一种水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的制作方法

本发明属于水下航行器，特别涉及一种水下航行器声探测系统流动噪声测试构型。

背景技术：

1、水下航行器声探测性能受航行器自噪声影响，声探测系统自噪声源主要由电噪声、结构振动噪声及流动噪声等组成。精确的自噪声特征测试或预报结果，能够有助于声探测系统过滤背景噪声、提升信噪比、加强对有效信号的分析处理，因此，流动噪声的评估与测试，是限制水下航行器探测性能提升的瓶颈技术之一。

2、相关技术的水下航行器，其尾部附体对头部流噪声测试段扰动较大，电子装置的电噪声、结构振动的机械振动噪声对头部造成的噪声扰动明显。

技术实现思路

1、为了解决或改善上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种水下航行器声探测系统流动噪声测试构型。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种水下航行器声探测系统流动噪声测试构型，具有相对设置的第一端和第二端，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型包括由第一端至第二端依次连接的头段、中段和尾段，头段包括：测试段，测试段的一端为第一端；中段包括：隔离段，隔离段的一端与测试段的另一端连接；第一电子段，第一电子段的一端与隔离段的另一端连接；浮力段，浮力段的一端与第一电子段的另一端连接；第二电子段，第二电子段的一端与浮力段的另一端连接；尾段包括：配重段，配重段的一端与第二电子段的另一端连接；解脱段，解脱段的一端与配重段的另一端连接，解脱段的另一端为第二端。

3、根据本发明提供的水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的技术方案，第一方面，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型采用模块化布局，无动力段且无控制段，由第一端至第二端依次为测试段、隔离段、第一电子段、浮力段、第二电子段、配重段和解脱段，有利于优化空间布局，提高空间利用率；第二方面，测试段之后加装了隔离段，因此尾段和中段对头段扰动较小，电子装置的电噪声、结构振动的机械振动噪声与测试段通过隔离段隔离，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有“低噪声扰动”特性；第三方面，由于第二电子段布置于尾段附近，重心位于尾段，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有足够强的“不倒翁”特性；第四方面，通过将浮力段和配重段互相配合调整，能够准确调整系统上浮速度。

4、具体而言，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有相对设置的第一端和第二端。可选地，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型在其长度方向上具有相对设置的第一端和第二端。水下航行器声探测系统流动噪声测试构型包括由第一端至第二端依次连接的头段、中段和尾段。换言之，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型大体上分为三段，分别为头段、中段和尾段。头段、中段和尾段由第一端至第二端依次连接。

5、进一步地，头段包括测试段。测试段的一端为水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的第一端。进一步地，中段包括隔离段、第一电子段、浮力段和第二电子段。具体地，隔离段的一端与测试段的另一端连接。第一电子段的一端与隔离段的另一端连接。浮力段的一端与第一电子段的另一端连接。第二电子段的一端与浮力段的另一端连接。进一步地，尾段包括配重段和解脱段。具体地，配重段的一端与第二电子段的另一端连接。解脱段的一端与配重段的另一端连接。解脱段的另一端为水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的第二端。

6、可选地，测试段包括声探测模块。流动噪声主要由湍流边界层压力脉动引起，主要声源集中在头段边界层转捩区，在声探测模块附近与其它输入信号相互干扰，从而恶化声探测系统接收环境，降低其综合性能。为了有效分离输入信号中流动噪声部分，采用无动力上浮试验对流动噪声进行精确测试，本发明以提升无动力上浮装置静稳定性，同时降低其余区域噪声干扰为目标，提供了一种水下航行器声探测系统流动噪声测试构型。水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有高静稳定性且低噪声干扰的优点，并且采用模块化布局。可选地，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的重心位于尾段；水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的浮心位于中段。本发明的水下航行器声探测系统流动噪声测试构型不同于常规航行器，无动力段且无控制段。水下航行器声探测系统流动噪声测试构型由第一端至第二端依次为测试段、隔离段、第一电子段、浮力段、第二电子段、配重段和解脱段。由于第二电子段布置于尾段附近，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有足够强的“不倒翁”特性。由于测试段之后加装了隔离段，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有“低噪声扰动”特性。通过将浮力段和配重段互相配合调整，能够准确调整系统上浮速度。

7、本发明限定的技术方案中，第一方面，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型采用模块化布局，无动力段且无控制段，由第一端至第二端依次为测试段、隔离段、第一电子段、浮力段、第二电子段、配重段和解脱段，有利于优化空间布局，提高空间利用率；第二方面，测试段之后加装了隔离段，因此尾段和中段对头段扰动较小，电子装置的电噪声、结构振动的机械振动噪声与测试段通过隔离段隔离，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有“低噪声扰动”特性；第三方面，由于第二电子段布置于尾段附近，重心位于尾段，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有足够强的“不倒翁”特性；第四方面，通过将浮力段和配重段互相配合调整，能够准确调整系统上浮速度。

