[发明专利]一种贴合于水下航行器壳体外表面的消声瓦及水下航行器

说明书

本发明公开了一种贴合于水下航行器壳体外表面的消声瓦及水下航行器，其中，消声瓦由多个相接的正六棱柱形单胞结构紧密排布而成，其中所述单胞结构从靠近所述壳体至远离所述壳体方向依次包括：基底层、吸声层和透声层，三者的外表面轮廓构成的正六边形在所述正六棱柱轴线方向上的投影重合；所述吸声层包括内部材料层，和包裹所述内部材料层的碳纤维骨架，所述碳纤维骨架和所述内部材料层的外轮廓均为正六边形，所述内部材料层中具有纵向贯穿所述内部材料层的空腔。本发明消声瓦结构采用碳纤维蜂窝作为内部骨架，解决了深水下吸声结构空腔变形的难点。另外在低中高全频段都具有优良吸声性能。

技术领域

本发明属于水下吸声降噪隐身技术领域，具体地，涉及一种贴合于水下航行器壳体外表面的消声瓦及水下航行器。

背景技术

潜艇，因为其隐身性而成为一种极具威胁的海军舰种，水下消声覆盖层技术是既能降低潜艇目标强度又能抑制其辐射噪声，还可以用于声呐平台区降低自噪声的一项综合技术。目前的消声瓦结构主要包括微粒填充型、阻抗过渡型、空腔谐振型以及比较新颖的局域共振型。阻抗过渡型往往结构材料单一，尺寸过大，吸声效果差；空腔谐振型结构容易因为外部压力导致内部空腔变形；微粒填充型往往依赖搭配其他类型结构设计，局域共振型结构制备工艺复杂，技术不完善。

目前大多数消声瓦结构的研究往往停留在以上中高频段，并且没有考虑分析深水压对结构的影响，制备过程加入粘合剂固定各层次，影响消声瓦结构的吸声性能。

因此，期待一种新型的消声瓦结构，能够实现宽频的吸声效果且具有优良的耐静水压效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种贴合于水下航行器壳体外表面的消声瓦及水下航行器，能够实现宽频的吸声效果且具有优良的耐静水压效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种贴合于水下航行器壳体外表面的消声瓦，所述消声瓦由多个相接的正六棱柱形单胞结构紧密排布而成，其中所述单胞结构从靠近所述壳体至远离所述壳体方向依次包括：

基底层、吸声层和透声层，三者的外表面轮廓构成的正六边形在所述正六棱柱轴线方向上的投影重合；

所述吸声层包括内部材料层和包裹所述内部材料层的碳纤维骨架，所述碳纤维骨架和所述内部材料层的外轮廓均为正六边形，所述内部材料层中具有纵向贯穿所述内部材料层的空腔。

可选方案中，所述空腔包括：

靠近所述透声层一侧的第一圆柱腔；

靠近所述基底层一侧的第二圆柱腔；

过渡连接于所述第一圆柱腔和所述第二圆柱腔之间的变径圆柱腔；

其中所述第一圆柱腔的半径小于所述第二圆柱腔的半径。

可选方案中，所述第一圆柱腔的半径为1.5-2.5mm；所述第二圆柱腔的半径为7.5-8.5mm。

可选方案中，所述变径圆柱腔的高度至少为所述第一圆柱腔与所述第二圆柱腔的高度之和的3倍。

可选方案中，所述碳纤维骨架由正交分布的两层碳纤维布高温固化制成。

可选方案中，所述碳纤维骨架的厚度为0.2-0.4mm。

可选方案中，所述内部材料层的材料为弹性体聚氨酯，所述弹性体聚氨酯充当粘接剂，经过高温固化后使所述透声层、所述吸声层、所述基底层粘合为一体。

可选方案中，所述透声层的材料包括环氧树脂、发泡聚氨酯及玻璃微珠；和/或，所述基底层的材料包括玻璃微珠和经硫化的丁苯橡胶。

可选方案中，所述透声层的厚度为4-6mm，所述吸声层的厚度为45-55mm，所述基底层的厚度为4-6mm。

本发明还提供了一种水下航行器，包括上述任一项所述的消声瓦。