Як працює система захисту від наростів «Ультразвук»

Ультразвук та нарости

Щовесни в місцях зимової стоянки яхт можна спостерігати ту саму картину: з першими теплими променями сонця та відступом холодів власники яхт метушаться навколо своїх підопічних, носячись з різнокольоровими відрами та покриваючи корпус протиобрастаючою фарбою. Залежно від догляду та якості використаної фарби через вісім років все одно буде необхідно провести очищення корпусу до основи, яка передбачає зняття багатоміліметрового шару наросту, який часто складається з кратероподібних частинок. Це дуже важка і копітка робота, і тому багато власників вважають за краще здати свою яхту на таку чистку в сервісний центр, при цьому виклавши круглу суму грошей. Як було б зручно, здорово та економічно за часом та засобами, якби проти настирливого нарости на корпусі існував би інший, міцний та надійний метод!

Фірма Impacttec/Hughes, зокрема, її дилер Стефан Шиб, мають таку систему у своєму асортименті – і в даному випадку ультразвук є рятівним засобом, який хотіли б мати усі яхтсмени.

Принцип дії: Спеціально розроблена схема ультразвукових коливань із частотою від 27 до 48 кГц, які надсилаються за допомогою встановлених на корпусі ультразвукових передавачів на корпус човна, а також до зовнішньої поверхні підводної частини корпусу. Дана спеціальна ультразвукова схема, яка не впливає на функції датчика ехолота, повинна знищувати певні складові водоростей, що призводить до їх відмирання. Ультразвукова схема посилається в цифровому форматі, і людське вухо не вловлює жодних звуків із чорної скриньки, яка може бути оснащена різними послідовностями частот спеціально для запобігання наростам різних видів організмів підводного світу. Проте слід враховувати, що, на думку біолога Ральфа Зоннтаг з Міжнародного фонду захисту тварин (IFAW) в Гамбурзі, ці частоти шкодять малим зубатим китам, таким як морські свинки, оскільки ці тварини особливо добре чують їх, і, отже, їх виганяє з цієї акваторії.

Як відбувається процес утворення наросту на корпусі? Спочатку на поверхні підводної частини човна поселяються мікроскопічні водорості, утворюючи у своїй на молекулярному рівні мікроскопічний наріст, що хорошої базою для прикріплення інших представників живого морського світу. Потім на корпусі можуть закріпитися нитчасті водорості, мідії або інші молюски. Відповідно, якщо запобігти утворенню першого мікроскопічного шару на корпусі, то можна виключити можливість утворення основи для формування основного наросту. Проблема буде вирішена, залишиться лише тонкий, коричневий шар слизу – фантастична ідея.

Установка ультразвукової системи

Набір складається з чорної скриньки, двох ультразвукових передавачів та двох кабелів.

У чорному ящику зберігається та відтворюється індивідуальна ультразвукова схема

До того, як приклеїти передавач, відшліфовану поверхню необхідно ретельно обробити ацетоном.

Верхній шар поверхні корпусу необхідно відшліфувати у формі стопорного кільця до склопластику.

Поверхню передавача необхідно відшліфувати шліфувальною машинкою

Передавач можна без проблем встановити біля датчика ехолота.

Робота передавача перевіряється підводним мікрофоном

Вимірювальний прилад показує, що навіть на відстані 25 метрів йде чистий сигнал, що приймається

Щоб перевірити обіцяний ефект, нам довелося добре пошукати партнера-однодумця, тому що в редакції жоден із власників яхт не захотів пожертвувати заради цього експерименту з невизначеним результатом своїм човном. Звичайно ж, ніхто не захотів прийняти можливу перспективу отримання на виході підводну частину корпусу, що пишно заросла. Крім того, для об'єктивності та чистоти експерименту необхідно було повністю видалити раніше існуючі покриття. Зрештою, нам пощастило знайти абсолютно новий човен Varianta 44, власник якої погодився взяти участь в експерименті

захисного бар'єру для 13-метрового човна загалом необхідно встановити чотири ультразвукові передавачі. Для невеликих човнів до 9 метрів достатньо встановити систему з так званим «перетворювачем», для яхт завдовжки 912 метрів необхідно передбачити два передавачі, а якщо довжина перевищує 12 метрів, принаймні три. На корпус VA44 ми встановили чотири передавачі.

Електроживлення системи відбувається через бортову мережу або підключається до берегового джерела живлення. Можна об'єднати обидва способи так, щоб, наприклад, система автоматично підключалася до батареї у разі відсутності електрики на березі.

Кабель між чорним ящиком та перетворювачем становить близько п'яти метрів завдовжки. За словами Стефана Шиба, особливо ретельно необхідно вибирати місця встановлення. Оскільки ультразвуковий передавач повинен прилягати безпосередньо до зовнішньої стінки для максимальної передачі частот без втрат у матеріал, не можна встановлювати його на внутрішній стінці. Вона б поглинала дуже багато ультразвуку, а на корпусі було б дуже мало ефекту. Менше ультразвуку проходить також через сендвіч-ламінати через їхню масивність. Коли знайдено потрібне місце, передавач необхідно прикріпити за допомогою шурупів. Для цього необхідно відшліфувати верхнє покриття з внутрішньої сторони та прикріпити гайку, за допомогою якої фіксується передавач. Між склопластиком та перетворювачем для гарної передачі ультразвуку наноситься спеціальний гель.

