聚脲涂层结构模型吸声性能及应用研究＊

张文成 周穗华 蒋安林

（海军工程大学兵器工程系 武汉 430033）

水下目标为了减小敌方主动声呐探测时自身的目标强度，实现目标声隐身，一个重要途径就是在壳体外敷设粘弹性材料，目前主要使用的是橡胶.根据水下多层介质声传播理论［1－2］，当探测信号波长与目标曲率满足一定的波长尺度比时，可以近似为均匀多层平板结构的吸声模型，而吸声模型的吸声性能又主要取决于敷设的粘弹性材料.本文利用传递矩阵法计算了水下均匀多层结构吸声系数，利用数值仿真研究了水下垂直入射吸声模型的吸声性能与吸声层材料参数之间的关系，分别对喷涂聚脲（SPUA）和橡胶进行数值仿真，通过对比分析和实验验证，为喷涂聚脲的应用提供了依据.

1 理论分析

1.1 模型的吸声机理

粘弹性材料是一种同时具有粘性液体和弹性固体特性的高分子聚合物材料.根据高分子化学理论，粘弹性材料由长分子链组成，每个分子链又由许多链段联结而成，因此这种材料受力时会产生高弹性形变的弹性驰豫过程.由动力学原理可知，在声波作用下，材料交替的压缩和伸张形变的过程中，部分声能转变为热能而损耗，这就是由弹性驰豫作用引起的吸收.另外，粘弹性还存在粘性内摩擦作用引起的粘滞性吸收.

根据水声传播理论，对于均匀多层复合结构，当吸声层表面阻抗与水介质波阻抗匹配时，入射声波就能尽可能多的进入到材料内部，此时……