泵类推进技术的振动和噪声控制机理

泵类推进技术应用已经是舰艇推进系统设计与发展的必经之路。但是，从要用泵类推进系统到用好泵类推进系统，其中仍充满艰辛。除了舰艇研制过程中历来先总体、后推进的框架定式约束外，叶型设计理论的不足以及从叶型到空化初生、非定常力与辐射噪声性能之间显示的关联机制尚为理论空白，显著制约了泵类推进器的自主设计研发进程。为了尽快迈过这一道坎，设计出不同功率等级、不同应用场合需求的泵类推进器样本并经历试验测量的考核检验，挖掘当前可达的降噪潜力，显然是良好的助推剂之一。

学术专著《泵喷推进器的低噪声设计机理与设计应用》系统阐述了泵喷的结构组成、水动力工作原理、叶片典型设计方法、后置定子式泵喷、前置定子式泵喷以及无轴驱动式集成电机泵喷（简称无轴泵喷）水力模型的设计应用与性能评价、拖曳线列阵声呐追踪典型特征信号的方法，将泵喷纳入了船舶泵类推进器的研究范畴，涵盖了泵喷与螺旋桨的水动力性能差异以及与喷泵之间的差异和联系，揭开了泵喷的神秘面纱，能够自成体系，属于破冰之作。

该专著的核心价值在于深入解剖了泵喷这一推进器部件、引入了叶型参数化三元逆向设计方法、完成了泵喷水力设计和性能预报，是从无到有的阶段。尽管预报泵喷性能时引入了艇尾非均匀伴流，关注焦点也是艇后泵喷性能，但落脚点主要是泵喷自身的水动力性能、空化性能和辐射噪声性能，没有涵盖泵喷与艇尾构型之间的匹配设计、艇尾构型优化设计、艇尾推进器布局优化以及艇体-泵喷轴系振动控制等内容，还达不到推进系统总体设计的层面。并且，其所展示设计案例的性能评价方法主要是数值计算，尽管其中包含了某鱼雷泵喷敞水性能曲线和辐射噪声谱的第三方校验结果作为间接验证，但水下平台设计案例本身并无直接试验测量验证，包括快速性能、精细流场特征、空化初生性能以及辐射噪声性能，给泵喷推进技术的演示验证以及加改装工程应用留下了一个不容忽视的缺口，相当于设计本身并未完全托底，较大地困扰了泵喷推进技术的应用决策，必须尽快加以弥补。(www.xing528.com)

从着重关注泵喷部件本身的水力设计与性能延伸到泵喷推进系统的顶层设计后，不论总体需求要求将泵喷布置于艇尾外部、舷侧还是内部通道，核心问题都聚焦于“究竟该设计什么样的叶型、能够起到多大的降噪效果、叶型设计方法是否通用”这一本质。为了能够在理论框架和应用基础上立起支点，经过四年的核心技术攻关，在“十三五”装备预研重点基金项目、前沿创新项目和军内科研项目同时针对泵喷推进系统设计与试验验证的积累和沉淀下，本书从泵喷的选型设计入手，到进水流道的匹配设计，重点关注叶梢间隙流动和引鉴7叶大侧斜桨的非定常力控制要素，最后聚焦于大功率等级无轴泵喷的抗空化和降噪设计成效、小功率等级无轴泵喷的降噪优化设计历程以及小功率等级机械式泵喷的线谱和宽带谱噪声控制效果，在建立有效设计样本、满足工程应用需求这一主线上逐步展开，展示了拥有知识产权的多个设计样本的主要测量数据，期望能够与同行们一起打开泵喷型号应用的大门，力争为泵喷推进技术的工程应用扫清主要技术障碍，成为支撑泵类推进器快速自主研发的理论基石。