8、另外，本发明提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：

9、在一些技术方案中，可选地，测试段包括：声探测模块，声探测模块的一端为第一端，声探测模块的另一端与隔离段连接。

10、在该技术方案中，测试段包括声探测模块。具体地，声探测模块的一端为水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的第一端，声探测模块的另一端与隔离段连接。测试段之后加装了隔离段，因此尾段和中段对头段扰动较小，电子装置的电噪声、结构振动的机械振动噪声与测试段通过隔离段隔离，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有“低噪声扰动”特性。

11、在一些技术方案中，可选地，隔离段包括：屏蔽模块，屏蔽模块的一端与测试段的另一端连接，屏蔽模块的另一端与第一电子段连接。

12、在该技术方案中，隔离段包括屏蔽模块。具体地，屏蔽模块的一端与测试段的另一端连接，屏蔽模块的另一端与第一电子段连接。通过设置屏蔽模块，电子装置的电噪声、结构振动的机械振动噪声与测试段通过隔离段隔离，尾段和中段对头段扰动较小，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有“低噪声扰动”特性。

13、在一些技术方案中，可选地，第一电子段包括：第一测试模块，第一测试模块的一端与隔离段连接，第一测试模块的另一端与浮力段连接。

14、在该技术方案中，第一电子段包括第一测试模块。具体地，第一测试模块的一端与隔离段连接，第一测试模块的另一端与浮力段连接。第一测试模块的电噪声、结构振动的机械振动噪声会通过隔离段隔离，从而对测试段的扰动较小。

15、在一些技术方案中，可选地，浮力段包括多个相连的浮力模块，至少一个浮力模块与第一电子段连接，至少一个浮力模块与第二电子段连接。

16、在该技术方案中，根据实际应用场景对浮力模块进行灵活设置。通过将浮力段和配重段互相配合调整，能够准确调整系统上浮速度。

17、在一些技术方案中，可选地，第二电子段包括：第二测试模块，第二测试模块的一端与浮力段连接，第二测试模块的另一端与配重段连接。

18、在该技术方案中，第二电子段包括第二测试模块。具体地，第二测试模块的一端与浮力段连接，第二测试模块的另一端与配重段连接。可选地，第二测试模块为姿态测试模块。通过设置第二测试模块能够确定水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的当前姿态。

19、在一些技术方案中，可选地，配重段包括：配重模块，配重模块的一端与第二电子段连接，配重模块的另一端与解脱段连接。

20、在该技术方案中，配重段包括配重模块。具体地，配重模块的一端与第二电子段连接，配重模块的另一端与解脱段连接。配重模块的数量为至少一个，即配重模块可以是一个、两个或者多个，根据实际应用场景对配重模块进行灵活设置。通过将浮力段和配重段互相配合调整，能够准确调整系统上浮速度。

21、在一些技术方案中，可选地，解脱段包括：舱段本体，舱段本体的一端与配重段连接，舱段本体的另一端为第二端；多个鳍板，设于舱段本体。

22、在该技术方案中，解脱段包括舱段本体和多个鳍板。具体地，舱段本体的一端与配重段连接。舱段本体的另一端为水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的第二端。进一步地，多个鳍板设于舱段本体。通过设置多个鳍板，鳍板的总面积足够大，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有较高的静稳定性。可选地，解脱段为释放解脱模块。可选地，鳍板为稳定鳍，用于提高水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的稳定性以及平衡性。

23、在一些技术方案中，可选地，鳍板靠近测试段的一端具有前缘，前缘具有第一后掠角，第一后掠角不大于30度；和/或鳍板远离测试段的一端具有后缘，后缘具有第二后掠角，第二后掠角不大于40度；和/或鳍板在长度方向上的尺寸为第一尺寸，中段的径向尺寸为第二尺寸，鳍板沿舱段本体径向的尺寸为第三尺寸，第一尺寸为l，第二尺寸为r，第三尺寸为b，l/r为1.2至1.5，b/l为4.0至7.0。

24、在该技术方案中，第一后掠角为α，α不大于30度。第二后掠角为β，β不大于40度。l/r为1.2至1.5。b/l为4.0至7.0。通过控制鳍板的第一后掠角、第二后掠角以及尺寸比例，有利于进一步提高水下航行器声探测系统流动噪声测试构型的稳定性以及平衡性。

25、需要说明的是，本发明的水下航行器声探测系统流动噪声测试构型不同于常规航行器，鳍板不存在推进器导致的空间约束。可选地，鳍板的截面为翼型。鳍板的前缘的起始点位于中段与尾段连接处(尾段中最大径向尺寸处)，并且与连接处的外表面平滑相切，过渡曲线次数不低于2阶。可选地，l/r为1.3。可选地，b/l为5.0。

26、可选地，鳍板截面翼型选择对称翼型，优先选用naca66系列翼型，以保证空泡特性和升力特性。

27、在一些技术方案中，可选地，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有重心和浮心，重心位于尾段，浮心位于中段。

28、在该技术方案中，这种设计方式，水下航行器声探测系统流动噪声测试构型具有足够强的“不倒翁”特性。