傅浩 黃漢鋒

（上海江南長興造船有限責(zé)任公司 201204）

基于船舶上層建筑隔振降噪的幾點(diǎn)分析

傅浩 黃漢鋒

（上海江南長興造船有限責(zé)任公司 201204）

減振降噪措施是船舶設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是一個(gè)國家船舶發(fā)展的標(biāo)志。船舶的上層建筑是船員的主要活動(dòng)場所，以及放置一些重要儀器和設(shè)備。所以減振降噪對(duì)船舶的上層建筑十分重要，目前針對(duì)船舶的上層建筑進(jìn)行隔振降噪的措施主要包括：艙室內(nèi)設(shè)備的減振措施；針對(duì)艙室內(nèi)的降噪措施；螺旋槳的減振措施等一系列的方法。

船舶上層建筑；減振；降噪

引言

隨著人們對(duì)生活空間質(zhì)量的要求的提高，所以船舶的要求不再僅僅局限于安全性、快速性，還要求船舶具有良好的舒適性。船舶的上層建筑是船員的主要活動(dòng)場所，船體的噪音振動(dòng)會(huì)帶來很多不利影響：①不利于人體健康和工作效率；②不利于船體壽命和結(jié)構(gòu)安全；③不利機(jī)電設(shè)備的正常工作。船舶的噪聲會(huì)給工作人員帶來煩躁情緒，從而影響到工作效率，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)危及到人們的體健康。所以人們對(duì)船舶的上層建筑艙室噪音標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。

1 船舶噪音分析

船上主要噪聲源分布及其船體船舶的途徑，根據(jù)噪聲源的不同，船體噪聲可以分為三類：①由空氣振動(dòng)產(chǎn)生的空氣噪音，該噪聲取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其聲源主要是船用機(jī)械如柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，主機(jī)等，以及某些通風(fēng)管道及管路如通風(fēng)機(jī)、風(fēng)管等；②由于固體振動(dòng)而產(chǎn)生的機(jī)械性震動(dòng)，一般稱為固體噪聲或結(jié)構(gòu)噪聲。該類的振動(dòng)聲源主要有：螺旋槳和激勵(lì)船體表面的水流，這種情況下的船艙噪聲主要取決于船舶聲源振動(dòng)的維護(hù)結(jié)構(gòu)；③由于高頻諧波磁場的相互作用，產(chǎn)生周期性的交變力從而引起電磁振動(dòng)，即電磁性噪音。

2 減振降噪的措施

從聲源上控制噪聲是最積極有效的方法，但是受到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的限制，所以現(xiàn)在的研究大多集中在從傳播途徑上對(duì)其進(jìn)行控制。對(duì)船舶進(jìn)行減振降噪的主要原理是在噪聲或沖擊力傳播的過程中，對(duì)其聲波的傳播進(jìn)行控制與屏蔽，或者在其傳播的過程中減弱。

2.1 艙室內(nèi)設(shè)備的減振措施

柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組是船舶艙室噪音貢獻(xiàn)最大的設(shè)備，另外他輔機(jī)、減速齒輪箱等機(jī)器設(shè)備在工作時(shí)也不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲。這些設(shè)備產(chǎn)生的噪聲主要以空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲兩種形式存在，尤其在機(jī)器與結(jié)構(gòu)剛性安裝時(shí)，這種影響更為突出。結(jié)合振動(dòng)的特點(diǎn)和聲音傳播的特性，一般會(huì)采取下面的措施對(duì)船舶上層建筑進(jìn)行有效減振降噪：

（1）增加機(jī)座尺寸和剛性。設(shè)備機(jī)座剛性的提高可以有效的降低機(jī)械振動(dòng)傳遞的振幅。理論上，在機(jī)座的剛度足夠大的時(shí)候，機(jī)座趨向于零振動(dòng)。所以通過對(duì)機(jī)座的尺寸的增加可以有效的起到降低振動(dòng)的作用。

