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摘 要：本文将对舰船和海洋工程领域多种高分子材料的主要应用进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地应用高分子材料。
關键词：海洋工程；舰船；高分子
引言：通常来讲，高分子材料具备强度高、密度小、成本低、易加工等多种优势，在舰船相关领域得到了大范围应用，并且舰船和海洋工程领域的高分子材料应用技术逐渐成为其重要组成部分之一。将高分子材料应用于舰船上，能增强舰船的舒适性、安全性，减少制造舰船的成本，降低舰船的重量，因此，研究舰船和海洋工程领域多种高分子材料的主要应用具有一定现实意义。
一、高分子的吸声消声材料
在舰船和海洋工程领域，潜艇技术性能与战术性能在很大程度上受隐形技术的发展所影响，多个国家的海军在潜艇隐蔽性方面投入了越来越多的人力、财力。增强潜艇隐蔽性应注重两点，分别是隐性化、安静化。由于消声瓦是潜艇外的屏障，可以发挥声纳波的吸收作用，使敌主动的声纳距离大大减少，从而增强潜艇的声隐性性。消声涂层、消声瓦可以通过两种途径使潜艇所具有的特征信号减弱，一种是让反射声纳波能量减弱，另一种是将自噪声量级辐射到海洋中。
第二次世界大战时期，德国将谐振吸声的橡胶涂抹在潜艇的外部，它属于早期消声瓦。到了上个世纪六十年代初，英国与前苏联尝试利用消声材料包敷法避免主动声纳被敌人探测，于是研制出了多种消声涂层、消声瓦。后来，前苏联转而研究舰艇中消声瓦的应用，到现在为止，俄罗斯将橡胶类的化合物当作消声瓦，外表非常光滑、紧致，内部将空腔当作主要结构，事先进行硫化，随后再敷设于潜艇表面。日本的消声瓦大多使用多层橡胶谐振的结构，该消声瓦的吸声频带相对交宽。美国在研究消声瓦方面发展较晚，不过技术进步得非常快，当前美军利用消声瓦改装了在役核潜艇，同时消声瓦材料还敷设于各种新制成核潜艇之上。
二、高分子的降噪减振材料
伴随科技的迅猛发展，舰船速度、功率等方面得到了巨大的提升，不过宽频带噪声与振动会引发船体多共振的效应，造成噪声辐射至水中，对其隐蔽性产生很大阻碍，并且共振容易引发仪表失灵、结构破坏等多种问题，带给船上人员的身体心理健康状况不同程度的影响[1]。要想使舰船中噪声、振动得以减少，不但要从结构、系统入手做好降噪减振的设计，还应对降噪减振的相关复合材料进行充分利用。一般来讲，降噪减振的材料主要包括非约束型、约束型两种。其中，非约束型主要是在底材上粘贴阻尼材料实现降噪减振处理，约束型主要是将高模量的弹性层再次覆盖于阻尼材料之上，一般使用的是增强材料、金属材料等。不管是非约束型抑或约束型，使用的阻尼材料皆为高分子的弹性材料。
西方发达国家在舰船上运用高分子的弹性材料进行降噪减振已经有五十多年，获得了非常良好的降噪与减振成效。当前所有已开发的阻尼材料之中，聚醚氨酯材料的性能是最好的。这种材料借助片状填料的微观约束功能，使阻尼材料阻尼性得到明显增强，并且，通过约束层模量的提高使得复合损耗的相关因子值明显提高。在英国，线形聚氨酯材料得到了深入研究，使阻尼温域充分拓宽。在中国，对环氧树脂材料进行了研制，其阻尼性能相对良好。除此之外，通过国外、国内的大量文献可以发现大量优质性能的阻尼材料得到了舰船和海洋领域的广泛应用，发挥了显著的降噪性与减振性。
三、高分子的水声换能材料
在舰船和海洋领域，水声换能器属于核心的声纳部件，发挥着声信号向电信号转化的重要功能，其转换元件一般使用的是压磁材料、压电材料等，这些材料都称作水声换能的材料。传统舰艇中主要将锆钛酸铅陶瓷当作水声换能的材料。不过伴随潜能不断增加下潜的深度、增加水下航行的速度，流噪声会在很大程度上影响水听器功能。要想使流噪声造成的影响得以消除，应大范围地对水听器进行使用，使流噪场全面消除，并对长波外来声信号进行有效检测，因此需要将大面积的柔性板当作水声换能的材料。聚偏二氟乙烯、压电橡胶这些高分子的化合物可以充分符合以上需要，压电橡胶不但可以用于消声材料，还能够用于水听器的制造。在美国，攻击性的核潜艇就把压电橡胶作为声纳基阵主要材料。在挪威，舰船把聚偏二氟乙烯当作水声换能的材料[2]。在法国，高分子材料正在试着运用到弹道导弹的潜艇之中。
