Исследование: электродвигатели не тише обычных ДВС

В чем сыр-бор?

Новое рецензируемое исследование, проведенное Университетским колледжем Лондона (UCL), детально изучило уровень подводного излучаемого шума на различных скоростях. В ходе испытаний ученые сравнивали электрические и традиционные двигателя на различных яхтах и судах. Исследование под названием «Сравнительный анализ подводного издаваемого шума от электрических и традиционных судов» опубликовано в журнале Американского акустического общества (JASA). 

Источник: advancedmaritimetechnologyinternational.com

Работа была выполнена кафедрой машиностроения UCL в сотрудничестве с RAD — британской компанией, специализирующейся на электрических судовых силовых установках. Авторы задались целью оценить уровень шума, производимый электрическими судами, и научно проверить широко распространенное убеждение, что они тише своих аналогов с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Хотя двигатели электролодок, как правило, работают тише для человеческого уха, исследование дало неожиданные результаты. Спойлер: электромоторы могут генерировать значительный подводный шум на высоких частотах. Это делает их более «заметными» для видов с острым высокочастотным слухом, включая морских свиней и других мелких китообразных.

Полевые испытания двигателей

Проект начался с предварительных испытаний на реке Хамбл в Гэмпшире (Великобритания). Команда UCL под руководством доктора Тома Смита сравнила электрический подвесной мотор RAD 40 с бензиновым аналогом эквивалентной мощности. Для чистоты эксперимента компания RAD предоставила два максимально похожих судна.

Источник: radpropulsion.com

Первые замеры показали, что электрическая система действительно создает меньше шума в нескольких частотных диапазонах. Чтобы подтвердить эти данные, был проведен второй этап испытаний — на этот раз в контролируемой среде на озере близ Шрусбери, Англия. В течение нескольких дней тестировались две идентичные лодки: одна с электромотором RAD 40, а другая — с ДВС той же мощности.

Методология сбора данных

Для получения максимально полной картины использовался комплексный подход:

• Акустические замеры: данные фиксировались с помощью двух гидрофонов (подводных микрофонов).
• Визуальный контроль: велась высокоскоростная подводная видеосъемка для анализа кавитации и потоков воды.
• Воздушный шум: проводились замеры уровня звука над поверхностью воды.

Испытания проходили в широком диапазоне скоростей — от 4 до 20 узлов, что позволило оценить шум как при спокойном маневрировании, так и при глиссировании.

Заключения специалистов по результатам замеров

«Маломерные суда остаются вне дискуссии, когда речь заходит о подводном шуме, но они все еще могут быть по-настоящему громкими. При этом они эксплуатируются во многих уязвимых экосистемах, например мелких озерах и болотах, поэтому снижение уровня их шума критически важно», — отмечает доктор Смит.

Источник: maritime-executive.com

Электродвигатель RAD тоже показал интересные результаты. Так, на низких скоростях, высокочастотный шум от него был в среднем ниже, чем у лодок с другими двигателями на электричестве. Кто-то узрит в этом выводе нативную рекламу — не зря компания является одним из спонсоров исследования, — но ученые делают иное элегантное заключение. По словам авторов научной работы, низкий уровень шума у RAD доказывает, что проблема с шумом в высокочастотном диапазоне решаема.

Ключевые цифры и выводы

Вот какие итоги подвели ученые в сравнении ДВС и электродвигателей:

• Снижение шума на 43 дБ: такова разница на скорости в 4 узла между электромотором и ДВС.
• Широкополосный шум: электрическая система показала более низкие уровни шума во всем протестированном диапазоне скоростей.
• Причина разницы: Отсутствие процессов горения и выброса выхлопных газов под воду — главных источников шума в традиционных двигателях, включая специфический шум от выброса выхлопных газов через ступицу гребного винта

Нюансы высокочастотного спектра

Исследователи зафиксировали высокочастотный тональный шум от контроллера двигателя на электролодке, однако его уровень оказался ниже, чем в других ранее опубликованных исследованиях.

Источник: advancedmaritimetechnologyinternational.com

Таким образом, электромоторы дают неоспоримое преимущество в акваториях, где обитают виды, чувствительные к низкочастотному шуму. Однако для животных с развитым высокочастотным слухом (таких как зубатые киты и ластоногие) контроль шума кавитации на высоких скоростях остается важной задачей для обоих типов двигателей.

Исследование подтвердило, что после порога в 6 узлов кавитация становится главным источником шума для обоих типов двигателей. Однако на электролодке этот эффект может проявится и на более высоких скоростях — зависит от конструкции гребного винта.

От теории к практике: сафари в Намибии и выводы для индустрии

Авторы исследования пришли и к другому важному выводу: высокочастотный шум на электрических судах можно значительно снизить за счет более тщательного проектирования двигателя и силовой электроники.

Чтобы проверить свои выводы в реальных условиях, ученые провели дополнительные наблюдения в Намибии, на реке Чобе. Там компания Pangolin Photo Safaris уже использует лодки, оснащенные силовыми установками RAD. Команда UCL провела сравнительные замеры между этими судами и лодками других операторов, чтобы оценить уровень подводного шума в реальной среде.

Источник: advancedmaritimetechnologyinternational.com

Выводы, в целом, остались те же: электродвигатели до определенного порога действительно тише своих ДВС-собратьев. На низких же скоростях электрика все еще значительно тише.

Мнение экспертов

Питер Байфорд, технический директор RAD, отмечает: «Мы всегда верили, что инженерный подход к созданию электропривода имеет колоссальное значение не только для производительности, но и для реальной экологической пользы. Это исследование подтверждает наше убеждение строгими научными данными. Мы гордимся тем, что поддержали UCL в этой работе, которая важна для будущего устойчивого мореплавания во всем мире».

Почему это важно для яхтинга?

Результаты исследования предоставляют ценные данные для проектировщиков оборудования и операторов марин, особенно в регионах, где подводный шум жестко регламентирован. В официальном заявлении RAD подчеркивается: «Данное исследование дает важные ориентиры для политиков, защитников природы и всей морской индустрии, подтверждая значимость бесшумных технологий для сохранения водных экосистем». 

Вместе с тем, для достижения максимального эффекта переход на электротягу должен сопровождаться снижением эксплуатационных скоростей и улучшением гидродинамики входящего потока воды на винт. А это значит, что впереди еще много работы.

Новое видео на канале Интерпарус

Яхта Pure 42 — настоящее открытие минувшей Boot Düsseldorf. Еще год назад это был голый проект с задумкой, а сегодня полноценная яхта, да какая! Кроме продуманного дизайна Pure 42 может похвастаться завидным подъемным килем с бульбом, но и это далеко не все сюрпризы. Подробный обзор уже на канале! Приятного просмотра!

03.04.2026