低噪声船舶设计

声学特征在海军领域具有至关重要的意义。具体要求取决于舰船类型及其预期作战用途,既涉及允许的水下辐射噪声,也涵盖舰船内部噪声水平。通过为所有舰船单元、单个噪声源及组件设定噪声预算,可确保整体设计保持声学隐蔽性,从而提升舰船的隐蔽性。

大量有害振动与噪声源自机舱。对发电机组、船用柴油机、电动机、齿轮箱及泵等机械设备实施解耦,是降低水下辐射噪声的关键措施。此举可阻断振动与噪声通过基础结构直接从机械设备传递至船体,从而避免声波向水体或船舱内部传播。

组件方案示例

该图显示了机械传动系统中振动和噪音的传播路径。主要来源是发动机和变速箱,它们通过轴承和联轴器与结构相连。振动通过上部和下部轴承层以及中间框架传递到船体结构和船体结构上。从那里,振动可以进一步传播到相邻区域,最终作为水下声或空气声辐射到船舱中。该图清楚地显示了机械部件和结构元件之间的耦合,这对声学和动态分析非常重要。

振动声学如何助力VULKAN的整体解决方案

为隔离高噪音、强振动机械而选用的弹性元件(如联轴器和弹性支座)必须确保在规定位置(如地基或中间框架底部)满足所需限值要求,同时不影响系统的其他性能指标。全面分析需综合考量所有相关噪声源、弹性元件的动态频率特性,以及预测振动与结构传声行为时各组件间的交互作用。

同时必须重视基础阻抗及中间框架动态特性(如适用),因其对系统整体振动声学响应具有显著影响。必要计算通过VULKAN声学工具箱(VAT)结合基于有限元法的先进数值模拟完成。关键输入变量详见前页。项目成功的决定性因素在于设计全阶段与客户声学专家的紧密协作,以解决方案为导向推进工作。

内部声学测量

联轴器声学测试台
器声学测试台

VULKAN通过专有测试台进行精确的产品特性分析,为优化系统设计奠定基础。在此过程中,我们依据适用标准测量橡胶支座在平移方向上的动态传递刚度特性。采用的标准化测量程序可精确评估设备在运行条件下的振动声学及动态行为。

在VULKAN测试中心,我们通过定制化测试台确定高弹性橡胶联轴器的结构传声特性。采用双振动台系统,可在轴向、径向及扭转方向同时测量传声损失与插入损耗,动态激励力可达16 kN。