神奇的“隐身术”——声“隐身术”

舰艇要达到隐身的目的,一是要减少雷达波的反射,二就是降低舰艇的噪声,减少舰艇被敌方水声探测设备发现的几率。那么声隐身具体是怎样实现的呢？我们请中国船舶信息中心舰船总体研究专家周元和研究员为我们讲解他的看法。  

声隐身对潜艇隐蔽性的重要意义

记者:请您介绍一下声隐身技术的情况。

研究员：舰艇的声隐身技术是指研究控制舰艇声物理场和降低舰艇声目标特性的技术。

舰艇声隐身技术的最终目的是为了降低敌方的水声探测设备对我方舰艇的发现概率和探测距离，降低敌方声感应水雷和声自导鱼雷的攻击力，同时也提高了我方舰艇的水声设备对敌方的发现概率、探测距离和我方的打击能力。从广义上说，水声对抗也能降低敌方水声设备的发现概率和探测距离，降低敌方水中兵器的攻击力，也是一种声隐身技术。舰艇的声隐身技术随着水声设备和水中兵器性能的不断提高而进入了全面深入的发展阶段。

潜艇的声隐身对潜艇的水下隐蔽性有特殊的重要意义，并因此取得了巨大的进步。目前美、俄两国90年代以来的一些潜艇已达到了安静型潜艇的水平（120～130分贝），其中美国的更低些。

舰艇的噪声源

记者：声隐身的目的就是尽可能地降低舰艇自身的噪声，那么舰艇的噪声都有哪些呢？

研究员：舰艇的噪声可分为机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三类。

机械噪声是由主机、主电机、减速齿轮装置及发电机、泵、空压机等辅机运转时产生的机械噪声，通过基座传递到船体，再经船体振动传到海水中。

螺旋桨噪声由三部分组成。一是螺旋桨的推、扭力噪声，这是螺旋桨旋转时叶片与流体相互作用产生的带有周期性的噪声，航速较低时这种推、扭力噪声不大，但是当航速较高或螺旋桨盘面的来流不均匀时，噪声将大大增强。螺旋桨的这部分噪声为低频噪声；二是螺旋桨达到临界转速后产生的空泡噪声；三是螺旋桨引起舰壳共振产生的噪声。水动力噪声是舰艇与海流的相对运动而产生的噪声。这种噪声主要是水流辐射噪声，空腔、板和附体的共振产生的噪声。

消声瓦的重要作用

为减小机械噪声，燃气轮机采取的主要措施有，设进气消音器和排气消音机；主辅机设置隔音罩壳，罩壳用吸音板组成；设冷却空气消音器；主辅机采用浮筏隔振降噪，根据噪声级的分配可选用单层浮筏或双层浮筏技术。设备组装布置于浮筏结构上时，必须将各单个设备的隔振系统和浮筏的减振系统的参数进行协调，以取得最佳的效果。

对柴油发电机组、减速齿轮箱、空气压缩机、通风机等振动较大的设备必须采用双层弹性隔振降噪，才能达到好的效果；选择或研制低噪音的机舱辅机设备基座设计时，应注意其的弯曲固有频率必须远低于机器设备本身产生的激励频率；基座的固有频率不能与舰体的基本固有频率重合，避免波浪的激发而引起舰体的谐振，也不能与舰体结构的频率重合；管道与管路的弹性支撑采用橡胶型隔振器、钢质弹性体隔振器和空气弹簧隔振器（一个装有压缩空气的橡胶皮球）；一些重要舱室、生活舱室以及混响严重的噪声超标舱室都应进行吸声设计，应用最广的是舱室围壁上涂以某种吸声材料，天花板下悬吊空间吸声体材料。

消声瓦在潜艇的声隐身中起十分重要的作用，在现代化潜艇上得到了广泛的使用。消声瓦的主要作用是降低声波反射的目标强度，第二个作用是抑制舰体振动、降低辐射噪声，同时也减小了对本艇声呐站的干扰。消声瓦是以粘弹性材料为基底，其中加入声学结构的吸声阻尼层。一般以改性后的橡胶和聚胺脂作为基底材料，并在阻尼层中形成各种形状和尺寸的空腔。消声瓦的消声，一靠基底材料的高损耗性；二靠空腔的共振吸收，空腔设计得好，其吸声的效果要远好于基底材料对声波的损耗效果。

为了提高消声瓦的效果，国外已研制了吸声型、抑制型、隔声型等消声瓦，可在潜艇的不同部位敷设不同类型的消声瓦，达到更好的声隐身效果。水面舰艇普遍采用低噪声的５叶变距桨，并采用螺旋桨叶片的通气技术降低空泡噪声；为了最大限度提高螺旋桨的空泡初始速度，减小空泡噪声，应尽量使推进轴的倾斜度最小；螺旋桨的液压系统设隔声装置，以降低螺旋桨液压系统的结构噪声和流体动力噪声。潜艇采用低噪声的７叶大侧斜螺旋桨。减少了压力脉动是７叶大侧斜螺旋桨减小噪声辐射的主要因素，激振力的减小也使舰体结构和桨叶的振动减小，从而降低了由此发出的噪声。

