Prairie-Masker
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“Prairie-Masker” –
プレーリー マスカーは、アメリカ海軍のオリバー ハザード ペリー級フリゲート艦、スプルーアンス級駆逐艦やアーレイ バーク級駆逐艦、タイコンデロガ級巡洋艦など、一部の西側軍艦に装備されている放射騒音低減システムです。このシステムは、1960 年代に第二次世界大戦後に改良された限定数のグッピー IIIおよびその後のディーゼル潜水艦にも設置されました。
マスカーおよびプレーリー システムは、別の船舶、つまり敵対的な潜水艦による軍艦の音響特徴の分類または識別を防ぐように設計されています。船は機械の音を聞く代わりに、パッシブソナーで雨のような音を鳴らします。システムのマスカー部分は、船舶の船体、通常は機械スペースの近くに設置されます。システムのプレーリー部分は、船のプロペラを静かにするように設計されています。これらのシステムは当初最高機密に指定されていましたが、現在ではいくつかの国で対潜水艦戦システムの一部として使用されています。
コンテンツ
1 バックグラウンド
2 動作原理
3 マスカ
4 草原
5 潜水艦
6 こちらも参照
7 参考文献
8 外部リンク
バックグラウンド
船舶の消音は、不要な騒音を低減するための重要な部分であり、海軍艦艇の能動的および受動的な海中戦能力を大幅に制限し、非友好的な艦艇による探知範囲または確率を減少させる可能性が米国海軍は、これらの問題に対処するために船舶消音プログラムを維持しています。船舶消音プログラムの目標は、パッシブ対応ソナーの周波数範囲にわたるソナー自体のノイズを低減することと、敵の潜水艦による探知を減らすために船舶の放射ノイズを低減することです。セルフノイズは、船自体のソナーやセンサーに影響を与える、船によって発生するノイズです。放射ノイズは、他の船、特に潜水艦のセンサーに影響を与える船によって発生するノイズです。マスカー・プレーリー対策システムは、発生源での音や船体への伝達を制御しても低減されない放射騒音と自己騒音を低減するためのこのプログラムの重要な要素です。
気泡の使用と音波伝播に対する気泡の影響は、第二次世界大戦中に潜水艦戦における音響を理解するための一般的な取り組みの一環として体系的に研究され始めました。米国では、この研究活動は国防研究委員会(NDRC) によって指導され、さまざまな米国海軍研究所によって実施されました。この研究で得られた進歩は、 1946 年に『The Physics of Sound in the Sea』で出版されました。この議論に最も関連する研究結果は、その巻の第 4 部「航跡の音響特性」に記載されています。 : 345
バブルカーテンの使用は、水中発破から杭打ち、爆発性金属成形まで、さまざまな産業における騒音や衝撃波の有害な影響を軽減するのに広く適用できることがわかっています。 : 347
動作原理
システムのマスカー部分は、バブル カーテンと海水の間に音速(音響インピーダンス) の不一致を生み出すことに基づいています。音速が大きく異なる物質に遭遇した音波は透過せず、反射されて戻ってきます。媒体内の音速は、材料の剛性の平方根をその密度で割った値に依存します。気泡雲では、密度は水の密度に最も似ていますが、硬さは空気の密度と同じです。その結果、水中の泡雲を通る音速は、水そのものの中よりもほぼ 10 倍遅くなり、空気中の音速よりも 3 倍遅くなります。したがって、船（または潜水艦）の船体内の音は、水中に出て長距離に伝播し、船体内に反射されて最終的に消散します。1 つのグラスに水、もう 1 つのグラスに炭酸水を注ぎ、それぞれの側面をスプーンで軽くたたくと、これらの物理概念の現れを体験できます。水の入った容器が鳴り響きます。泡が入った器は「ドスン」と音を立てます。
プレーリースクリューの静音化は別の原理で機能します。ネジに関する主な騒音問題はキャビテーションです。動翼の背後の圧力が非常に低くなり、その深さでの水の蒸気圧よりも低くなる可能性がこれにより、水蒸気の泡が形成されます。泡が低圧領域から出ると、すぐに水の中に崩壊し、その際に大きな音を立てます。ただし、スクリューの後縁から少量の空気が放出される場合、キャビテーション泡の中に少量の空気が含まれています。水蒸気の崩壊によって気泡が完全に閉じられるわけではないため、余分な騒音はほとんど発生しません。
マスカ
システムのマスカー部分は、脅威となる船舶による探知による船舶のエンジン騒音を消し、船舶自体のソナー効率を高めるために自己騒音を低減するように設計されています。マスカー部分は通常、船舶のエンジンルームに隣接する船体の外側に取り付けられた 2 つのバンドで構成され、圧縮空気がバンドに押し込まれ、機械加工された穴から逃げて船体の周りの海中に気泡のバリアを作り、気泡を閉じ込めます。船体内の機械騒音が消散する。
草原
乾ドックでテスト中のプロペラベースのプレーリー システム。
一方、プレーリー(頭字語: プロペラ空気誘起放出 ) は、船のプロペラの近くまたはプロペラに取り付けられ、プロペラの端にある小さな穴から圧縮空気が送り込まれます。予想されるかもしれませんが、船や潜水艦の表面の下に一連の小さな穴を汚物から守ることは問題を引き起こす可能性が潜水艦の設備では、船が入港しているときにシステムに淡水を少しずつ流すことでこれを防止しました。外航船の船体を汚す生物のほとんどは、淡水では生きられません。
アグーティと呼ばれる同様のシステムは、イギリス海軍のフリゲート艦やINS ニルギリなどの船舶に搭載されました。
潜水艦
潜水艦の使用では、システムの動作に必要な大量の空気を水面から供給する必要があるため、プレーリー マスカーはディーゼル潜水艦がシュノーケリングをしているときにのみ使用できます。静音化が必要な主な騒音源はディーゼル エンジンであり、シュノーケリングのときにのみ使用されるため、これは重大な制限ではありません。対潜艦艇で使用すると、音響特性を隠すのに非常に効果的であるため、潜水艦との演習ではシステムを使用しないよう要求されることがよくこれは、音も聞こえずに軍艦のすぐ近くで潜水艦が水面または水面近くに接近し、衝突する可能性があるためである。
こちらも参照
無響タイル
参考文献
^ ノーマン・フリードマン (1994)。1945 年以降の米国潜水艦: 図解による設計史。アナポリス: 海軍研究所出版局。41、43ページ。ISBN 1-55750-260-9。
^ 情報シート、船舶の消音プログラム、情報シート番号: 9.7、米国海軍水上士官戦闘学校、p.1
^ 水中の気泡カーテンにおける音波伝播 – パート I: 歴史と理論、 SN Domenico; 『地球物理学』第 47 巻、第 3 号 (1982 年 3月）: p.345-353 ^ ホソク、ペ; キム・ウォンギ; スウク、息子。パク・ジョンス（2022年11月25日）。「マルチソナーアレイシステムを用いた人工気泡分布のイメージング」海洋科学と工学のジャーナル。10 (12): 1822.土井: 10.3390/jmse10121822。
^ ヒラナンダニ、GM （2017 年 10 月 9 日)。トライアンフへの移行: インド海軍の歴史、1965 ～ 1975 年。ランサーパブリッシャーズ。ISBN 9781897829721。2017 年10 月 9 日に取得- Google ブックス経由。
^ プラム、CM; Kendrick， AM 「水上船舶の騒音低減」(PDF)。ジェーンの海軍装備。26 (3)。
外部リンク
FAS での Prairie/Masker システムの説明
乾ドックでプレーリーの設置をテストするプロペラの写真”