Ультразвук чистит корабли

2 Ноябрь 2014

Свое первое техническое применение ультразвук получил на море еще во время первой мировой войны, когда по предложению французского ученого Поля Ланжевена для выявления немецких подводных лодок был создан ультразвуковой гидролокатор. На каждой лодке есть потомок гидролокатора — эхолот, с помощью которого определяется глубина. Но и теперь еще на корабле обнаруживаются новые возможности для использования ультразвука.

Много хлопот доставляет морякам обрастания подводной части корпуса лодки различными ракушками, моллюсками, водорослями. Особенно при плавании в южных морях и на стоянках в портах. При этом подводная часть корпуса становится шероховатой, что увеличивает ее сопротивление при движении и, следовательно, уменьшает скорость хода.

На лодке водоизмещением примерно около 5000 тонн за несколько лет плавания ракушки нарастают таким толстым слоем, что их вес достигает 100 тонн! Кораблю приходится перевозить все время этот мертвый груз. Кроме того, обрастания резко усиливает процесс коррозии корпуса, быстро ржавеет, истончается и приходит в негодность раньше времени.

Чтобы избавиться от обрастания — «бороды», — как говорят моряки, корабль ежегодно поднимают в док, где ракушки и водоросли очищаются, а корпус после зачистки покрывается специальными ядовитыми красками. Все эти работы трудоемки и дорогостоящи, и эффект от красок небольшой, поскольку они постепенно смываются водой. Тут-то и помог ультразвук.

Если корпус корабля подвергнуть ультразвуковым колебаниям, то вокруг него создается ультразвуковое поле, попадая в которое ракушки уже «не желают» устраиваться на корпусе корабля.

Основная часть такой установки — вибратор, изображенный на рисунке. Он представляет собой стержень-пакет, набранный из тонких пластинок ферромагнитного материала. Они обладают способностью при намагничивании менять свои линейные размеры. Это свойство называется магнитострикцией.

Один конец стержня-пакета примыкает к обшивке корпуса лодки с внутренней стороны. Другой упирается в регулировочный винт, которым регулируют положение стержня. На стержень наматывается обмотка из медного провода, по которой пропускают переменный ток с ультразвуковой частотой (14 000 — 30 000 колебаний в секунду), что производится высокочастотным генератором. Нарушаемое в обмотках переменное магнитное поле влияет на стержень, в результате чего его линейные размеры начинают меняться с той же частотой. Стержень передает эти колебания корпуса лодки, а корпус, в свою очередь, — окружающий его воде.

Количество устанавливаемых вибраторов зависит от размеров лодки, но не превышает трех. Размещаются они в районе машинного отделения. Установка наиболее эффективна, когда ее действие непрерывно с момента спуска лодки на воду. Именно так было покончено с «бородой» — бичом всех кораблей.