从60年代开始，经过30年左右的努力，为潜艇研制的喷水推进装置得到了广泛应用，消除了螺旋桨叶频噪声。
舰艇的水动力噪声包括两部分，一是水流过船体边界产生的湍流噪声，二是螺旋桨运动时产生的紊流噪声。

降低舰艇水动力噪声的措施主要有两个方面，一是设计舰艇的优良线型和附体，减少阻力和附面湍流的产生，使环绕船体的湍流噪声最小；二是优化尾部线型、附体、轴系与螺旋桨的匹配，使螺旋桨噪声达到最小。

[ 本帖最后由 和谐 于 2008-3-28 00:55 编辑 ]

和谐

[三] 揭秘舰艇神奇的“隐身术”--雷达“隐身术”

我们从一些科幻片中早已领略了隐行人的神奇。但是从上世纪80年代开始，隐行飞机和舰艇开始丰富人们的耳闻，而且这决不是幻想，而是现实。那么舰艇是如何做到隐身的呢？为此我们采访了中国船舶信息中心舰船总体研究专家周元和研究员。




    记者：近年来非常强调军舰的隐身性，在设计中如何实现隐身化，一般采取哪些方法和措施？


研究员：舰艇的隐身性确实受到了各国海军普遍的高度重视，隐身性已经成为一艘舰艇十分重要的战术技术指标之一，从舰艇的论证阶段和方案阶段开始就受到了高度的关注。隐身性何以变得如此重要？因为隐身性对一艘舰艇的生存能力和作战能力起着举足轻重的作用。要提高隐身性，就要研究舰艇的隐身技术。

    舰艇的隐身技术是指降低舰艇物理场目标特性的技术。舰艇隐身技术能降低敌方探测、跟踪、制导设备的探测、识别、跟踪、定位和制导的能力。
    舰艇的隐身技术包括雷达隐身技术、声隐身技术、红外隐身技术、磁隐身技术、水压场隐身技术和尾流场隐身技术等。其中雷达和声隐身技术是最为重要的两个方面，研究的时间最长，进展也最快。
自进入２０世纪８０年代开始，舰艇的雷达隐身技术得到重大的应用。英国２３型护卫舰首次采用上层建筑侧壁倾斜７°以降低雷达反射截面积；８０年代中期，美国开发了＂海影＂号双体隐身试验艇；瑞典海军９０年代初开始用＂斯米杰＂号隐身试验艇做各种试验；法国９０年代研制成了满载排水量３７５０吨的＂拉斐特＂级隐身护卫舰，据报道，其雷达反射截面积仅相当于一艘５００吨的巡逻艇；２００５年１月瑞典海军＂维斯比＂级轻型隐身护卫舰开始服役。
美国研制了＂先进封闭式桅杆／传感器系统＂，并在＂斯普鲁恩斯＂级的一艘舰上进行了试验。据报道，桅杆的中部采用了选频结构材料，只允许己方传感器频率通过。英国宇航系统公司也进行桅杆的隐身性研究，准备用于４５型驱逐舰。９０年代以后的新水面舰艇都把雷达隐身作为首要考虑的隐身指标。



    目前雷达隐身技术主要可归纳为两方面的技术。一是外形设计隐身技术，二是雷达吸波材料隐身技术。
    舰艇雷达隐身外形设计的实质是使雷达反射波在敌方探测、跟踪雷达和反舰导弹的末制导雷达可以接收到的方向减至最小，使它们探测不到，跟踪不到，或无法准确探测和跟踪、制导。



可以采取的外形设计措施有，水线以上两舷、上层建筑侧壁和舱壁避免垂直，采用倾斜一定的角度；直升机库的外壁倾斜一定的角度，机库大门也倾斜一定的角度，机库门与壁的连接要平滑，舷边连接要光顺，可折角连接或圆弧连接，比较而言，折角连接可以较好控制雷达波的反射方向。
舰艇露天的舾装设备如处理不妥也会形成较大的雷达反射面积。导缆桩可稍微向船中倾斜，救生筏两侧和绞车朝舷部的一面可稍做倾斜。除了必需的部分之外，尽量少设栏杆。也可把露天的锚泊设备起锚机、导缆器、带缆桩、绞车等布置在露天甲板下的主甲板，主甲板两侧由起隐身作用的内倾舷墙围闭，舷墙上开系泊作业时的作业孔，航行时作业孔由盖板盖上（如法国＂拉斐特＂级护卫舰那样）。



