艦船螺旋槳噪聲（簡體書）

《艦船螺旋槳噪聲》對艦船螺旋槳水下輻射噪聲的基本概念、噪聲與水空泡化的關系、低噪聲潛艇螺旋槳的研發、螺旋槳噪聲的預報和評估以及低噪聲螺旋槳的流體動力設計和試驗等問題，作了系統的闡述。
螺旋槳發射的主要是水下輻射噪聲，可能被監聽到。對于軍用艦艇，涉及在海洋上的安全問題。因此，有關螺旋槳噪聲的技術資料處于相互保密的狀態。作者根據極其有限的相關公開資料，從流體動力學的角度，對螺旋槳噪聲特性進行了歸納和探討。
希望《艦船螺旋槳噪聲》能給從事有關螺旋槳噪聲研究和設計的技術人員，相關專業的大學生、研究生，提供一些參考資料。也希望對在海洋上執勤時可能遇到螺旋槳噪聲問題困擾的相關人員提供一些幫助。

錢曉南，上海交通大學，研究員，浙江杭州人，1933年生，1994年退休。
1959年蘇聯列寧格勒造船學院畢業。1959年起在上海交通大學造船系任教，歷任助教、講師、副教授、研究員。曾編寫一些新教材，如船舶阻力類和船舶操縱等。1960年主持研制成功我國第一臺潛體水下阻力儀。1980年代後期起參與過多型艦艇用推進器的技術研發。
1994年後，曾陸續參與有關工廠、院所民船用螺旋槳的設計和開發。

《艦船螺旋槳噪聲》內容介紹：近年，艦船噪聲成為有關業界關心的技術問題。二戰期間，在大西洋海上供應線的爭奪戰中出現聲吶以後，降低潛艇噪聲成了重要的命題。實戰發現：螺旋槳是艦船的主要噪聲源之一。戰後隨著美蘇冷戰的序幕拉開，利用潛艇進行攻防，成了戰略性的第二次打擊手段。為完成所述戰略任務，潛艇必須隱蔽接近攻擊對象，要求潛艇的噪聲低，不被敵方聲吶類裝備監聽到，從而開始了一場降噪的技術競賽。作為主要噪聲源的螺旋槳，也被列為降噪對象。實戰、實測都肯定，螺旋槳的噪聲與空泡（水空化）密切相關。戰後，也有關于漁船噪聲的論述，為提高漁業產量，避免魚群聞“聲”逃逸，有關研究工作主要是北歐學者進行的。總的來講，大多研究還是帶有軍事目的。鑒于問題的軍事性質，研究的結果大多秘而不宣。

第1章 艦船螺旋槳噪聲的基本概念及定量
1.1 聲是一種振動
1.2 聲強
1.3 水噪聲聲功率評估

第2章 螺旋槳模型噪聲與實槳噪聲換算
2.1 關于聲源功率
2.2 空泡聲相似關系——模擬系數
2.3 螺旋槳空泡噪聲換算
2.4 用母型船螺旋槳估算新船螺旋槳噪聲的關系式及其對降低噪聲的啟示

第3章 螺旋槳噪聲特點
3.1 螺旋槳噪聲譜的變化規律
3.2 螺旋槳噪聲總聲級與噪聲譜級的關系
3.3 任意頻率的槳噪聲譜級及某給定頻段的帶寬聲級
3.4 關于螺旋槳噪聲的若干備忘

第4章 在艦船輻射噪聲中的螺旋槳噪聲
4.1 螺旋槳噪聲與空化的關系
4.2 空化發展對噪聲的影響
4.3 螺旋槳噪聲譜圖上的最高聲強譜級及譜線開始下降的頻率
4.4 螺旋槳低噪聲航速和安靜航速
4.5 螺旋槳唱音
4.6 螺旋槳充氣降噪——氣幕降噪

第5章 低噪聲螺旋槳開發及艦船螺旋槳噪聲預報
5.1 某些潛艇用螺旋槳的分析
5.2 控制潛艇螺旋槳梢渦流動的討論
5.3 潛艇螺旋槳噪聲的一般情況
5.4 關于螺旋槳轂渦流動的影響（對空泡和噪聲等）
5.5 艦船螺旋槳空泡噪聲的估算
5.6 螺旋槳噪聲的“演變區”[由無空泡時的噪聲譜（一10dB/oct）到空泡噪聲譜（一6dB/oct）]
5.7 潛艇螺旋槳嘯叫聲——窄帶噪聲峰
5.8 潛艇螺旋槳噪聲譜SL計算示例