У Varianta 44 було досить важко знайти відповідне місце для установки ультразвукової системи та прокладання кабелю. Протягом цілого дня ми відгвинчували пайоли, шліфували, наклеювали, протягували вушка через надто вузькі та звивисті кабельні тунелі, лаялися і потіли. Але справа була не в ультразвуковій системі, а у спеціальній конструкції сучасної яхти. Ті ж проблеми були б, мабуть, також на яхтах, збудованих на інших великомасштабних верфях.

Зрештою чотири передавачі були встановлені в носовій та кормовій частині по правому борту під ліжком, по лівому борту в середній частині човна біля столу, по правому борту перед камбузом та по лівому борту у кормовій каюті. Два досить невеликі пристрої управління були встановлені під дошками ліжка в кормовій каюті по лівому борту.

При включенні пристрою можна було почути майже безшумні звуки щебетання, писку та свисту. Не кожен зміг би почути ці звуки на борту, але один із власників, який мав особливо чутливий слух, сказав, що почувається в тропічному парку птахів.

Після встановлення передавачів ми перевірили роботу системи за допомогою ультразвукового мікрофона, який ми опустили у воду у безпосередній близькості від корпусу. Необхідно, щоб сигнали доходили з чотирьох різних місць, що повинно відображатися на вимірювальному приладі за допомогою наростаючої кількості червоних і зелених діодів, що світяться. Біля корпусу показники були в порядку, також у радіусі 30 метрів ми могли отримувати різні сигнали. Установка була зроблена правильно і в потрібних місцях.

Система весь час працювала протягом усього сезону і теоретично мала подіяти.

При першому контрольному підйомі 7 липня, тобто приблизно через сім тижнів після установки системи, перед нами постала протверезна картина: вся поверхня корпусу повністю заросла гілками мшанками і крихітними мідіями, утворивши шар наросту в 10 сантиметрів, і тільки зони мотора, керма, а також бортові вхідні отвори та лаг, які були спочатку оброблені протиобрастаючою фарбою, були найменшою мірою вражені рослинністю. З боку німецького дистриб'ютора ультразвукової системи, на жаль, жоден працівник не приїхав на місце, незважаючи на своєчасне повідомлення.

У середині серпня близько п'яти тижнів після контрольного огляду дилер заявив, що приклеєні до корпусу різьбові кільця можна без зусиль видалити. Він також сказав, що в цей час вже неможливо було досягти ідеальної передачі ультразвуку. Він прикріпив різьбові кільця за допомогою іншого клею і наступного дня знову ввімкнув ультразвукові передавачі. З цього моменту корпус не контролювався, але, мабуть, показав дуже незначний наріст.

Через п'ять тижнів відбувся другий контрольний підйом човна і знову ніякого ефекту. Підводна частина корпусу повністю густо заросла мідіями та великими колоніями желатинових тварин до областей, оброблених фарбою, що протиобрастає. Товщина шару наросту становила близько 15-20 мм.

Ультразвукова система не впоралася. Жоден із заявлених ефектів не підтвердився. Присутній на цьому підйомі колега дилера на питання про те, що ми, можливо, зробили неправильно, відповів: Нічого!

Контрольна перевірка I

Через сім тижнів після установки системи, з нетерпінням чекаючи на перший проміжний результат, 7 липня ми здійснили підйом яхти VA 44. До цього моменту яхта практично без руху перебувала в марині Sonwik у Фленсбурзькому фіорді. Картина, що постала перед нашими очима, була дуже протверезною: за винятком областей, оброблених протиобрастаючою фарбою (кермо, мотор), підводна частина корпусу була густо і рівномірно вкрита пухнастим, близько десяти сантиметрів завширшки, шаром наросту. Серед інших представників морського світу були також виявлені молоді мідії (довжиною 2-5 мм) і розгалужені мшанки.

Контрольна перевірка II

Через дев'ять тижнів, 16 вересня ми здійснили друге піднесення яхти. Перед цим було переклеєно ультразвукові передавачі, а яхту використали для відпускної поїздки до берегів Данії. Другий підйом яхти в черговий раз показав власникам, які скаржилися на значне скорочення продуктивності, моторошну картинку: знову вся поверхня корпусу була покрита товстим шаром наросту, цього разу з майже дорослими черепашками та мідіями, а також великою колонією досить барвистих желатинових тварин, так званих асцидії. Зони мотора та керма не мали жодного наросту, як першого дня.

Огляд ринку ультразвукових систем

У Європі є безліч постачальників ультразвукових систем, що працюють за аналогічним принципом: передавачі, які прикріплюються всередині або зовні до корпусу за допомогою клею або шурупів, відправляють певну ультразвукову схему, яка розповсюджується корпусом. Цей ультразвук повинен або знищувати водорості, які є основою для подальшого утворення наросту, або за допомогою утворення мікроскопічних повітряних бульбашок запобігати прикріпленню рослинності. Передані ультразвукові частоти мають діапазон близько 20 до 50 кГц. Не виключено, що одна чи інша система за різних умов так чи інакше показала б ефект, який не вдався під час проведення тесту, який, у свою чергу, проводився не для викриття виробників або дилерів продукції.

Текст: Геральд Сіншек

03.06.2014