：本發(fā)明涉及艦船聲學(xué)，具體講是一種密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、為開展水下航行體陸上模擬實航試驗，需將航行體放置于靜水壓力可控的有限空間的密封試驗容器內(nèi)，模擬水下實航環(huán)境。密封試驗容器通常采用一定厚度的高強(qiáng)金屬制作，其內(nèi)壁會對聲波產(chǎn)生強(qiáng)烈的散射和反射，使得航行體試驗環(huán)境無法滿足水下無限聲場條件。因此需在試驗密封容器內(nèi)壁安裝低回聲水聲板，減弱密封容器內(nèi)壁散射聲波對試驗聲場的干擾。典型的寬頻低回聲水聲板主要采用低模量的高分子材料如橡膠、聚氨酯等彈性體材料或孔腔分布的硬質(zhì)泡沫材料等制作。通過調(diào)節(jié)材料的特性聲阻抗與聲衰減系數(shù)，可獲得與水介質(zhì)匹配的低回聲板。然而密封試驗容器內(nèi)靜水壓力從常壓～10mpa反復(fù)變化，以模擬不同深度的水壓環(huán)境。

2、上述材料或結(jié)構(gòu)在高靜水壓下黏彈性能和結(jié)構(gòu)特征發(fā)生較大變化，使得水聲板的聲性能衰減，工作頻段向高頻遷移，不再滿足使用要求，因此需要一種對壓力變化不敏感的寬頻低回聲水聲板。

技術(shù)實現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，該寬頻低回聲水聲板采用將多個主工作頻段不同的常壓聲性能優(yōu)異的低回聲水聲板模塊交替排列內(nèi)插入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蜂窩增強(qiáng)框架內(nèi)腔里的方法，將應(yīng)力分散在模量更高和穩(wěn)定性更強(qiáng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上，降低低回聲水聲板在壓力下的變形量和性能衰減，拓寬低回聲板工作帶寬，對壓力變化不敏感。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，包括下端面板、中間增強(qiáng)框架、內(nèi)插低回聲水聲板與上端面板，其中，上端面板和中間增強(qiáng)框架采用寬頻聲透射性能好的高強(qiáng)高韌純樹脂或者纖維增強(qiáng)樹脂制作而成，下端面板為鋼材料制作而成；內(nèi)插低回聲水聲板為預(yù)先單獨制成的特定尺寸的單元模塊，該單元模塊為均勻黏彈性材料構(gòu)件或多層阻抗?jié)u變構(gòu)件或空腔諧振構(gòu)件，下端面板、中間增強(qiáng)框架、內(nèi)插低回聲水聲板及上端面板之間配合接觸無縫隙。

3、作為優(yōu)選，單元模塊包含三種主工作頻段不同的低回聲水聲板單元，分別為低頻段低回聲水聲板、中頻段低回聲水聲板和高頻段低回聲水聲板，三種主工作頻段不同的低回聲水聲板單元交替排列以實現(xiàn)的寬頻低回聲性能。

4、作為優(yōu)選，端面板和中間增強(qiáng)框架可用預(yù)先成型成板材制備或用液態(tài)樹脂澆注而成。

5、作為優(yōu)選，制備時，可用預(yù)先成型成板材制備中間增強(qiáng)框架，內(nèi)插低回聲水聲板單元后再澆注兩者之間的縫隙和上端面板；也可將內(nèi)插低回聲水聲板單元排列固定后，用樹脂或纖維增強(qiáng)樹脂液體料澆注形成中間增強(qiáng)框架和上端面板。

6、作為優(yōu)選，中間增強(qiáng)框架為蜂窩增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)插入如橡膠、聚氨酯等制作的內(nèi)插低回聲水聲板，并采用樹脂澆注工藝使得內(nèi)插低回聲水聲板與中間增強(qiáng)框架的蜂窩壁之間無縫隙，從而使蜂窩增強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部空腔形成實心結(jié)構(gòu)。應(yīng)力分布在剛度更大的蜂窩增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上。

7、作為優(yōu)選，蜂窩邊長≥150mm。優(yōu)選蜂窩邊長為200mm。主要用于分散回聲板的應(yīng)力分布，減小內(nèi)插模塊在壓力下的變形，工作頻段與聲學(xué)性能參數(shù)由內(nèi)插低回聲水聲板常壓性能決定，多個主工作頻段不同的內(nèi)插模塊拓寬了其工作帶寬。

