Озабоченность экологическим будущим планеты подвигла ряд компаний заняться разработками, направленными на снижение вреда от деятельности человека. В судостроении и судоходстве это свелось к поиску альтернатив ископаемому топливу, замене токсичных конструкционных материалов нейтральными, внедрению на производствах эффективных систем очистки и т. д. По некоторым направлениям уже введены строгие нормы, например в отношении содержания СО2 и NOx в выбросах двигателей (IMO Tier III). Но есть реальные экологические опасности, для которых эти нормы будут еще ужесточаться, и одна из них — подводный шум.
Как утверждают эксперты, излучаемый под водой шум от движения судна, особенно в низкочастотном диапазоне, входит в число наиболее неблагоприятных для окружающей среды побочных следствий судоходства. По опубликованным данным NOAA (Управления океанических и атмосферных исследований при Министерстве торговли США), превышение уровня 160 дБ может представлять значительный риск для морской фауны. В то же время фактический шум может достигать 180–195 дБ с максимумами в частотном диапазоне, наиболее вредном для морской фауны, и распространяться на большие расстояния (до 1000 миль). Он нарушает коммуникационные сигналы морских обитателей, дезориентирует их, может спровоцировать изменение поведения и даже гибель. При этом рост интенсивности судоходства и энерговооруженности судов приводит к тому, что уровень подводного шума непрерывно увеличивается на протяжении десятилетий.
Недавно появилось сообщение об успехах в изучении этой проблемы британских исследователей, которые решали задачу снижения уровня подводного шума, вызванного кавитацией гребных винтов. Сотрудники компании Oscar Propulsion и Стратклайдского университета разработали и запатентовали технологию PressurePores снижения шумности гребных винтов. После четырех лет изысканий с применением компьютерного моделирования динамических процессов (CFD), после модельных испытаний гребных винтов в кавитационной трубе было доказано, что PressurePores может уменьшить объем вихревых кавитационных пузырей (первая стадия кавитации) почти на 14%, а излучаемый под водой шум — до 10 дБ. Что такое технология PressurePores? Как поясняет Ларс Эйкеланд, директор морских программ Oscar Propulsion, это ряд отверстий малого диаметра на периферийных радиусах лопастей винта, определенное количество которых расположено по определенной схеме. Они позволяют «сбросить» давление на нагнетающей поверхности винта, демпфируя звуковой эффект его кавитации в первой стадии. Надо полагать, речь идет о совокупном шуме от коллапса каверн на поверхности лопасти и внутри концевого вихря. При этом, как утверждается, отверстия практически не влияют на создаваемый винтом упор.
Эффективность PressurePores была проверена на гребных винтах исследовательского катамарана университета Ньюкасла и в ходе стресс-тестов гребного винта методом конечных элементов. Технология PressurePores, как отмечают разработчики, может быть применена как на новых, так и на существующих гребных винтах, пригодна для всех типов судов, включая моторные яхты, и любых типов приводов, в том числе для днищевых колонок и подруливающих устройств.
Здесь стоит заметить, что сверление сквозных отверстий в лопастях гребных винтов, правда, на корневых радиусах лопастей и с целью предотвращения кавитационной эрозии поверхности, исследовали в СССР еще в 1940‑х годах и позднее. Было установлено, что одно-два отверстия у корня лопасти вызывают местные изменения характера обтекания: в районе отверстия на засасывающей поверхности возникает пик разрежения, и, как описано в специальной литературе, образуется кавитационный след отверстия, препятствующий разрушительному схлопыванию основной зоны кавитации.
Есть и другие методы ухода от кавитации, но «бесплатная» PressurePores выглядит весьма заманчиво (сколько она стоит, не сообщают). Наверное, следует ожидать появления иных способов борьбы с подводным шумом, ужесточения законодательных норм в этой сфере (пока они затрагивают только некоторые типы судов и зоны обитания косяков рыб, китов и пр.). Все это потребует определенных расходов. Но, согласитесь, безопасность морской экосистемы гораздо важнее. «Прежде всего — не навреди» — этот старейший принцип медицинской этики, приписываемый Гиппократу, следует рассматривать как основу любой деятельности человека на планете.