（2）彈性支撐和彈性連接措施。彈性支撐一般是指采用隔振器，如有橡膠的隔振器和金屬隔振器等。

（3）阻尼材料的敷設(shè)。在艙室合適部位敷設(shè)阻尼材料，來減低噪聲聲波的船舶，同時(shí)緩沖振動(dòng)。

2.2 針對(duì)艙室內(nèi)的降噪措施

艙室內(nèi)的噪聲主要包括空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲輻射引起的結(jié)構(gòu)噪聲，常見的是由于螺旋槳在尾艙壁上的振動(dòng)而激發(fā)出的結(jié)構(gòu)噪聲。一般機(jī)艙的噪聲在90dB以上，該分貝下的噪聲已經(jīng)足夠損傷人的聽力，所以采取有效的綜合性的措施進(jìn)行降噪處理勢在必行。降噪采取的措施主要有：

（1）低噪聲機(jī)器設(shè)備的選用。在對(duì)艙室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí)，需要滿足噪聲要求，選用低噪聲型號(hào)，這也是船艙噪聲控制的最有效的方法。如柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組是船舶艙室噪音貢獻(xiàn)最大的設(shè)備，在選用時(shí)需要滿足噪音指標(biāo)。

（2）利用吸聲設(shè)施降低總噪聲級(jí)。多孔性材料或者纖維性材料如礦渣棉、玻璃纖維織物等是常見的吸聲材料。在聲波傳遞到吸聲材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，吸聲材料的會(huì)引起振動(dòng)，從而導(dǎo)致材料之間相互摩擦，此時(shí)振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能。

（3）采用隔聲罩。機(jī)器發(fā)出的噪聲由結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪聲組成。對(duì)于空氣噪聲，可通過采用隔聲罩，把機(jī)器封閉在除去必要的冷卻水和空氣進(jìn)出口的有效的屏蔽的罩殼空間中，同時(shí)將吸聲材料盡可能多地敷設(shè)在罩殼內(nèi)部表面。而對(duì)于結(jié)構(gòu)噪聲部分，則應(yīng)該在機(jī)器和底座之間、罩殼和底座之間采用彈性安裝。另外在空氣的進(jìn)出口處加裝消聲器。

（4）隔聲屏障的裝設(shè)。聲音的具有遇到堅(jiān)硬的表面時(shí)能非常有效地反射的特點(diǎn)，如鋼板能夠反射大約99%的聲波，而且這種反射與聲音的頻率幾乎無關(guān)。裝設(shè)的隔聲屏障要想取得理想的效果，需要充分考慮其高度，尺寸需要大于波長。所以高頻噪聲的小型機(jī)械適合裝設(shè)隔聲屏障，而在以反射聲場為主導(dǎo)地位的機(jī)艙里則很難起到令人滿意的效果。

2.3 螺旋槳的減振措施

致振動(dòng)和激起螺旋槳噪聲的主要原因是作用在螺旋槳的不均勻進(jìn)流，所以對(duì)船的尾部進(jìn)行改善，提高尾流場的均勻性，可起到減振降噪效果。具體措施有：

（1）型的改良。對(duì)船體進(jìn)行改良，如采用雙尾線型、球尾或者優(yōu)秀的船模系列等方法對(duì)尾部伴流都有很好地改善。對(duì)船進(jìn)行整流尾鰭的設(shè)置，將會(huì)取得很好的效果。

（2）加大螺旋槳和船體間的間隙

當(dāng)螺旋槳與船體之間的間隙加大時(shí)，由螺旋槳產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力傳遞到船板的表面力會(huì)被大大的降低。有時(shí)螺旋槳與船體的間隙在無法增加，在這種情況下通常會(huì)使用減振穴的減振裝置，主要是利用密閉的空氣彈簧和水的吸振作用，對(duì)螺旋槳作用在船體上的表面力進(jìn)行減弱。

除了上面的方法，還可以通過在螺旋槳上安裝導(dǎo)流管、選用大側(cè)斜螺旋槳以及增加螺旋槳槳葉數(shù)等方法來降低螺旋槳的振動(dòng)。

3 總結(jié)

船舶上層建筑作為船的控制與指揮中心，除了裝有各種儀器設(shè)備之外，也是艦員的重要活動(dòng)場所。所以該區(qū)域的振動(dòng)與所受的沖擊會(huì)影響船舶的常工作，導(dǎo)致難以估計(jì)的后果。所以減低船舶上層建筑所受生物環(huán)境沖擊力和噪音是十分重要的一份工作。

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