CN218431684U - 一种消声瓦 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消声瓦，涉及声学覆盖层技术领域，包括槽板、穿孔板、吸声板及外板，穿孔板水平嵌装在槽板中，外板铺设在槽板上并覆盖穿孔板，吸声板铺设在穿孔板上用以填充穿孔板与外板之间的空隙，穿孔板上具有若干沿竖直方向开设的穿透孔，槽板在与穿孔板底部接触的面上开设有若干竖直的凹孔，凹孔与穿透孔随机错落分布使得凹孔与穿透孔之间形成有变径的空腔，本实用新型可有效扩宽吸声频率范围，提高吸声性能，并且针对外界过来的主动声纳声波以及航行器自身辐射声波都具有良好的吸收效果。

Description

一种消声瓦

技术领域

本实用新型涉及声学覆盖层技术领域，尤其涉及一种消声瓦。

背景技术

消声瓦是随现代吸声材料的发展而逐渐成熟起来的一种新型潜艇隐身装备，主要用于提高水下航行器的隐蔽性，而提升隐秘性的关键在于：一个是降低自身的振动及噪声能量向外界环境的辐射，减小敌方被动声纳对本身的可探测或可感知的距离；一个是对敌主动声纳的吸收和消耗，减小敌方主动声纳的返回能量，降低回声强度，从而达到不易被探测到的隐蔽性。

申请号为CN202120425985.8的专利文件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。该实用新型虽有不错的吸声性能，但由于其内部空腔的变径相同，使得可吸收的声音频段较为单一，因此仍有改进空间。

实用新型内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种消声瓦，包括：槽板、穿孔板及外板，穿孔板水平嵌装在槽板内，外板铺设在槽板上并覆盖穿孔板，穿孔板具有若干沿竖直方向开设的穿透孔，槽板在与穿孔板底部接触的面上开设有若干竖直的凹孔，凹孔与穿透孔随机错落分布使得凹孔与穿透孔之间形成有变径的空腔。

作为上述方案的进一步优化，槽板上至少存在两种孔径的凹孔，穿孔板上至少存在两种孔径的穿透孔，且槽板与穿孔板的穿孔率均不高于20％。

作为上述方案的进一步优化，还包括吸声板，吸声板铺设在穿孔板上用以填充穿孔板与外板之间之间的空隙。

作为上述方案的进一步优化，槽板、穿孔板及外板均为粘弹性阻尼材料板，所述粘弹性阻尼材料板为聚氨酯阻尼材料、丁基橡胶阻尼材料或者阻尼合金，吸声板为铝纤维吸音板或者碳纤维吸音板。

作为上述方案的进一步优化，槽板、穿孔板、吸声板及外板自下而上依次紧密堆砌，且外板与槽板边缘通过硫化处理形成统一整体。

有益效果：

1、本实用新型中所提出的一种消声瓦，槽板与外板之间构成了薄板共振吸声结构，同时内部的穿孔板与吸声板又构成了穿孔吸声结构，由此形成的复合式吸声结构，大大扩宽了吸声频率范围，并提高了吸声性能。

2、本实用新型中所提出的一种消声瓦，穿透孔与凹孔随机错落分布形成了具有不同变径的空腔，不同的空腔能够吸收不同频带的声音，使总的吸声频带变宽，进一步提升了吸声性能，同时，空腔的存在增大了材料在声压下的可压缩性，空气运动的摩擦与材料的剪切都能对声波能起到衰减作用。

3、本实用新型中所提出的一种消声瓦，高分子的粘弹性阻尼材料具有高内耗特性，当声波及振动等机械能作用于材料时，粘弹性阻尼材料将此能量进行不停地转换、吸收和耗散，达到减振和降噪的目的，进而降低敌被动声纳的探测距离。

4、本实用新型中所提出的一种消声瓦，与航行器外壳接触的槽板的特性阻抗与海水的特性阻抗失配，使得声能不易进入和通过，且材料具有很高的阻尼损耗性能，在壳体和海水侧之间形去耦作用，既能反射又能吸收消耗来自壳体的振动与声波能量，减小向海水侧辐射，而外板的材料特性阻抗追求接近于海水，可促进敌方声波进入消声瓦内进行消耗吸收，减少敌方声波的反射。

5、本实用新型中所提出的一种消声瓦，吸声板对表层的阻尼材料外板也起到宏观上的支撑作用，防止在高水压下空腔达到变形极限。

6、本实用新型中所提出的一种消声瓦，穿孔板与吸声板在机械波激励及空腔变形下会产生滑动摩擦，加剧材料内高分子的剪切摩擦，进一步提升耗能作用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种消声瓦的整体结构剖视图；

图2为本实用新型提出的一种消声瓦的槽板的结构剖视图；

图3为本实用新型提出的一种消声瓦的穿孔板的结构剖视图。

其中：

1、槽板；11、凹孔；2、穿孔板；21、穿透孔；3、吸声板；4、外板。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型提出的一种消声瓦，主要运用于水下航行器上，包括槽板1、穿孔板2、吸声板3及外板4，槽板1可贴附在航行器外壳上，其顶面具有适配安装穿孔板2与吸声板3的凹槽，吸声板3铺设在穿孔板2上，外板4铺设在槽板1上并覆盖吸声板3，即槽板1、穿孔板2、吸声板3及外板 4自下而上依次紧密堆砌，且外板4与槽板1边缘通过硫化处理形成统一整体；

