军用车辆装备噪声控制策略
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摘 要：针对军用车辆装备的高噪声易暴露目标，且对指战员造成损害，从声源、传播途径、接收者三个方面提出控制策略，以期实现军用车辆装备噪声控制。
关键词：军用车辆装备;噪声;控制
在现代高技术条件下战争中，军用车辆装备的战场目标特征侦测技术较为成熟，导致军用车辆装备遭受打击的威胁越来越大。因此，要尽可能弱化军用车辆装备的目标特征，降低其被发现的可能性。高噪声就是其中需要控制的一个重要因素。军用车辆装备的高噪声不仅容易暴露目标、遭受打击，而且对指战员的人身影响也是不可忽略的。高噪声对听力的损伤是不可逆的，严重的甚至造成耳聋。另外，长时间的高噪声刺激，会使指战员烦躁、疲倦、注意力下降，进而发生事故。所以有必要对军用车辆装备噪声进行有效的控制。
1 军用车辆装备噪声来源
军用车辆装备噪声按来源可分为三类：发动机噪声、胎噪声和风噪声。首先，只要军用车辆装备发动机处于运行状态，发动机噪声就存在，发动机转速越高，噪声越大。发动机噪声是主要的噪声源，其传播方式主要是传导、辐射。其次，胎噪声，指的是轮胎与地面相互摩擦而产生的噪声，取决于速度和路面质量。相同路面时，速度越快，胎噪声越大;相同速度时，路面越差，胎噪声越大。最后，风噪声是军用车辆装备行驶中迎面风通过车身间隙进入车内形成共鸣声，取决于速度，速度越快，风噪声越大。三类噪声中，发动机噪声是军用车辆装备的主要噪声来源，其中，排气噪声在发动机噪声中能量最大，种类最多，频率最宽，是一种高温、高速的脉动性气流噪声。排气噪声根据形成的不同方式可分为以下几种：气缸排气的低频脉动噪声、汽缸内的共振噪声、高速气流激发噪声、排烟管道内的共振噪声、涡流噪声、排气再生噪声等等，这些噪声一般在95～110dB（A）之间，频率在50～10000Hz之间，是降噪控制的重点。[1]
2 噪声控制策略
军用车辆装备的噪声控制一般从声音形成的三个方面，即声源、传播途径及接收者，来进行相应的处理。
2.1 声源控制
军用车辆装备主要的噪声源为发动机噪声，其动力噪声按产生机理可分为固体、液体和气体形式。其中，气体动力噪声是主要的噪声源，是气流运动过程中气体分子振动而直接产生的，有进气噪声、排气噪声、风扇噪声和燃烧噪声等。为了消除气体动力噪声，可从减小气体分子振动频率和速度来考虑。降低声源辐射空气声的声功率是声源控制的一般方法。固体表面辐射声功率取决于其激振源激振、振动传播的传递函数和其辐射效率。可从控制这三个途径来减小固体表面的振动或阻止振动辐射，从而降低噪音的形成。针对气体动力噪声，隔断噪声传导途径、吸收或干涉噪声辐射是目前常用的两种方式。对于隔断噪声传导途径，通常对机组进行减震、隔震处理，根据军用车辆装备发动机的震动特性设计专用的减震垫，把发动机的机体与车体隔离开。对于吸收或干涉噪声辐射，通常使用阻性消声原理，即在固体内填装吸声材料或增加多孔板处理，发动机的进、排气管可采用一个波纹减震节隔断。固体动力噪声由发动机的结构振动引起，故又作结构动力噪声，或是机械噪声。液体动力噪声是指液体流动形成的噪声，可忽略。经过上述减震、隔震处理，军用车辆装备发动机组机体的震动隔断得到了有效的解决，使机械噪声和燃烧噪声被隔断在机体上，无法通过车体传导，只能通过辐射传播。
2.2 传播途径控制
噪声产生之后并不能直接被人耳感知，而是需要通过介质传播。对于那些无法消除或者消除效果不理想的噪声源，则应该考虑从噪声传播途径上进行有效的控制，尽量降低噪声所带来的污染和损害。对于噪声传播途径的控制方法，常用有隔声装置、消声器和吸声材料。
2.2.1 隔声装置
隔声装置就是将声源与接收者分隔开的屏蔽物，常用的隔声装置有隔声墙、隔声罩、隔声屏障等。对于发动机最常见的隔声装置是隔声罩，利用其将发动机局部或者全部罩起来。由于材料的材质和厚度决定了其可以吸收哪个频段的声波。因而，隔声罩应尽可能采用多种材料重叠构成，噪声在反射和再反射的过程中，会消耗掉一部分噪声的能量，[2]增强隔声效果。所以隔声装置的设计应采用多层结构，且各层采用不同的材料和厚度，以最大限度的提高隔声装置的隔声效果。
