潜艇消声瓦的发展历史及未来

潜艇消声瓦的发展历史及未来

消声瓦的起源

消声瓦的起源可以追溯到第二次世界大战末期，当时德国海军节节败退，为了挽回败局，减少U型潜艇的损失数量，德国海军开始在部分潜艇的外壳上加装一层名为“阿里贝里奇”的合成橡胶防声材料，厚约30mm，内部有直径2-5mm 的圆柱型空洞。它利用声音入射时产生的气泡变形来吸收声能，在降低反射及艇内噪声方面有一定作用。这个“阿里贝里奇”合成橡胶防声材料或许就可以认为是世界上第一种用于实艇的消声瓦。

第二次世界大战结束后，前苏联和英国均获得了部分“阿里贝里奇”技术，在此基础上，前苏联和英美开始分别发展各自的消声瓦技术。经过几十年的发展，最终形成风格各异，同时又有十分优良的吸声、抑振效果的消声瓦系统技术。

各国消声瓦技术的发展

前苏联前苏联生产的潜艇往往噪声很大，这是由于当

时前苏联的制造业与加工水平相对落后造成的。为达到在全球和美国争霸的目的，前苏联对潜艇的声隐身和减振降噪技术一直投入大量的人力物力，多年发展后，其消声瓦技术已经非常先进，种类也比较齐全。经过二十世纪五六十年代的设计研究和反复试验，前苏联于1965年开始在潜艇上正式敷设消声瓦，目前所有现役潜艇均敷设有消声瓦。前苏联消声瓦的基材主要是丁苯橡胶(前苏联是橡胶生产大国，有丰富的丁苯橡胶资源)，为最大限度地达到吸声效果，其消声瓦一直是带有一定声学结构的橡胶制品。

前苏联的潜艇自噪声很高，在努力将敌主动声纳下噪声强度降低的同时，一直积极研究降低本艇自噪声的方法，并将消声瓦技术和浮筏技术等机械噪声治理、袖套等管路噪声治理这些减振降噪手段有机结合起来，效果显著。

前苏联认为攻击型潜艇与战略核潜艇由于承担的任务不同，在设计时，前者要突出灵活性，后者要优先考虑安静性，为此，两者所采用的消声瓦技术也是有很大区别的。“阿库拉”级攻击型核潜艇舯部与艉部壳体均敷设了50-150mm 厚的消声瓦，艏部壳体使用的则是一种蒙皮。这种蒙皮如同海豚皮一样，在水下航行时能起到抑制某种介质边界层的作用，有效地减小了航行阻力。据推测，这种蒙皮是由上下两层固态橡胶和中间的液态橡胶所组成的，能够随航速和压力的变化自动进行调整。这是已经公开的该技术的惟一工程应

用实例。“台风”级是世界上最大的战略核潜艇，整艇均敷设了100-200mm厚消声瓦(采用陶瓷和橡胶复合构成)，没有采用蒙皮，反映了前苏联对攻击型潜艇和战略型潜艇在消声瓦上的不同设计思路。前苏联的潜艇，尤其是核潜艇其外壳体很少仅敷设一种规格的消声瓦，外销艇除外。这是因为潜艇的各个部位对于整艇的噪音强度的贡献均不相同，目前还没有一种消声瓦能够包办解决所有问题，所以同一艘潜艇(主要是核潜艇)的不同部位敷设的消声瓦厚度差别很大，其根据在于不同厚度消声瓦的声学结构是不尽相同的。“塞拉”级和“阿库拉”级核潜艇开始采用的一种新的双层消声瓦不仅能减小声纳的反射信号，还能降低自噪声。这种瓦的内层是一种直径各不相同的多孔瓦，用于消除特定频率的声音，外层则是整体的，用于吸收主动声纳信号，以减少主动声自导鱼雷攻击的可能性。

前苏联潜艇均采用双壳体，设计人员充分利用这一结构，在潜艇的内外壳体上均敷设了消声瓦。外壳体敷设的消声瓦主要是减小反射信号，内壳体的消声瓦主要是降低本艇自噪声，且主要敷设在噪声较大的舱室外壁，有针对性地敷设解耦瓦、阻尼瓦或消声器。

英国第二次世界大战后，英国国力逐渐衰落，英国海军的潜艇更新换代速度很慢。消声瓦技术的研究虽然起步很早，但发展水平远远落后于前苏联。英国海军于上世纪70

年代中期曾在“丘吉尔”号核潜艇上进行消声瓦的敷设试验，此后在“敏捷”级的“壮丽”号和“君权”号艇的改装期间都敷设了消声瓦，粘贴方法与前苏联潜艇相似，虽取得了很好的效果，但是消声瓦的粘贴和脱落问题一直困绕着英国海军，其潜艇在出海归来时消声瓦往往都会脱落大半。所以，在“特拉法尔加”级核潜艇和“支持者”级常规潜艇上敷设消声瓦时采用了缠绕技术，但似乎效果也并不理想，“支持者”级潜艇也存在大面积的脱落现象。目前英国海军已放弃先预制消声瓦，再通过粘合剂在实艇敷设的工艺，而直接采用实艇现场浇注成型技术，其消声瓦的基材是聚氨脂。

美国美国的消声瓦技术研究起步很晚，是在前苏联将消声瓦、浮筏等一系列声隐身和减振降噪技术在潜艇上成功应用之后，特别是“东芝事件”后，前苏联有效地解决了螺旋桨加工制造技术，使其潜艇的噪声水平接近美国潜艇。美国凭借其先进的科研技术和雄厚的工业及经济基础，且获得了英国的消声瓦相关技术，迅速地发展起来。美国海军艇体结构与前苏联潜艇不同，采用单壳体结构，潜艇自噪声情况与前苏联潜艇也不相同。因此，消声瓦设计并不完全相同。美国潜艇的消声瓦除了降低本艇的噪声强度、降低本艇的声辐射水平、减小本艇的航行阻力这三点设计思路与前苏联一致外，还有防污与有效提高本艇声纳工作效能的功能。美国海军于1988年在“洛杉矶”级核潜艇“圣胡安”号上首次

敷设了消声瓦，这种消声瓦是由聚氨脂和玻璃纤维组成的双层铝板固定式吸声结构。单层消声瓦能降低自噪声25分贝，双层消声瓦可降低40分贝左右。其消声瓦敷设还借鉴了航天飞机隔热瓦的敷设工艺。美国还在积极研究自控系统介质边界层控制，类似于前苏联的“蒙皮技术”，据说采用的还是聚氨脂材料，以降低本艇水动力噪声和减小水下航行阻力。该项技术不久将在实艇进行应用，并会领先于俄罗斯。

日本、法国与澳大利亚

日本也投入了大量的人力物力进行消声瓦的研究工作，并且进行了实艇敷设。但它的消声瓦技术相对于美俄还处于起步阶段。最新下水的潜艇水线部分消声瓦依然保留加压工装，这表明日本目前还没有很好解决消声瓦的粘贴问题。

法国海军也一直独立进行消声瓦技术的研究。该国海军最早研究的消声瓦是采用混凝土外覆橡胶的方式，现在用的消声瓦基材为聚硫橡胶，消声瓦结构和敷设方法尚未公开。

澳大利亚的消声瓦技术是根据本国海洋特点和海军的

实际情况独立发展起来的，非常适应澳洲特殊的海洋条件，并且本身还具有防污功能。另外，澳大利亚还开发出消声瓦的计算机设计软件。

消声瓦的未来发展趋势