槽板1、穿孔板2及外板4均为粘弹性阻尼材料板，粘弹性阻尼材料板的材质可以是具有高阻尼损耗因子的高分子类材料，如聚氨酯、丁基橡胶等阻尼材料，也可以是阻尼合金等，这类材料具有高内耗特性，当声波及振动等机械能作用于材料时，粘弹性阻尼材料将此能量进行不停地转换、吸收和耗散，达到减振和降噪的目的，进而降低敌被动声纳的探测距离；

槽板1、穿孔板2及外板4所用粘弹性阻尼材料板在工作环境温度下，损耗因子需达到0.03以上，损耗因子又称损耗因数、阻尼因子或内耗或损耗角正切，是每周期耗散能量与在一周期内的最大贮能之比，损耗因子的大小代表的是材料的粘弹性性能，损耗因子越大说明材料的黏性越大，损耗因子越小说明材料的弹性越大；

此外，还需考虑上述粘弹性阻尼材料的特性阻抗参数，特性阻抗是材料密度与声波在材料内的传播速度的乘积，外板4的特性阻抗数值需与海水相近，如此才能使声纳波容易穿透进入消声瓦内，以此实现对主动声纳的声波反射最小，从而便可达到隐身的效果，穿孔板2的特性阻抗数值也追求与海水接近，而槽板1的特性阻抗数值需与海水的特性阻抗严重失配，使得声能不易进入和通过，减小声波向海水侧的辐射；

吸声板3为铝纤维吸音板或者碳纤维吸音板，吸声板3能够对表层的外板4 也起到宏观上的支撑作用，防止在高水压下变形；

槽板1至少具有两种以上孔径不同的凹孔11，孔型不限，凹孔11随机分布且槽板1的穿孔率不高于20％，穿孔板2上具有若干沿竖直方向随机分布的穿透孔21，穿透孔21至少具有两种以上孔径且孔型不限，穿孔率同样不高于20％，穿透孔21与凹孔11错落分布使得凹孔11与穿透孔21之间形成有变径的空腔。外板4与槽板1之间构成了薄板共振吸声结构，同时内部的穿孔板2与吸声板3 又构成了穿孔吸声结构，由此形成的复合式吸声结构，大大扩宽了吸声频率范围，并提高了吸声性能，而穿透孔21与凹孔11随机分布形成的不同变径的空腔作为声腔，形成共振吸声结构，每个声腔分别吸收一小段频带，使总的吸声频带变宽，进一步提升了吸声性能，同时，空腔的存在增大了材料在声压下的可压缩性，空气运动的摩擦与材料的剪切都能对声波能起到衰减作用。

本实施例的一种消声瓦，外板4作为面向海水的一侧，在满足强度需求的情况下不宜太厚。

本实施例的一种消声瓦的具体工作过程中，粘弹性阻尼材料具有高内耗特性，当声波及振动等机械能作用于材料时，粘弹性阻尼材料将此能量进行不停地转换、吸收和耗散，达到减振和降噪的目的，由于外板4的特性阻抗数值与海水接近，因此从海水侧来的声波可轻易进入消声瓦内，而消声瓦内外板4与槽板1之间构成了薄板共振吸声结构，同时内部的穿孔板2与吸声板3又构成了穿孔吸声结构，由此形成的复合式吸声结构，大大扩宽了吸声频率范围，并提高了吸声性能，而穿透孔21与凹孔11随机错落分布形成的不同变径的空腔作为声腔，形成共振吸声结构，每个声腔分别吸收一小段频带，使总的吸声频带变宽，进一步提升了吸声性能，同时，空腔的存在增大了材料在声压下的可压缩性，空气运动的摩擦与材料的剪切都能对声波能起到衰减作用，此外，与航行器外壳接触的槽板1的特性阻抗与海水的特性阻抗失配，使得声能不易进入和通过，在外壳和海水侧之间形去耦作用，既能反射又能吸收消耗来自壳体的振动与声波能量，减小向海水侧的辐射，从吸声、隔声、阻尼抑振等多方面来提升水下航行器的隐秘性。

本实用新型提出的一种消声瓦也可运用于工业设备，利用其良好的吸声性能吸收消耗来自工业设备的振动与声波能量，减小向外界的的传播与辐射。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种消声瓦，其特征在于，包括：槽板(1)、穿孔板(2)及外板(4)，穿孔板(2)水平嵌装在槽板(1)内，外板(4)铺设在槽板(1)上并覆盖穿孔板(2)，穿孔板(2)具有若干沿竖直方向开设的穿透孔(21)，槽板(1)在与穿孔板(2)底部接触的面上开设有若干竖直的凹孔(11)，凹孔(11)与穿透孔(21)随机错落分布使得凹孔(11)与穿透孔(21)之间形成有变径的空腔。

2.根据权利要求1所述的一种消声瓦，其特征在于，槽板(1)上至少存在两种孔径的凹孔(11)，穿孔板(2)上至少存在两种孔径的穿透孔(21)，且槽板(1)与穿孔板(2)的穿孔率均不高于20％。

3.根据权利要求1所述的一种消声瓦，其特征在于，还包括吸声板(3)，吸声板(3)铺设在穿孔板(2)上用以填充穿孔板(2)与外板(4)之间之间的空隙。

4.根据权利要求3所述的一种消声瓦，其特征在于，槽板(1)、穿孔板(2)及外板(4)均为粘弹性阻尼材料板，所述粘弹性阻尼材料板为聚氨酯阻尼材料、丁基橡胶阻尼材料或者阻尼合金，吸声板(3)为铝纤维吸音板或者碳纤维吸音板。

5.根据权利要求3所述的一种消声瓦，其特征在于，槽板(1)、穿孔板(2)、吸声板(3)及外板(4)自下而上依次紧密堆砌，且外板(4)与槽板(1)边缘通过硫化处理形成统一整体。

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