中国の研究チームは、潜水艦が探知されるリスクを大幅に減らすことができる新しい振動減衰技術を開発したと主張した。中国の査読付き学術誌「騒音と振動制御」に掲載されたこの研究によると、開発されたシステムにより、対ソナーシステムの探知範囲は理論的には半分以上に短縮できるという。
ハイブリッド振動絶縁システムとノイズ低減
この新しい技術は、従来のエンジンマウントを、アクティブコンポーネントとパッシブコンポーネントの両方を含むハイブリッド振動絶縁システムに置き換えます。研究によれば、このシステムは潜水艦の船体を通して伝わるエンジン騒音を低減する。 潜水艦の音響特性を最大 26 dB 低減することで大幅に改善できます。 SCMPの報道によると、この技術は潜水艦のエンジン騒音を32％削減し、場合によっては 最大50％削減可能 それは主張されています。研究チームは潜水艦のステルス技術に大きな進歩を遂げたと主張し、潜水艦の音響特性を大幅に低減するように設計されたハイブリッド型アクティブ・パッシブエンジン振動遮断システムを開発したと述べている。
今日のほとんどの最新式潜水艦の音響特性は、通常 90 dB (オハイオ級) から 130 dB (旧ロサンゼルス級) の範囲です。海面上の周囲の騒音は、波、海洋生物、他の船舶の影響により 85～95 dB の間で変動します。このレベルの騒音であれば、潜水艦は騒音の中に隠れることができます。
音響シグネチャー低減システムの動作原理
このモデルは、主要システムのシミュレーションとして中国が開発したもので、2層で構成されています。
- 最初のレイヤー: 振動を吸収するために、スチール、ゴム、スチールのサンドイッチリングプレートを使用しています。このセクションは、ほとんどの潜水艦に見られる従来の剛性エンジン マウントに比べて大幅に改善されています。
- 2層目: エンジンの周囲に配置された約12個の圧電アクチュエータを使用して、振動をリアルタイムでバランスさせることを目指しています。これらのアクチュエータは、精密なてこ機構により、強力な制御力でモーターのミクロンレベルの動きを中和します。
新しいテクノロジーを採用した縮小モデルでは、テスト中に 100 Hz でノイズ レベルが 24 dB (パッシブ 12 dB + アクティブ 12 dB)、400 Hz で 26 dB 低減しました。研究チームは、このシステムの有効帯域幅は10～500Hzで、ほとんどのモーター高調波をカバーしていると指摘している。さらに、システムの応答時間が非常に短いため、リアルタイムのノイズキャンセルが可能になります。このシステムは、FX-LMS (Filtered-x Least Mean Squares) 適応アルゴリズムを使用して、12 個のアクチュエータをリアルタイムで制御します。これにより、フィードバック システムによくある問題である不安定性を発生させることなく、アクチュエータを管理できるようになります。
システムの潜在的な課題と将来
しかし、この研究では、温度や圧力が変化する条件下ではシステムのパフォーマンスが低下する可能性もあるとも述べられています。特にゴムの硬度は温度や圧力によって変化する可能性があるため問題となる可能性があり、一方で実際の潜水艦での長期使用における圧電材料の耐久性は不明です。この技術が中国の潜水艦でいつ、どのように使用されるかはまだ明らかではない。
