Kaip povandeniniai laivai sumažina triukšmą ir juda slaptai?

Povandeniniai laivai keliauja po jūra, tačiau triukšmas yra rizikos veiksnys aptikti priešą. Štai kaip povandeniniai laivai sumažina triukšmą ir slaptai atlieka savo užduotis.

 

Žmonės linksminasi saulėtame paplūdimyje. Erdvę užpildo bėgiojančių vaikų garsai, besišnekučiuojantys suaugusieji ir skambančios dainos iš garsiakalbių. Paplūdimio lankytojai lepinasi šilta vasaros saule, žaidžia kamuolį smėlyje ar skaito knygą po skėčiu. Toli nuo jų, giliuose, tamsiuose vandenyse, nejudėdamas plaukia objektas. Jis laksto lyg ko nors ieškodamas arba tupi, lyg bijodamas, kad kažkas artės. Tai jūros vaiduoklis, povandeninis laivas.
Povandeninis laivas tiesiogine prasme yra karinis laivas, kuris gali keliauti po vandeniu, pripildydamas savo rezervuarus jūros vandens, kad sureguliuotų savo svorį, ištuštėdamas ir pripučiantis, kad nardytų ir pakiltų. Povandeniniai laivai naudojami keliaujant po vandeniu, siekiant ieškoti priešų ir atakuoti taikinius. Pirmą kartą jie buvo naudojami kovojant Amerikos nepriklausomybės kare 1700-aisiais. Jie greitai išsivystė per du pasaulinius karus, kad pasiektų dabartinę būklę.
Svarbiausia savybė, kurios reikia povandeniniam laivui, kad jis atliktų savo vaidmenį, yra slaptumas arba galimybė likti nepastebėti priešo laivų. Vandenyno gelmėse, kur negalima vertinti objektų vizualiai, povandeniniai laivai aplinką aptinka garso bangomis, o bet kokį povandeninio laivo keliamą triukšmą iškart mato šalia esantys priešo laivai. Todėl, reaguojant į sonaro plėtrą, buvo sukurtos triukšmo mažinimo technologijos, tačiau triukšmo šaltinių yra daug, o net ir naudojant šiuolaikines technologijas visiškai pašalinti triukšmą vis dar yra iššūkis.
Povandeniniuose laivuose yra keturi pagrindiniai triukšmo šaltiniai: mechaninis triukšmas, skyrių triukšmas, hidrodinaminis triukšmas ir sraigto triukšmas. Tai galima lengvai suprasti įsivaizduojant judantį povandeninį laivą. Kad povandeninis laivas judėtų, turi dirbti daug technikos, kuri kelia mechaninį triukšmą, o povandeninio laivo viduje gyvenanti įgula taip pat neišvengiamai kelia triukšmą, kuris yra kupė. Povandeniniam laivui judant vandeniu, dėl netaisyklingo vandens judėjimo aplink korpusą esantis vanduo sukuria hidrodinaminį triukšmą, o sraigtai, besisukantys judėti pirmyn, taip pat prisideda prie triukšmo.
Tačiau svarbiausias triukšmo šaltinis yra sraigtų sukimasis. Valtį varo į priekį sraigto reakcija, dideliu greičiu stumianti nejudantį vandenį. Taip tarp vandens ir sraigto susidaro tuščia erdvė, o dėl slėgio skirtumo vandenyje ištirpęs oras atrodo kaip burbuliukai. Šis reiškinys vadinamas kavitacija ir gali būti stebimas kasdieniuose gazuotuose gėrimuose. Atidarius dangtelį, dėl slėgio skirtumo tarp skardinės viduje ir išorėje iš gazuoto gėrimo ir tuščios erdvės viduje išsiskiria burbuliukai. Kai šie burbuliukai vėl suspaudžiami, jie sprogsta ir skleidžia triukšmą, kuris yra pakankamai stiprus, kad jį aptiktų netoliese esantys priešai. Be to, kai sraigtas sukasi, sūkurio