Sukellusveneet matkustavat meren alla, mutta melu on riskitekijä vihollisen havaitsemisessa. Näin sukellusveneet pitävät melunsa hiljaisena ja suorittavat tehtävänsä vaivalloisesti.
Ihmiset pitävät hauskaa aurinkoisella rannalla. Lasten juoksentelevat äänet, aikuiset juttelevat ja laulut kaiuttimista täyttävät tilan. Rantailijat paistattelevat lämpimässä kesäauringossa, pelaavat palloa hiekassa tai lukevat kirjaa päivänvarjon alla. Kaukana heistä syvissä, tummissa vesissä esine ui liikkumatta. Se heittelee ympäriinsä kuin etsiessään jotain tai kyykistyy paikallaan kuin pelkäisi jotain lähestyvää. Se on meren haamu, sukellusvene.
Sukellusvene on kirjaimellisesti sotilasalus, joka voi matkustaa veden alla ja täyttää säiliönsä merivedellä painonsa säätämiseksi, tyhjentämällä ja täyttämällä sukeltaakseen ja noustakseen. Sukellusveneitä käytetään matkustamaan veden alla vihollisten ja hyökkäyskohteiden etsimiseen, ja niitä käytettiin ensimmäisen kerran taisteluissa Yhdysvaltain vapaussodassa 1700-luvulla, ja ne ovat kehittyneet nopeasti kahden maailmansodan aikana saavuttaakseen nykyisen tilansa.
Tärkein ominaisuus, jonka sukellusvene tarvitsee täyttääkseen tehtävänsä, on varkain eli kyky jäädä vihollisalusten havaitsematta. Meren syvyyksissä, joissa esineitä ei voida arvioida visuaalisesti, sukellusveneet luottavat ääniaaltojen havaitsemiseen ympäristönsä, ja sukellusveneen aiheuttama melu näkyy välittömästi lähellä oleville vihollisaluksille. Siksi kaikuluotaimen kehitykseen on kehitetty melua vähentäviä teknologioita, mutta melulähteitä on monia, ja jopa nykyaikaisella tekniikalla melun poistaminen kokonaan on edelleen haaste.
Sukellusveneissä on neljä pääasiallista melulähdettä: mekaaninen melu, osastomelu, hydrodynaaminen melu ja potkurimelu. Tämä voidaan helposti ymmärtää kuvittelemalla sukellusvene liikkeessä. Jotta sukellusvene voisi liikkua, täytyy toimia paljon koneita, jotka synnyttävät mekaanista melua, ja myös sukellusveneen sisällä asuva miehistö synnyttää väistämättä melua, joka on osastomelua. Kun sukellusvene liikkuu veden läpi, rungon ympärillä oleva vesi aiheuttaa hydrodynaamista melua veden epäsäännöllisen liikkeen vuoksi, ja myös potkurit pyörivät eteenpäin.
Mutta tärkein melun lähde on potkureiden pyöriminen. Vene työntyy eteenpäin potkurin reaktiolla, joka työntää pysähdystä vettä suurilla nopeuksilla. Tämä luo tyhjän tilan veden ja potkurin väliin ja paine-ero saa veteen liuenneen ilman näyttämään kuplia. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi ja se näkyy jokapäiväisissä hiilihapotetuissa juomissa. Kun kansi avataan, tölkin sisä- ja ulkopuolen välinen paine-ero aiheuttaa hiilihapotetun juoman ja sisällä olevan tyhjän tilan vapauttamisen kuplia. Kun nämä kuplat paineistetaan uudelleen, ne puhkeavat ja pitävät ääntä, joka on tarpeeksi kovaa, jotta lähellä olevat viholliset havaitsevat sen. Lisäksi potkurin pyöriessä sen ympärillä olevan pyörteen taajuus kasvaa, ja kun pyörteen taajuus on yhtä suuri kuin potkurin luonnollinen taajuus, tärinä ja melu lisääntyvät, ja sitä kutsutaan "lauluksi". Kaikilla esineillä on oma luonnollinen taajuutensa ja ne lähettävät ääntä sen mukaisesti, ja se johtuu resonanssiperiaatteesta, joka lisää energiaa, kun ulkopuolelta kohdistetaan samantaajuista voimaa. Potkurit aiheuttavat sellaisenaan paljon melua, mutta ne ovat toiminnan kannalta välttämättömiä, joten niiden toiminnasta aiheutuvan melun vähentäminen on tärkeä asia.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi kehitetään useita teknologioita. Ensimmäinen tapa poistaa potkurin melu on irrottaa potkuri ja asentaa sen sijaan vesisuihku. Vesisuihku on propulsiolaite, joka imee vettä veneen pohjassa olevasta imuaukosta ja työntää venettä eteenpäin vapauttamalla vettä veneen takana olevasta viemäristä. Tämä vähentää tehokkaasti melua, koska kavitaatiota ei esiinny potkureiden puutteen vuoksi, mutta se on silti tehoton suurille laivoille ja kalliimpaa kuin propulsio. Toinen on potkurin muodon muuttaminen, yleisin laivoissa käytetty esimerkki on korkea vino potkuri. Ajatuksena on muuttaa siipien muotoa, kun vesi virtaa potkurin läpi tärinän ja melun vaimentamiseksi. Sinun on kuitenkin oltava varovainen, ettet vaihda teriä liikaa, koska tämä voi aiheuttaa melua. Toinen vaihtoehto on käyttää potkuriin preeriajärjestelmää. Tämä on tekniikka, jossa potkurin lapoihin porataan pieniä reikiä ja ilmaa puhalletaan niiden läpi ilmakalvon muodostamiseksi, joka toimii eräänlaisena seinämänä, joka estää siipien ympärillä syntyvän äänen leviämisen veden alle. Kehitämme ja käytämme myös Anti-Singing Edge -menetelmää, joka leikkaa siiven kärjen irti ja kiinnittelee toista materiaalia melun syntymisen vaimentamiseksi lauluilmiön vähentämiseksi.
Melunvaimennuksen lisäksi tarvitaan muitakin tekniikoita sukellusveneen salaisuuden ylläpitämiseksi. Esimerkiksi sukellusveneen pinta voidaan päällystää erityisillä ääntä vaimentavilla materiaaleilla ääniaaltojen heijastumisen estämiseksi. On myös tärkeää suunnitella sukellusveneen ulkopinta siten, että sen tutkaheijastava alue on alhainen, jotta se on vähemmän alttiina tutkan havaitsemiselle.
Sukellusveneitä käyttävä hiljainen sota kansojen välillä jatkuu tänään. Yhdysvaltain laivasto tilasi äskettäin robottisukellusveneen vangitsemaan venäläisiä sukellusveneitä, jotka toimivat Yhdysvaltain aluevesillä, ja Venäjä ryntää rakentamaan uuden sukupolven sukellusveneitä, jotka on varustettu uusimmalla tekniikalla, joka tekee niistä lähes äänettömät. Nämä sukellusveneet etsivät ja seuraavat jatkuvasti toisiaan, ja niiden merkitys kasvaa jatkuvasti. Ja melunvaimennustekniikka kehittyy edelleen, kunnes ne ovat täysin hiljaisia.