四、树脂基材料
当前舰船采用的复合材料一般指的是树脂基复合材料，比如芳纶、碳纤维、玻璃纤维等多种增强型树脂基的复合材料。高分子的复合材料具有各种各样的功能和十分优秀的性能，因此在舰船的建造方面得到了非常广泛的应用，如木质、玻璃纤维的复合材料可以用在舰船内饰，复合板可以用于制造船体。同时，很多高分子的复合材料还会用在海上工厂、格栏、桩柱、码头、海港等海岸线的设备，如图1所示。树脂基材料既有良好力学性能，又有电磁波吸收性、耐腐蚀性等多种特性。其中，舰船推进器就充分利用了碳纤维的树脂基材料。
在德国，环氧树脂、碳纤维的螺旋桨得到了大量研究并取得不错的进展，该螺旋桨的桨叶片薄、强度高、质量轻，可以发挥舰船加速、减振等多种功能，极大地延长了使用寿命。在英国，复合材料的螺旋桨得到深入研究和积极测试，发现这种螺旋桨可以平稳运转，振动大大降低。在俄罗斯，借助碳纤维的树脂基材料不发软、摩擦系数小等特征，对舰船的轴承、活塞等多种部件进行了制造，并且管道系统、机械装置等方面树脂基材料的研究也在不断进行中。除此之外，结构陶瓷、先进的树脂基、新金属结构等多种材料也得到舰船领域的一定应用，实现了有效载荷、降低壳体重量等目的。
结语：总而言之，研究舰船和海洋工程领域多种高分子材料的主要应用具有十分重要的意义。相关人员应对当前高分子材料发展现状有一个全面的认识，并将高分子的吸声消声材料、降噪减振材料、水声换能材料、树脂基材料应用到舰船相关领域中，从而推动我国舰船业的长期、稳定发展。
参考文献
[1]郭随华.中国建材总院科技在行动——“十三五”国家重点研发计划“海洋工程高抗蚀水泥基材料关键技术”项目进展与阶段成果介绍[J].中国建材，2018，（10）：124-126.
[2]袁红莉，孙倩.基于OBE理念的专业课程改革——以“船舶与海洋工程建造技术”为例[J].集美大学学报（教育科学版），2018，19（04）：79-83.
（作者单位：海军工程大学）
關键词：海洋工程；舰船；高分子
引言：通常来讲，高分子材料具备强度高、密度小、成本低、易加工等多种优势，在舰船相关领域得到了大范围应用，并且舰船和海洋工程领域的高分子材料应用技术逐渐成为其重要组成部分之一。将高分子材料应用于舰船上，能增强舰船的舒适性、安全性，减少制造舰船的成本，降低舰船的重量，因此，研究舰船和海洋工程领域多种高分子材料的主要应用具有一定现实意义。
一、高分子的吸声消声材料
在舰船和海洋工程领域，潜艇技术性能与战术性能在很大程度上受隐形技术的发展所影响，多个国家的海军在潜艇隐蔽性方面投入了越来越多的人力、财力。增强潜艇隐蔽性应注重两点，分别是隐性化、安静化。由于消声瓦是潜艇外的屏障，可以发挥声纳波的吸收作用，使敌主动的声纳距离大大减少，从而增强潜艇的声隐性性。消声涂层、消声瓦可以通过两种途径使潜艇所具有的特征信号减弱，一种是让反射声纳波能量减弱，另一种是将自噪声量级辐射到海洋中。
第二次世界大战时期，德国将谐振吸声的橡胶涂抹在潜艇的外部，它属于早期消声瓦。到了上个世纪六十年代初，英国与前苏联尝试利用消声材料包敷法避免主动声纳被敌人探测，于是研制出了多种消声涂层、消声瓦。后来，前苏联转而研究舰艇中消声瓦的应用，到现在为止，俄罗斯将橡胶类的化合物当作消声瓦，外表非常光滑、紧致，内部将空腔当作主要结构，事先进行硫化，随后再敷设于潜艇表面。日本的消声瓦大多使用多层橡胶谐振的结构，该消声瓦的吸声频带相对交宽。美国在研究消声瓦方面发展较晚，不过技术进步得非常快，当前美军利用消声瓦改装了在役核潜艇，同时消声瓦材料还敷设于各种新制成核潜艇之上。
二、高分子的降噪减振材料