烟囱与桅杆可设计成有倾斜侧面的整体结构；舰面上的武器装备和电子设备天线也要进行外形隐身设计；减小角反射体，消灭外露的通道口和夹缝，减少不顺的连接；减少腔体效应，传统舰上的舷窗、驾驶室的大面积观察窗，易产生腔体效应，会产生较大的反射。这些窗玻璃应采用带金属膜的透明屏蔽玻璃，以提高雷达隐身性；尽量不采用回转式或固定式的导弹发射装置，它们的雷达反射面积都比较大，应尽量采用导弹垂直发射系统；改变上层建筑的布置形式，实现以集成天线为核心的集成式上层建筑，如美国海军正在研制的ＤＤ（Ｘ）驱逐舰那样。

    记者：舰艇是否需要大面积采用雷达吸波材料？

    研究员：雷达吸波材料隐身技术在目前舰艇雷达隐身技术中的定位是作为外形设计隐身技术的补充。目前常用的涂敷型吸波材料是有损耗的铁氧体力口粘结剂等成分，形成可涂敷的吸波材料。


    舰艇上大面积涂敷吸波材料效果总会好一些，但这样做效费比不是最好。比较实用的方案是在实施了外形设计隐身技术后，在那些效果不够理想的部位，或是十分重要的部位涂敷吸波材料，切实达到所要求的雷达隐身性能。


    需要涂敷吸波材料的主要有４个部位，一是平板，可考虑分块涂敷或重点涂敷；二是采用折角过渡的连接方式，两个平面的接合处；三是门、窗等结构处，外露的门窗等结构的框架；四是桅杆、烟囱或桅杆烟囱合一结构的平面与折线附近。


    除了涂敷吸波材料之外，还有一种结构型的吸波材料，由碳化硅纤维组成的雷达波吸收层，在强度、耐热和耐腐蚀方面都比较好，吸波能力比较强，带宽也较大。结构型吸波材料价格较贵，目前还不宜大面积广泛使用。

[ 本帖最后由 和谐 于 2008-3-28 01:01 编辑 ]

和谐

[四] 揭秘舰艇神奇的“隐身术”——红外“隐身术”


美国DDG1000全封闭式传感器桅杆进行性能测试


随着红外技术在军事领域的广泛应用，利用红外原理制造的探测和武器装备对舰艇的生存形成了严重的威胁。舰艇要达到隐身目的，就必须减少红外辐射，提高对抗红外技术的能力。怎样才能做到这一点呢？为此我们采访了中国船舶信息中心舰船总体研究专家周元和研究员。


    记者：红外隐身的被关注度似乎比雷达和声隐身少很多，但很明显它也是提高舰艇生存能力的重要因素，请您介绍一下这方面的情况。

    红外隐身技术

研究员：好的，红外技术其实是高新技术的一个重要分支，红外系统具有精度高、抗干扰能力强、保密性高等特点，在舰艇的应用中得到高度重视，如红外热成像技术、红外警戒技术、红外制导技术、红外隐身技术等获得了很快的发展。舰艇的红外隐身技术指降低舰艇红外物理场目标特性的技术。从广义理解也包括红外对抗技术。



    舰艇红外隐身技术的基本思路是降低温度和进行屏蔽两个方向。

    舰艇烟道表面和排气烟流的红外辐射信号占全舰辐射信号的99％。因此导弹的红外末制导系统通常都会使用中红外波段。所以中红外波段的红外隐身具有特别重要的意义。



    主要措施

目前，舰艇红外隐身技术的主要措施有，烟囱做成双层，烟囱的底部开冷空气进入孔，使燃气轮机的高温排气与大量的冷空气混合，达到降低烟囱排气温度的目的；采用多个排气口的烟囱，使烟囱尽可能低于周围的上层建筑，达到分散排气和遮挡的目的Ｉ厨房的排气烟道采用外加冷水套管，用循环水带走排气热量；采用柴油机做主机的舰艇可考虑舷侧和水下排气方式；使用隔热材料隔热，机舱、排气管道和舰内外结构的发热部位敷设绝热材料阻止它们的红外辐射；使用红外隐身涂料降低红外反射和红外辐射目标特征


    为提高红外隐身性能，各国采用了多种红外抑制系统。如美国的＂斯普鲁恩斯＂级驱逐舰上曾采用水冷却喷射系统，德国209型潜艇上采用水冷却消音器，燃气轮机排气烟道使用多种排气引射冷却器。

[ 本帖最后由 和谐 于 2008-3-28 01:04 编辑 ]

维多利亚

专家在测试海狼的时候发现一种奇怪的声音,后来发现是咖啡壶煮咖啡的声音.可见海狼的消声多么可怕

raozhenyu

原帖由 维多利亚 于 2008-3-28 01:28 发表
专家在测试海狼的时候发现一种奇怪的声音,后来发现是咖啡壶煮咖啡的声音.可见海狼的消声多么可怕

藏匿的功夫啊

martinchi

潜艇的隐身比水面船只好，
我们也要努力追赶啊

martinchi

我只知道在危险水域中，阿库拉与海浪的静音效果差别不大，但是俄国的有反潜导弹，具有在350米深度发射反潜导弹攻击远距离潜艇。

咸蛋超人~

知识知识。。。又学习到