第6章 艦船螺旋槳噪聲評估
6.1 潛艇螺旋槳噪聲的評價標準——建議
6.2 USS-212型潛艇螺旋槳和蘇聯33型潛艇導管螺旋槳噪聲比較
6.3 法國Agosta-80潛艇螺旋槳和俄羅斯636型潛艇螺旋槳噪聲比較
6.4 兩型（A、B）虛擬潛艇螺旋槳的噪聲比較
6.5 用七葉低噪聲螺旋槳取代常規五葉螺旋槳的噪聲變化
6.6 螺旋槳葉梢增載與消除窄帶噪聲峰
6.7 各種可能航速下潛艇的螺旋槳噪聲
6.8 組成編隊時各種艦船的螺旋槳噪聲比較

第7章 低噪聲螺旋槳設計和螺旋槳非勻速航態的一些問題
7.1 關于潛艇低噪聲螺旋槳設計的討論
7.2 關于螺旋槳模型噪聲試驗的問題
7.3 艦船機動狀態下的螺旋槳噪聲備忘
7.4 關于閑置螺旋槳的問題
參考文獻

螺旋槳最主要的功能是推進艦船航行，在主機額定功率、轉數已給定的條件下，實現與船和主機的匹配，并保證艦船盡可能有效地航行。因此，潛艇螺旋槳的設計，和一般艦船螺旋槳的設計一樣，首先需滿足推進的需要，即要綜合考慮推進效率、經久耐用、安全舒適、有利于船員保持工作（戰斗）能力等要求，來選定螺旋槳的幾何形狀、尺度及材料、加工精度。但是，對于潛艇來講，隱蔽性又是其必備的極重要性能，要求它的主要水下噪聲源——螺旋槳是低噪聲的。因此，關于螺旋槳低噪聲設計，是在推進等基本要求已被滿足條件下的進一步考慮。本書中不準備討論螺旋槳的一般設計，只限于潛艇低噪聲螺旋槳設計的特殊問題。
基于水噪聲是一種機械振動，而在螺旋槳葉擾動水得到推力同時，希望水中不發生任何附加振動，特別是導致空泡——水的連續性被破壞所產生的振動——噪聲。槳葉加工幾何形狀的不光順部位、污底（海生物附生）等都是誘發空泡的因素，都會引起螺旋槳發聲，破壞隱蔽性。因而除設計時的權衡外，螺旋槳噪聲特性還受到上述非設計因素的影響，這是設計時沒法考慮的。潛艇螺旋槳的噪聲實際測試結果顯示，較長期演練或出航前後噪聲會出現變化，除了噪聲級SL改變之外，甚至導致“窄帶嗓聲峰”的出現或消失，這都是螺旋槳空泡現象發生改變的表現。雖然在螺旋槳設計時不可能預計到全部情況，但在設計和使用過程中，考慮這些因素將會是有益的。
基于現有實踐經驗知道，空泡是螺旋槳的主要聲源。同樣潛深下，空泡與運動體在水中的線速度密切相關。螺旋槳是艦船在水中運動線速度最高的設備，而螺旋槳梢部是其線速度最最高的部位，因此也是最易出現空泡的部位。尤其是受到船體的擾動，船尾螺旋槳處的水流方向和大小都已改變，特別是當螺旋槳葉掠過，將水流分成兩股繞過槳葉機翼型剖面（在前沿“駐點”分開）兩邊時，流動情況更加復雜。一般來說，流體運動是“場”的問題，通過壓力作用，物體運動與整個水域各點速度都是相關的。繞過螺旋槳梢部剖面的水流，受到槳葉其他半徑間壓力差的影響出現偏離，葉背和葉面處流體受到的上述影響，大小不同，方向趨勢通常也不同、甚至是相反的，因此，同一處（部位）分出的兩股繞流，隨後在空間是兩條方向和軌跡都不重合的流動；在葉梢外部，未與螺旋槳直接接觸的流體受到相應的壓力影響，這個壓力與螺旋槳的擾動作用又相關，它也會導致包括沿螺旋槳徑向的流動，并與上述兩股繞流相互作用，形成特別復雜的流動。在工程實踐中，二戰前後采用的常規等螺距螺旋槳，繞流場中形成“強”梢渦流，渦線中心處最早出現梢渦空泡。