Лазер для ледоколов испытают на «Диксоне»
Национальный центр лазерных систем и комплексов «Астрофизика» совместно с Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом Санкт-Петербурга проведет испытания лазерной установки, предназначенной для установки на ледоколы. Как пишет газета «У Белого моря», испытания установки мощностью 30 киловатт намечены на ноябрь текущего года. На время проверок лазер, предназначенный для разрезания льда, установят на дизельный ледокол «Диксон».
Ледоколы используются для проводки обычных судов во время зимнего судоходства. Они проделывают в корке льда проходы, по которым могут проплывать другие суда. Сегодня все ледоколы используют один из двух способов проходить через лед: продавливают его своей массой или разламывают с помощью острого прочного форштевня (продолжение носовой части киля). Новая судовая лазерная установка станет еще одним инструментом для раскалывания льда во время ледокольной проводки судов.
Испытания новой лазерной установки в лабораторных условиях уже состоялись и признаны успешными. По словам заместителя начальника специализированного конструкторского бюро двойных технологий «Астрофизики» Юрия Сорокина, в лабораторных условиях лазер быстро и уверенно разрезает лед толщиной один метр с расстояния шесть метров. В реальных условиях возможности новой установки могут оказаться недостаточными. Например, при резке льда на сильном морозе будет образовываться кипящая вода. Она замерзает быстрее воды нормальной температуры и по мере резке может быстро «склеивать» разрез.
О разработке лазера для ледоколов стало известно в апреле текущего года. Тогда сообщалось, что прототип нового комплекса включает в себя волоконный лазер, волоконно-оптический кабель, систему наведения и фокусировки луча и систему энергообеспечения. По заявлению разработчика, комплекс способен обнаруживать в ледяной корке трещины или точки напряженности и фокусировать на них лазер. Другие подробности о новой установке тогда не уточнялись. Теперь стало известно, что масса прототипа мощностью 30 киловатт составляет около 3,5 тонны без учета системы энергообеспечения.
Как отмечает bmpd, конечной целью проекта разработки лазера для ледоколов является создание установки мощностью 200 киловатт. Их установят на ледоколы, используемые для проводки судовых караванов по Северному морскому пути, кратчайшему морскому пути между Европейской частью России и Дальним Востоком. Предполагается, что мощный лазер позволит ледоколам проводить суда даже в тех зонах, где толщина льда достигает четырех метров. При этом скорость проводки составит до трех узлов (5,6 километра в час).
Разработчики полагают, что использование лазеров на ледоколах позволит повысить их класс, то есть увеличить проходимость. Это означает, что ледоколы смогут проходить в зонах с большей толщиной льда. При этом возможность лазерной установки обнаруживать слабину в ледовой корке позволит судам продвигаться быстрее. Кроме того, в лазерной установке реализована возможность изменения фокусировки луча и его мощность. Предполагается, что благодаря этому установку можно будет использовать для быстрой очистки судовых конструкций от льда.
Дизельный ледокол «Диксон», построенный в 1983 году, имеет в длину 92 метра и ширину — 21,4 метра. Судно оснащено четырьмя дизельными двигателями мощностью 13 тысяч лошадиных сил и способен развивать скорость до 17,5 узла. Автономность плавания ледокола составляет 30 суток. Судно может продвигаться по льду толщиной 0,9 метра со скоростью один узел.
Василий Сычёв
Она поможет трактористам снизить риск потери слуха
Корейские инженеры изучили природу и характеристики шума, попадающего в кабину работающего трактора воздушным путем. С помощью звукоизоляции щелей и испытаний на стенде в полубезэховой камере они добились снижения высокочастотной нагрузки на водителя почти вдвое. Исследование опубликовано в Scientific Reports. В некоторых профессиях существуют факторы риска, которые способствуют развитию тех или иных специфичных заболеваний. Известно, что водители тракторов имеют более высокие шансы потерять слух, нежели представители большинства других профессий. Сообщалось также, что изменение шума в кабине сказывается на производительности труда трактористов. По этой причине инженеры вместе с физиками активно ищут способы борьбы с этим вредным фактором. Существует два общих пути, по которым шум попадает в кабину: структурный и воздушный. Первый вызван вибрациями конструкционных элементов, из которых сделана кабина, и доминирует на частотах ниже 250 герц. Второй проникает через разнообразные щели и отверстия и как правило имеет высокие частоты. Несмотря на общее понимание того, как с ним бороться, в литературе нет данных о влиянии звукоизоляции на отдельные частоты воздушного шума. Неизвестно также, какие именно компоненты работающей техники вносят основной вклад в такой шум. Ответить на эти вопросы смогло исследование корейских инженеров под руководством Ён Джуна Пака (Young‑Jun Park) из Сеульского национального университета. Исследователи провели испытания с работающим трактором в полубезэховой камере и разобрались, из чего состоит воздушный шум, проникающий в кабину. Исследователи показали, что звукоизоляция щелей способна ощутимо снизить этот вредный фактор. Техника, использованная в эксперименте, обладала четырехцилиндровым дизельным двигателем мощностью 104,5 киловатта. Авторы проверяли шум от работы трактора на 16 передачах переднего хода, а также на нейтральной передаче. Для этого они размещали в салоне испытательный стенд с двумя микрофонами, имитирующими уши тракториста. Инженеры измеряли звуковое давление в обоих каналах в зависимости от показаний тахометра и усредняли его по шкале А . С ростом передачи шум немного возрастал от 87 до 89 децибел и был больше с правой стороны. Анализ спектрограмм показал, что основными источниками звука в кабине трактора были кратные частоты шума от двигателя, шум впуска и выпуска, шум шестерен трансмиссии и входной шестерни гидравлического насоса, а также шум шин. Наиболее целесообразным при этом было бороться со звуком на частотах, выше 500 герц. С помощью звуковой камеры исследователи выявили более 20 тысяч квадратных миллиметров площади, которую требовалось звукоизолировать. Она включала себя пространство между машинным отделением и приборной панелью, отверстие в задней части кабины и щель вокруг рычага стояночного тормоза. Авторы обработали эти места с помощью полиуретановой пены, резиновых втулок, а также двухмиллиметровой стальной пластины. Измерения показали, что такая процедура снизила шум в кабине в среднем на 4-6 децибел, что эквивалентно снижению звукового давления внутри кабины наполовину. Авторы считают, что их наработки позволят в будущем повысить безопасность и эффективность сельскохозяйственных работ. Шум мотора мешает не только водителю, но и окружающим. О том, как с этим борются на автогонках, мы рассказывали в материале «Тише едешь».