风噪声和辐射噪声是操作室的噪声主要来源，需要加以控制，否则在操作室形成混响声场，会严重影响指战员的身心健康，造成操作人员疲劳，反应控制速度变慢，从而对执行任务造成影响。[3]因此，操作室的隔声要求较高，要保证操作室地板、操作杆件、玻璃与外界的密封可靠。由于外界噪声会经操作室的孔洞或缝隙衍射进来，造成操作室板件振动与外界发动机噪声的迭加，在操作室將会出现混响现象。因此，在操作室的缝隙处嵌入弹性较好的隔声材料行密封和内壁安装吸声材料可以有效的减少操作室的噪声。
2.2.2 消声器
消声器是一种即能通过气体又能降低噪声的设备，[4]一般可分为阻性、抗性和阻抗复合式，通常采用阻抗复合式消声器来达到更好的控制效果。消声器通常在易产生气体动力噪声的设备中使用，例如发动机、鼓风机、压缩机盖等的进、排气口。阻性消音器是利用吸声材料制成的，噪声经过时，吸声材料会吸收一部分噪声的能量，从而起到消声作用。阻性消声器主要吸收中高频噪声，[5]而军用车辆装备发动机的噪声频率以中低频区域为主。另一方面，由于抗性消声器构造简单，纯金属结构的设计使其具有耐高温、耐腐蚀、耐冲击的特性。而且，由于抗性消声器的结构特点使其难以形成共振。所以抗性消声器广泛应用于发动机排气系统中。抗性消声器可分为扩张式、共振式和干涉式三种。扩张式主要借助管道截面突变（扩张或收缩）引起的声波反射作用达到消声目的;共振式主要借助旁接共振系统引起的声波反射作用达到消声目的;而干涉式则主要借助相干声波的相互叠加抵消作用达到消声目的。目前扩张式消声器在发动机排气中应用最广，其次是共振式和干涉式组成多节抗性消声器。在选择消声器时，应该首先考虑需要消除声音的频域，以此来设计选择相应消声器组合方式。正确选配可使排气噪声减弱30～50dB（A）以上。 2.2.3 吸声材料
当声波射到物体表面时，声波被物体吸收其能量并转化为其他能量的过程就叫吸声。吸声效果好的物体就可以作为吸声材料，如玻璃棉、棉絮、毛毡、泡沫塑料等，吸声效果的好坏与材料及结构有关。对于吸声材料的选择，应该从系统的观点进行综合考量，包括的因素有吸声性能、材料成本、设计造价、环境保护等。另外，在实际运用中，为了防止火灾的发生，吸声材料的阻燃特性也是必须要考虑的。泡沫塑料作为常见的吸声材料，凭借操作简单、使用方便的特性得到广泛的应用，然而大部分泡沫塑料阻燃特性不佳，因此在选用时必须添加阻燃剂。目前，吸声材料多选择阻燃性泡沫塑料、吸音棉或矿岩棉。阻燃性泡沫塑料对低、中频噪声的吸声能力较为突出，优点是操作简单、便于使用，缺点是成本较高。吸音棉和矿岩棉对中、高频噪声的吸声能力较为突出，优点是成本较低，缺点是使用不方便。另外，吸声材料的选择还应根据噪声的频段保证必要的厚度以保证噪声消除效果。吸声材料与隔声装置、消声器配合使用时可以达到更好的噪声控制效果。
2.3 接收者控制
军用车辆装备的高噪声不仅是暴露目标的一个重要因素，而且对指战员身体和心理的伤害都是不容忽视的。当噪声源和噪声传播控制均无法达到良好效果时，为了降低高噪声环境对指战员的损害，目前最有效、最经济的方式是佩戴主动降噪耳机。另外，常用的噪声防护用具有耳塞、耳罩、防声盔等。这些噪声防护用具都可以在一定程度上降低噪声对人员的侵害。
3 结论
根据噪声形成的三个方面进行针对性的处理可达到良好的噪声控制效果。从噪聲源头出发，减小振动、增加缓震，采用隔声、消声、吸声技术阻绝噪声辐射，佩戴降噪设备降低高噪声对指战员的侵害。进而达到降低军用车辆装备声波特征，免于暴露而遭受打击，并保护指战员身心健康、提高作战效能的目的。
参考文献：
[1]王建华.车载装备噪声控制探讨[J].专用汽车，2005（4）：36-38.
[2]李灿强.柴油发电机组噪声及控制[J].移动电源与车辆，2012（2）：22-24.
[3]周龙刚，赵金鹏，孟祥龙，工程机械噪声原理与控制策略浅析[J].工程机械文摘，2012（6）：35-38.
[4]丁树谦.噪声污染及其控制对策[J].辽宁师专学报，2002，4（2）：101-103.
[5]马德朝.煤矿主通风机噪声控制对策[J].科技文汇，2007（10）：194.
作者简介：杨玺国（1990-），男，云南梁河人，陆军工程大学通信士官学校硕士，动力工程及工程热物理专业。
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