伴随科技的迅猛发展，舰船速度、功率等方面得到了巨大的提升，不过宽频带噪声与振动会引发船体多共振的效应，造成噪声辐射至水中，对其隐蔽性产生很大阻碍，并且共振容易引发仪表失灵、结构破坏等多种问题，带给船上人员的身体心理健康状况不同程度的影响[1]。要想使舰船中噪声、振动得以减少，不但要从结构、系统入手做好降噪减振的设计，还应对降噪减振的相关复合材料进行充分利用。一般来讲，降噪减振的材料主要包括非约束型、约束型两种。其中，非约束型主要是在底材上粘贴阻尼材料实现降噪减振处理，约束型主要是将高模量的弹性层再次覆盖于阻尼材料之上，一般使用的是增强材料、金属材料等。不管是非约束型抑或约束型，使用的阻尼材料皆为高分子的弹性材料。
西方发达国家在舰船上运用高分子的弹性材料进行降噪减振已经有五十多年，获得了非常良好的降噪与减振成效。当前所有已开发的阻尼材料之中，聚醚氨酯材料的性能是最好的。这种材料借助片状填料的微观约束功能，使阻尼材料阻尼性得到明显增强，并且，通过约束层模量的提高使得复合损耗的相关因子值明显提高。在英国，线形聚氨酯材料得到了深入研究，使阻尼温域充分拓宽。在中国，对环氧树脂材料进行了研制，其阻尼性能相对良好。除此之外，通过国外、国内的大量文献可以发现大量优质性能的阻尼材料得到了舰船和海洋领域的广泛应用，发挥了显著的降噪性与减振性。
三、高分子的水声换能材料
在舰船和海洋领域，水声换能器属于核心的声纳部件，发挥着声信号向电信号转化的重要功能，其转换元件一般使用的是压磁材料、压电材料等，这些材料都称作水声换能的材料。传统舰艇中主要将锆钛酸铅陶瓷当作水声换能的材料。不过伴随潜能不断增加下潜的深度、增加水下航行的速度，流噪声会在很大程度上影响水听器功能。要想使流噪声造成的影响得以消除，应大范围地对水听器进行使用，使流噪场全面消除，并对长波外来声信号进行有效检测，因此需要将大面积的柔性板当作水声换能的材料。聚偏二氟乙烯、压电橡胶这些高分子的化合物可以充分符合以上需要，压电橡胶不但可以用于消声材料，还能够用于水听器的制造。在美国，攻击性的核潜艇就把压电橡胶作为声纳基阵主要材料。在挪威，舰船把聚偏二氟乙烯当作水声换能的材料[2]。在法国，高分子材料正在试着运用到弹道导弹的潜艇之中。
四、树脂基材料
当前舰船采用的复合材料一般指的是树脂基复合材料，比如芳纶、碳纤维、玻璃纤维等多种增强型树脂基的复合材料。高分子的复合材料具有各种各样的功能和十分优秀的性能，因此在舰船的建造方面得到了非常广泛的应用，如木质、玻璃纤维的复合材料可以用在舰船内饰，复合板可以用于制造船体。同时，很多高分子的复合材料还会用在海上工厂、格栏、桩柱、码头、海港等海岸线的设备，如图1所示。树脂基材料既有良好力学性能，又有电磁波吸收性、耐腐蚀性等多种特性。其中，舰船推进器就充分利用了碳纤维的树脂基材料。
在德国，环氧树脂、碳纤维的螺旋桨得到了大量研究并取得不错的进展，该螺旋桨的桨叶片薄、强度高、质量轻，可以发挥舰船加速、减振等多种功能，极大地延长了使用寿命。在英国，复合材料的螺旋桨得到深入研究和积极测试，发现这种螺旋桨可以平稳运转，振动大大降低。在俄罗斯，借助碳纤维的树脂基材料不发软、摩擦系数小等特征，对舰船的轴承、活塞等多种部件进行了制造，并且管道系统、机械装置等方面树脂基材料的研究也在不断进行中。除此之外，结构陶瓷、先进的树脂基、新金属结构等多种材料也得到舰船领域的一定应用，实现了有效载荷、降低壳体重量等目的。
结语：总而言之，研究舰船和海洋工程领域多种高分子材料的主要应用具有十分重要的意义。相关人员应对当前高分子材料发展现状有一个全面的认识，并将高分子的吸声消声材料、降噪减振材料、水声换能材料、树脂基材料应用到舰船相关领域中，从而推动我国舰船业的长期、稳定发展。
参考文献
[1]郭随华.中国建材总院科技在行动——“十三五”国家重点研发计划“海洋工程高抗蚀水泥基材料关键技术”项目进展与阶段成果介绍[J].中国建材，2018，（10）：124-126.
[2]袁红莉，孙倩.基于OBE理念的专业课程改革——以“船舶与海洋工程建造技术”为例[J].集美大学学报（教育科学版），2018，19（04）：79-83.
（作者单位：海军工程大学）