|
5 F; W% Y$ {8 \9 \% m 船舶航行除了在船上产生噪声以外，在水中也会产生噪声，称为船舶水下辐射噪声（Vessel’s Underwater Radiated Noise）。控制水下辐射噪声对于某些船型有着至关重要的意义：
$ F. w7 v, j+ P ? Ø 军船，包括军舰和潜艇。水下辐射噪声的大小关乎舰船的隐身性能和声呐的作用距离，特别是对于潜艇来说，水下辐射噪声小不仅意味着不容易被敌方声呐发现，而且水下辐射噪声越小，对声呐的影响就越小，可以增加声呐的作用距离，有利于提前发现目标，在战争中占据有利优势。 ' @7 q3 \) D! z7 P$ F
Ø 科考船，过大的水下辐射噪声，会影响科考船上某些科考设备的正常工作和测量精度，影响科学考察任务的顺利完成。因此在科考船设计的时候就必须考虑，把水下辐射噪声严格控制在目标值以内。例如，我国正在建造的“雪龙2”号科考船，设计之初就对水下辐射噪声提出了明确要求。
: N$ M# q+ L% z8 ]% {6 P Ø 渔船，水下辐射噪声过响，会使鱼类警惕，影响捕鱼作业，因此渔船必须控制水下辐射噪声。
/ L3 m& o+ f/ {- l( v. l' G, W6 f Ø 客船，对于某些邮轮、探险邮轮、渡轮，为了尽量减少航行时水下辐射噪声对海洋生物的影响，也会对水下辐射噪声提出明确要求。
+ q% E6 @9 L" Q V/ t0 Z g# W* `" [! {* c! A% n# ^. o* ]
水声 ) Q0 Z5 A; | G5 k+ y! }
水声是在水中传播的往复波，表现为水质团的涨缩运动。与空气中的声波类似，同样用有效声压来描述水声的大小，并且同样地采用分贝来定义声级SL（Sound Level）： ; O: T4 {3 N' j
8 D& P9 w# ^. S# j0 C$ r" t2 j 水声基准声压P0 = 10-6 Pa =1μPa，而空气中的基准声压是人耳的听阈20μPa，是水声基准声压的20倍，因此同样的声压大小，水声的声压级比空气中的声压级高26dB。声压随着传播距离增大而减小，工程上为方便比较船舶水下噪声大小，通常将测得的水下噪声修正到距离声源1m处的噪声值。船舶水下噪声由于不需要考虑噪声对人的影响，所以基准声压不采用人耳的听阈，而且也不使用计权声级。 6 W3 N$ j& A' o0 L3 Z3 }' {3 F5 [
, T$ q2 y& X! c( X6 G& p% w
船舶水下噪声源主要分成两部分： @" ~0 X I1 e3 V- v5 U
机械设备引起的结构噪声，主要是由于主机、发电机、齿轮箱、推进轴系等设备的振动，传递到外板产生的结构噪声。使用电力推进可以大幅度减少结构噪声，例如，新型的科考船主推进系统多采用低速推进电机通过推力轴承直接驱动定距桨的推进形式。使用电力推进，主发电机可以采用中速机，采用单层隔振基座或双层隔振基座（浮筏），设备振动比采用低速机小很多。此外，使用电力推进减少了齿轮箱等传动机构，使用定距桨减少了调距机构，而采用低速推进电机噪音较小，因此整体可以较大幅度减少结构振动引起的水下噪声。螺旋桨引起的水下噪声，螺旋桨噪声是船舶水下噪声最主要的噪声源。螺旋桨与船体之间的间隙较小，桨的脉动压力及水流拍击到船体会产生噪声；螺旋桨运行时产生各种空泡，主要有叶面、叶背、梢涡、叶根、导边、随边等部位，空泡破裂会引起频率范围很大的水下噪声，空泡噪声是螺旋桨噪声最强的部分，且随着空泡增加，水下噪声会急剧升高。
( p$ n8 d# ] F- E- | 有时，螺旋桨会发出一种有音调的，周期性出现、消失的尖叫声，称为螺旋桨“唱音”，是由于螺旋桨随边出现的分离涡频率与桨叶自振频率偶尔出现共振引起。 7 }! l( D; ]+ A% y7 K
降低螺旋桨噪声的主要措施包括：螺旋桨叶梢与船体外板保持足够大的间隙，增加螺旋桨浸没深度，优化螺旋桨叶面载荷、减少空泡发生，光顺尾部螺旋桨区域的伴流，使用大侧斜桨，和避免螺旋桨唱音等。
% Y, b) h4 ^ E
1 Z: Z" X3 H9 W 大侧斜螺旋桨 " A1 a1 j) _; W
+ N' y; G1 J9 k/ Y2 i5 `0 t+ M _8 S
4 v7 X4 A$ x! U3 w
8 d. K5 p4 U* K$ v4 g. K, Y9 N- Q V O
| 
