一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构制造技术

本实用新型专利技术提出了一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，属于船用声学技术领域。所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层、外约束面层和中间的芯层；所述芯层紧密粘合于内约束面层和外约束面层之间；所述内约束面层和外约束面层采用碳纤维增强复合材料制成，所述的芯层由一层或多层三维点阵结构集合形成的三维点阵层体构成；所述芯层的材料与内约束面层和外约束面层的材料相同。所述透声窗与导流罩为一体式，便于一体安装，避免了分体式透声窗的安装结构对换能器性能的影响。

An acoustic window structure for a marine diversion shield

The utility model provides an acoustic window structure for a marine diversion cover Lattice Sandwich, which belongs to the field of marine acoustic technology. Dome Lattice Sandwich acoustic window structure comprises an inner layer and an outer surface constraint constraint surface layer and the intermediate core layer of the ship; the core layer is closely bonded between inner layer and outer surface constraint constraint surface layer; the inner layer and the outer surface constraint constraint surface layer is made of carbon fiber reinforced composite materials the core layer, a three-dimensional lattice layer formed by one layer or multilayer three-dimensional lattice structure of the set body; material and the inner layer and the outer surface constraint constraint surface layer of the core layer of the same material. The sound window and the guide cover are integrated, which is easy to install in one, and avoids the influence of the installation structure of the split window on the performance of the transducer.

【技术实现步骤摘要】
一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构
本技术涉及一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，属于船用声学