aplink jį dažnis didėja, o kai sūkurio dažnis lygus natūraliam sraigto dažniui, didėja vibracija ir triukšmas, ir tai vadinama „dainavimu“. Visi objektai turi savo natūralų dažnį ir atitinkamai skleidžia garsą, ir tai yra dėl rezonanso principo, kuris padidina energiją, kai iš išorės veikia tokio pat dažnio jėga. Iš esmės sraigtai kelia daug triukšmo, tačiau jie yra būtini darbui, todėl jų veikimo keliamo triukšmo mažinimas yra svarbus klausimas.
Siekiant išspręsti šią problemą, kuriamos kelios technologijos. Pirmas būdas pašalinti sraigto triukšmą – nuimti sraigtą ir vietoje jo sumontuoti vandens srovę. Vandens čiurkšlė yra varomasis įtaisas, kuris siurbia vandenį iš įleidimo angos, esančios valties apačioje, ir stumia valtį į priekį, išleisdamas vandenį iš valties gale esančios kanalizacijos. Tai efektyviai sumažina triukšmą, nes nėra kavitacijos dėl sraigtų trūkumo, tačiau vis tiek neefektyvu dideliems laivams ir brangiau nei varomasis. Antrasis – pakeisti sraigto formą, dažniausiai laivuose naudojamas pavyzdys – didelio pasvirimo sraigtas. Idėja yra pakeisti menčių formą, kai vanduo teka pro sraigtą, kad būtų slopinama vibracija ir triukšmas. Tačiau reikia būti atsargiems, kad per daug nekeistumėte ašmenų, nes tai gali sukelti triukšmą. Kitas variantas – propeleriui pritaikyti prerijų sistemą. Tai technika, kurios metu sraigto mentėse išgręžiamos mažos skylės ir pro jas pučiamas oras, kad susidarytų oro plėvelė, kuri veikia kaip tam tikra sienelė, neleidžianti aplink mentes sklindančiam garsui sklisti po vandeniu. Taip pat kuriame ir taikome Anti-Singing Edge metodą, kuris nupjauna sparno galiuką ir pritvirtina kitą medžiagą triukšmo generavimui slopinti, kad sumažintų dainavimo reiškinį.
Be triukšmo mažinimo, povandeninio laivo slaptumui palaikyti reikalingos ir kitos technologijos. Pavyzdžiui, povandeninio laivo paviršius gali būti padengtas specialiomis garsą sugeriančiomis medžiagomis, kad garso bangos neatsispindėtų. Taip pat svarbu suprojektuoti povandeninio laivo išorę taip, kad radaras būtų mažai atspindėtas, kad būtų mažiau veikiamas radaro aptikimo.
Tylusis karas tarp tautų naudojant povandeninius laivus tęsiasi ir šiandien. JAV karinis jūrų laivynas neseniai užsakė robotizuotą povandeninį laivą, skirtą užfiksuoti JAV teritoriniuose vandenyse veikiančius Rusijoje pagamintus povandeninius laivus, o Rusija skuba statyti naujos kartos povandeninius laivus, aprūpintus naujausiomis technologijomis, kurios leis juos praktiškai tylėti. Šie povandeniniai laivai nuolatos ieško ir stebi vienas kitą, o jų svarba ir toliau auga. Ir triukšmo mažinimo technologija toliau tobulės, kol jie visiškai nutils.

 

Apie autorių

rašytojas

Esu „kačių detektyvas“, padedu sugrąžinti pasiklydusias kates į jų šeimas.
Atsigaunu prie puodelio kavos su kava, mėgaujuosi vaikščiojimais ir kelionėmis, o rašydamas praplėčiu savo mintis. Atidžiai stebėdamas pasaulį ir vadovaudamasis savo, kaip tinklaraščio rašytojo, intelektualiniu smalsumu, tikiuosi, kad mano žodžiai gali padėti ir paguosti kitus.