Page 213 - 《应用声学》2025年第2期

第 44 卷 第 2 期 叶昊等： 某大型测量船水下辐射噪声分析与控制 473

由于轴桨推进方式的动力定位能力较弱，为保证
0 引言
良好的操纵性能和动力定位能力，本船采取全回转
推进方式，并对其进行水下辐射噪声控制，以满足
随着我国对海洋探索的持续深入，科考测量船
在开展海洋调查测量时，一方面需尽量控制自身的 DNV Slient F (light survey)噪声控制指标。该船另
水下辐射噪声，以确保不影响水下探测设备的功能 一个特点是，采用 GONDOLA 式 (吊装式) 作为水
下声学设备的安装方式，这些声学设备的换能器都
和探测精度；另一方面要求尽量减少自身辐射噪声
对海洋环境和海洋生物生存发展的影响。因此，水 需布置在水下进行工作，其测量精度容易受到水下
下辐射噪声的控制水平是现代科考测量船的重要 外界因素的影响，其中来自船体的干扰因素包括水
下辐射噪声和船底气泡等，这对水下辐射噪声的控
指标 [1−2] 。
在科考船设计、建造和试验阶段，尤其是初步 制提出更高挑战。
设计阶段就需要将水下辐射噪声控制技术融入总 本文侧重阐述船舶水下辐射噪声进行宽带、侧
重较高频段的低噪声设计，详细分析宽带水下辐
体设计中。水下辐射噪声精确预估和严格的振动
噪声控制，是满足水下辐射噪声指标的保证，也是 射噪声的来源和传递路径，通过在设计、建造阶
科考船设备布置、成本和建造周期控制的有力保 段采取螺旋桨优化设计、螺旋桨伴流优化设计、全
回转推进器齿轮啮合优化设计等控制措施的研究，
障。针对我国近几年科考船的快速发展，水下辐射
噪声控制也不断深入。黄嵘等 [3] 通过某极地科考 可有针对性地控制水下辐射噪声。文末阐述实船
破冰船项目，比较了不同船级社的水下辐射噪声标 测试验证噪声控制措施的有效性，介绍本文所得
准，并且在实船中采用多水听器的方法进行测试， 主要结论。
系统总结了极地科考破冰船的水下辐射噪声特性。
1 船舶概况
Kai 等 [4] 详细介绍了新建科考船可能参考的挪威
船级社 (DET Norske Veritas, DNV) 的水下辐射噪 1.1 船舶及设备概况
声标准，分析了不同噪声源产生的水下辐射噪声机 本船是一艘具备深远海测量能力的大型专业
理及相应的控制技术。曲宁宁 [5] 重点介绍厦门大
海道测量船，采用电力推进系统及 DP2 级动力定位
学 “嘉庚” 号海洋科学综合考察船建造过程中水下 系统，最大航速 16 kn，可在 9 级海况下安全航行，5
辐射噪声控制过程，并最终取得 DNV Silent A+S 级海况下漂泊测量、4 级海况下走航式测量作业，是
符号。叶林昌等 [6] 以 “东方红 3” 号船为研究对象，
国内首艘采用宁静化设计理念的大型海道测量船
在方案设计阶段根据船舶初步设计和动力设备及 舶。投入使用后，可支撑海事部门实现高精度、高分
轴桨推进的选型情况，采用经验公式、工程经验、 辨率获取、处理及挖掘从浅水到深水、从水表到浅
数值仿真等相结合的方法进行水下辐射噪声初步
地层的海洋空间地理信息数据，有效提高我国海事
评估，确保设计阶段满足 DNV Silent R 的声学指 部门应对深远海水域的航海综合保障能力。主要参
标。马乔一 [7] 为了进一步提高设计阶段水下噪声 数和机械设备见表1，船舶外形见图1。
的评估精度，采用有限元和边界元相结合的方法
表 1 主要参数及机械设备
对船舶水下辐射噪声进行了研究，并与水下辐射
Table 1 Main parameters and mechanical
噪声实船测试结果进行对比，结果显示修正后的
equipment
评估方法计算结果准确性较高。张勇等 [8] 以 “深海
一号” 载人潜水器支持母船为例，论述了该船针对 参数 值 参数 值
水下辐射噪声所采取的全过程控制和评估的主要 总长/m 123.6 最大航速/kn 16
型宽/m 21.2 巡航航速/kn 11
思路，在实船测试中满足 DNV Silent A+S 的指标
型深/m 9.3 设计排水量/t ∼ 7500
要求。
推进机械 2× 全回转电力推进
综上，我国设计、建造的科考船多采用轴桨或
柴油发电机组 4× 柴油发电机组
全回转的推进方式，本船具有 DP-2 动力定位功能，