技术介绍
现代大、中型船艇艏底部大多配置了艏探测综合声呐基阵，为了避免水流对声呐基阵的冲击，使基阵免受“伪声”的直接干扰，通常在声呐基阵外面配置导流罩。装有声呐的船艇球鼻艏导流罩是水下反潜作战的探测窗口。作为设备的工作舱室，船艇球鼻艏导流罩透声窗结构要求具有良好的声学性能、较小的波束畸变、良好的流体动力性能以及较低的自噪声。因此声呐罩的材料、线型和结构的声学设计要在保证船体外形、满足结构强度的前提下，实现良好的声学性能，完成为声呐提供优良服务的主要功能。声呐导流罩需要透声材料。最早的声呐罩是采用不锈钢材料，壳板薄钢板降低了导流罩的透声性，为了提高壳板材料的透声性能，在钢制材料基础上，发展了钛合金、钢丝网增强橡胶、玻璃钢(GFRP)等壳板材料。上述结构形式在某些方面的性能突出，但其综合性能还不尽理想。尤其在流噪声降低的性能上存在比较大的性能缺陷。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的船用导流罩降低流噪声性能较差的技术问题，提出来一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，所采取的技术方案如下：一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层1、外约束面层3和中间的芯层2；所述芯层2紧密粘合于内约束面层1和外约束面层3之间；所述内约束面层1和外约束面层3采用纤维增强树脂基复合材料或钛合金制成，所述的芯层2是由三维点阵结构集合形成的三维点阵层体；所述芯层2的材料与内约束面层1和外约束面层3的材料相同。进一步地，所述内约束面层1和外约束面层3采用玻璃钢或碳纤维增强复合材料制成。进一步地，所述芯层2的三维点阵结构采用四面体型三维结构、金字塔型三维结构、Dkagome型三维结构或钻石型三维结构。进一步地，所述透声窗与导流罩为一体式，便于一体安装，避免了分体式透声窗的安装结构对换能器性能的影响。进一步地，所述外约束面层3厚度为0.2～5mm，所述内约束面层1厚度为0.2～5mm，所述芯层2厚度为25～40mm。本技术有益效果：本技术提出的船用导流罩点阵夹芯式透声窗结构，通过纤维增强树脂基复合材料内外约束面层与相同材料的点阵式芯层结合形成的夹芯结构，通过改变夹芯结构的物理参数和几何设计来改变整体结构的固有频率，进而通过其物理参数和几何参数的设计,能够阻碍特定频段内的振动的传播,实现结构的隔振以及其它性能的优化。同时，本技术所述船用导流罩点阵夹芯式透声窗通过上述夹芯组合能够有效减少导流罩表面由于湍流脉动激励而产生的透声窗壳板振动，进而降低了换能器表面的自噪声，通过选取适当的结构和材料参数，自噪声最高可降低6dB，相比现有的单层透声窗降噪性能提升了2～5倍；大大降低了流噪声对声呐天线的信号干扰，提高了声呐天线的信号接收的稳定性此外，本技术提出的船用导流罩点阵夹芯式透声窗结构解决了现有技术中透声窗结构无法兼顾高强度和降噪的问题，实现了高强度和降噪之间的协调兼顾，同时，本技术的导流罩点阵夹芯式透声窗结构在保持高强度的前提下，降噪特性最高可达6dB。附图说明图1为本技术的导流罩点阵夹芯透声窗结构形式。图2为本技术的芯层三维点阵形式。(1，内约束面层；2，芯层；3，外约束面层；a，四面体型；b，金字塔型；c，3Dkagome型；d，钻石型)具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步说明，但本技术不受实施例的限制。实施例1：一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层1、外约束面层3和芯层2；所述芯层2紧密粘合于内约束面层1和外约束面层3之间；所述内约束面层1和外约束面层3采用纤维增强树脂基复合材料，所述的芯层2由一层或多层三维点阵结构集合形成的三维点阵层体构成；所述芯层2的材料与内约束面层1和外约束面层3的材料相同。所述透声窗与导流罩为一体式，便于一体安装，避免了分体式透声窗的安装结构对换能器性能的影响。其中，所述内约束面层1、芯层2和外约束面层3均采用碳纤维增强复合材料制成。所述芯层2的三维点阵结构采用四面体型三维结构、金字塔型三维结构、Dkagome型三维结构或钻石型三维结构。所述外约束面层3厚度为0.2mm，所述内约束面层1厚度为0.2mm，所述芯层2厚度为25mm。这种设计能够有效减少导流罩表面由于湍流脉动激励下而产生的自噪声；大大降低了流噪声对声呐天线的信号干扰，提高了声呐天线的信号接收的稳定性。此外，本实施例提出的船用导流罩夹芯式透声窗结构解决了现有技术中透声窗结构无法兼顾高强度和高吸能特性的问题，实现了高强度和高吸能特性之间的协调兼顾，同时，本技术的导流罩夹芯式透声窗结构在保持高强度的前提下，降噪特性最高可达6dB。实施例2一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层1、外约束面层3和中间的芯层2；所述芯层2紧密粘合于内约束面层1和外约束面层3之间；所述内约束面层1和外约束面层3采用纤维增强树脂基复合材料，所述的芯层2由一层或多层三维点阵结构集合形成的三维点阵层体构成；所述芯层2的材料与内约束面层1和外约束面层3的材料相同。所述透声窗与导流罩为一体式，便于一体安装，避免了分体式透声窗的安装结构对换能器性能的影响。其中，所述内约束面层1、芯层2和外约束面层3均采用碳纤维增强复合材料制成。所述芯层2的三维点阵结构采用四面体型三维结构、金字塔型三维结构、Dkagome型三维结构或钻石型三维结构。所述外约束面层3厚度为3mm，所述内约束面层1厚度为3mm，所述芯层2厚度为30mm。本实施例提出的船用导流罩夹芯式透声窗结构，实现了导流罩夹芯式透声窗具有插入损失小、比强度高，减少自噪声等优异性能，其中，插入损失降低73％，比强度提高61％，自噪声可降低93％。同时，本技术提出的船用导流罩夹芯式透声窗结构解决了现有技术中透声窗结构无法兼顾高强度和高透声性的问题，实现了高强度和高透声性之间的协调兼顾，其中，本技术的导流罩夹芯式透声窗结构使强度提高70％，在此高强度的情况下，透声性能最高可达95％，本实施例提出的船用导流罩夹芯式透声窗结构综合满足了导流罩的力学、声学以及降噪的要求。实施例3一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层1、外约束面层3和中间的芯层2；所述芯层2紧密粘合于内约束面层1和外约束面层3之间；所述内约束面层1和外约束面层3采用碳纤维增强复合材料制成，所述的芯层2由一层或多层三维点阵结构集合形成的三维点阵层体构成；所述芯层2的材料与内约束面层1和外约束面层3的材料相同。所述透声窗与导流罩为一体式，便于一体安装，避免了分体式透声窗的安装结构对换能器性能的影响。其中，所述芯层2的三维点阵结构采用四面体型三维结构、金字塔型三维结构、Dkagome型三维结构或钻石型三维结构。所述外约束面层3厚度为5mm，所述内约束面层1厚度为5mm，所述芯层2厚度为40mm。本实施例提出的船用导流罩夹芯式透声窗结构，实现了导流罩夹芯式透声窗具有插入损失小、比强度高，减少自噪声等优异性能，其中，插入损失降低70％，比强度提高57％，自噪声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，其特征在于，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层(1)、外约束面层(3)和中间的芯层(2)；所述芯层(2)紧密粘合于内约束面层(1)和外约束面层(3)之间；所述内约束面层(1)和外约束面层(3)采用纤维增强树脂基复合材料或钛合金制成，所述的芯层(2)是由三维点阵结构集合形成的三维点阵层体；所述芯层(2)的材料与内约束面层(1)和外约束面层(3)的材料相同。

【技术特征摘要】
1.一种船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，其特征在于，所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构包括内约束面层(1)、外约束面层(3)和中间的芯层(2)；所述芯层(2)紧密粘合于内约束面层(1)和外约束面层(3)之间；所述内约束面层(1)和外约束面层(3)采用纤维增强树脂基复合材料或钛合金制成，所述的芯层(2)是由三维点阵结构集合形成的三维点阵层体；所述芯层(2)的材料与内约束面层(1)和外约束面层(3)的材料相同。2.根据权利要求1所述船用导流罩点阵夹芯透声窗结构，其特征在于，所述内约束面层(1)和外约束面层(3)采用玻璃钢或碳纤维增强复...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，杨东凯，黄文雪，杨凯，原慜，王丽君，章丽丽，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学船舶装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23