8、本技術(shù)方案是在已有常壓性能優(yōu)異的低回聲板基礎(chǔ)上，設(shè)置周期增強(qiáng)框架(框架單元為六方形)，單個框架胞元尺寸較大(邊長≥150mm)，降低低回聲板內(nèi)部芯材承載的壓力，解決了低回聲板性能隨壓力增加逐漸衰減的問題，并采用多種主工作頻段不同的低回聲板交替組合排列，拓寬了低回聲板的工作頻帶。

9、采用以上方案后與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

10、本發(fā)明采用將常壓聲性能優(yōu)異的低回聲水聲板模塊內(nèi)插入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蜂窩增強(qiáng)框架內(nèi)腔里的方法，將應(yīng)力分散在模量更高和穩(wěn)定性更強(qiáng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上，降低了壓力對低回聲水聲板基材及結(jié)構(gòu)的影響，保持了低回聲水聲板優(yōu)異的聲學(xué)性能，降低了低回聲水聲板對壓力的敏感性，滿足其在0～10mpa靜水壓環(huán)境下的使用要求，采用多個主工作頻段不同的低回聲板單元模塊交替內(nèi)插排列，拓寬了低回聲板的工作帶寬；與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本技術(shù)方案無復(fù)雜的通孔內(nèi)腔設(shè)計和由此導(dǎo)致的特殊的內(nèi)腔加工工藝及黏彈材料內(nèi)嵌工藝。本技術(shù)方案涉及的低回聲水聲板制作工藝簡單，易于操作和批量化生產(chǎn)。同時底部鋼板設(shè)計更為其提供了多樣化的安裝工藝選擇。

技術(shù)特征：

1.一種密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：包括下端面板、中間增強(qiáng)框架、內(nèi)插低回聲水聲板與上端面板，其中，上端面板和中間增強(qiáng)框架采用寬頻聲透射性能好的高強(qiáng)高韌純樹脂或者纖維增強(qiáng)樹脂制作而成，下端面板為鋼材料制作而成；內(nèi)插低回聲水聲板為預(yù)先單獨制成的特定尺寸的單元模塊，該單元模塊為均勻黏彈性材料構(gòu)件或多層阻抗?jié)u變構(gòu)件或空腔諧振構(gòu)件，下端面板、中間增強(qiáng)框架、內(nèi)插低回聲水聲板及上端面板之間配合接觸無縫隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：單元模塊包含三種主工作頻段不同的低回聲水聲板單元，分別為低頻段低回聲水聲板、中頻段低回聲水聲板和高頻段低回聲水聲板，三種主工作頻段不同的低回聲水聲板單元交替排列以實現(xiàn)的寬頻低回聲性能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：上端面板和中間增強(qiáng)框架可用預(yù)先成型成板材制備或用液態(tài)樹脂澆注而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：制備時，可用預(yù)先成型成板材制備中間增強(qiáng)框架，內(nèi)插低回聲水聲板單元后再澆注兩者之間的縫隙和上端面板；也可將內(nèi)插低回聲水聲板單元排列固定后，用樹脂或纖維增強(qiáng)樹脂液體料澆注形成中間增強(qiáng)框架和上端面板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：中間增強(qiáng)框架為蜂窩增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)插入內(nèi)插低回聲水聲板，并采用樹脂澆注工藝使得內(nèi)插低回聲水聲板與中間增強(qiáng)框架的蜂窩壁之間無縫隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：蜂窩邊長≥150mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，其特征在于：蜂窩邊長為200mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種密封容器內(nèi)壁用壓力非敏型寬頻低回聲水聲板，包括下端面板、中間增強(qiáng)框架、內(nèi)插低回聲水聲板與上端面板，其中，上端面板和中間增強(qiáng)框架采用寬頻聲透射性能好的高強(qiáng)高韌純樹脂或者纖維增強(qiáng)樹脂制作而成，下端面板為鋼材料制作而成；內(nèi)插低回聲水聲板為預(yù)先單獨制成的特定尺寸的單元模塊，該單元模塊為均勻黏彈性材料構(gòu)件或多層阻抗?jié)u變構(gòu)件或空腔諧振構(gòu)件。本發(fā)明采用將多個主工作頻段不同的常壓聲性能優(yōu)異的低回聲水聲板模塊交替排列內(nèi)插入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蜂窩增強(qiáng)框架內(nèi)腔里的方法，將應(yīng)力分散在模量更高和穩(wěn)定性更強(qiáng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上，降低低回聲水聲板在壓力下的變形量和性能衰減，拓寬低回聲板工作帶寬，對壓力變化不敏感。

技術(shù)研發(fā)人員：楊潔,鄭正鋼,張振,吳友亮,羅馬奇,夏高揚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶集團(tuán)有限公司第七一五研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10