Сильный шум, источником которого являются суда, вреден не только для членов экипажей, но и для обитателей морских глубин. Исследования показали, что из-за этого вида экологического загрязнения, сокращается популяция некоторых видов рыб и морских млекопитающих. Одно из направлений работы кафедры гидрофизических средств поиска СПбГМТУ – снижение техногенного подводного шума. Правда, сейчас эта деятельность ученых Корабелки вышла далеко за рамки судостроения. Об этом в интервью рассказал заведующий кафедрой, к.т.н. Игорь Пименов.
- Игорь Константинович, с чего началось развитие этого направления на кафедре?
- В советское время у нас изучали вопросы снижения подводного шума кораблей. Лично я основной измерительный опыт приобрел на Приморской базе ЛКИ (сейчас СПбГМТУ, прим.). Там в проливе Бьёркезунд был развернут акустический полигон, на котором летом устанавливали 120-тонную погружную модель акустической защиты. На основе исследований на этой модели широкого круга акустических проблем нам был дан зеленый свет на разработку новых методов и устройств для измерения и снижения шума и вибрации. Кстати, тот опыт до сих пор использую и в преподавании, и в решении инженерных задач.
- Вот уже два года подряд студенты Вашей кафедры летом принимают участие в Арктическом плавучем университете. В экспедициях занимаются измерениями собственного подводного шума научно-исследовательского судна. Зачем нужны эти работы?
- Как известно техногенный подводный шум плохо влияет на морскую биоту, поэтому в Китае, Европе, Америке введены нормативы подводного шума для гражданских судов. Они носят рекомендательный характер, но увеличивается количество портов, которые без сертификата соответствия по подводному шуму запрещают заход в них судов. Этим направлением сейчас занимается и Крыловский государственный научный центр, там организована лаборатория по техногенному подводному шуму. Поскольку это напрямую связано с тем, чему мы учим студентов, то у нашего университета с КГНЦ в этом направлении налажено тесное взаимодействие. На основе результатов исследований, в том числе, выполненных студентами СПбГМТУ в рамках Арктического плавучего университета, Крыловский центр планирует разработать, а потом и внедрить у нас в стране нормы по подводному шуму гражданских судов.
- Кроме судостроения, где еще приходилось применять свои знания?
- Мы занимались снижением шума промышленных предприятий, железнодорожных вагонов, эстакад, автомобилей, холодильников, оптимизацией звука мобильных телефонов. Для промышленных предприятий существует такое понятие, как санитарно-защитные зоны. Это территория вокруг объекта, где нельзя вести жилищное строительство. Мы с коллегами регулярно занимаемся расчетами и обоснованием размеров санитарно-защитных зон по фактору шума.
Также выполняем работы по архитектурно-строительной акустике. В одном из жилых комплексов на севере Петербурга жильцы верхних этажей постоянно жаловались в управляющую компанию на шумную работу лифтового оборудования. Дело в том, что в зданиях из монолитного железобетона структурный звук хорошо распространяется по строительным конструкциям. В строительных нормах и правилах структурный шум не подлежит расчетной оценке, в судостроении же, наоборот, поскольку корпус судна металлический, структурный шум распространяется очень хорошо, и по этой причине уже достаточно давно применяются методики расчета данного вида шума. Мы свои знания из области судостроения перенесли в гражданское строительство, в том числе применили двухкаскадную виброизоляцию лифтовой лебедки – стандартный метод снижения структурного шума в кораблестроении. Наше решение снизило шум на 9 дБ вплоть до нормативных значений.
- Сложно ли победить вредное влияние шума?
- Я студентам говорю, что шум всегда можно снизить до любой величины, были бы финансовые возможности, отсутствовали ограничения по увеличению массы, и хватало бы габаритов для применения средств снижения шума. Если предусмотреть снижение шума на начальной стадии проектирования судна, то затраты составят 4% от всей стоимости постройки судна. Если искать решение на стадии сдачи судна, то на построенном судне стоимость работ по снижению шума составят уже 9%. Поэтому мы с коллегами читаем наш курс студентам смежных специальностей, чтобы и у них были общие представления об основных особенностях распространения шума и средствах их снижения. Ведь, когда главный инженер или конструктор понимают, что снижением шума надо обязательно заниматься, наши сугубо акустические проблемы решаются просто и с меньшими затратами.
- Из каких этапов состоит и как вообще выглядит Ваша работа?
- Например, если речь идет о снижении шума в производственном цехе, мы едем на предприятие, заходим в цех и оцениваем акустическую обстановку. Там обычно очень много источников и крайне сложно понять, что именно шумит. Мы, конечно, используем приборы и основную информацию получаем с них, но надо и ушами слышать, и глазами видеть, что шумит. Затем мы с коллегами разрабатываем цифровую акустическую модель цеха и с ее помощью ищем инженерные решения и предлагаем свои варианты по снижению шума.
- Помимо обучения студентов у Вас еще есть и направления дополнительного профессионального образования. Оно востребовано?
- С 2000 года мы обучили около тысячи специалистов промышленности, проектных организаций и контролирующих органов. Начинали мы с курсов, связанных с проведением акустических измерений, которые достаточно просты, если заниматься только контролем шума и вибрации. Однажды ко мне обратилась слушательница и сказала, что она хотела научиться не только измерениям, но и овладеть методами расчета шума. Я схватился за голову, поскольку не верил, что можно кого-то в рамках краткого курса научить методам расчета и снижения шума. Мы этому студентов учим три-четыре семестра. Но с тех пор у нас на постоянной основе функционируют два направления на курсах ДПО: одно связано с измерением для экологических и производственных лабораторий, другое связано с защитой от шума, методам и программам расчета.