英國Strathclyde大學和總部位于英國的創(chuàng)新和技術轉讓公司Oscar Propulsion近日聯(lián)合開發(fā)出了一種革命性的新技術，能夠顯著降低船舶螺旋槳空化產(chǎn)生的水下輻射噪聲（URN）。
獲得專利的OscarPressPores?系統(tǒng)通過在螺旋槳葉片上施加少量具有戰(zhàn)略意義的鉆孔來減少螺旋槳葉尖渦流空化。增加這些減壓孔現(xiàn)在允許船舶使用更安靜的螺旋槳運行，同時最大限度地降低其效率或減緩蒸汽。減少空化也會降低其相關的腐蝕作用。
奧斯卡推進公司首席執(zhí)行官大衛(wèi)泰勒說：“水下輻射噪聲是商業(yè)航運中最不利的環(huán)境副產(chǎn)品之一，但與其他形式的海洋污染不同，目前還沒有立法來防止這種類型的環(huán)境破壞。運輸噪聲水平增加，特別是在低頻范圍內(nèi)，使海洋動物迷失方向并擾亂其通信信號，導致行為改變或局部滅絕。”
我們現(xiàn)在有一個經(jīng)濟有效、易于應用的解決方案來防止這種情況發(fā)生。例如，在螺旋槳葉片中引入孔以減少根部空化本身并不是新的，但通過策略性地放置相對較少的孔來實現(xiàn)高水平的降噪，同時保持效率，這是新的。
在Strathclyde使用綜合計算流體動力學（CFD）建模和空化隧道測試開發(fā)該技術的過程中，證明了PressurePores系統(tǒng)可以將空化體積減少近14％，水下輻射噪聲（URN）可以減少高達21dB。
測試結果進一步驗證了由英國紐卡斯爾大學運營的19米長研究雙體船Princess Royal使用的子空化螺旋槳。對原始未經(jīng)修改的模型螺旋槳進行了測試并用作參考。然后對兩個相同設計的螺旋槳進行CFD分析和模型試驗，其中一個在每個葉片上有33個策略性引入的孔，另一個有17個孔。
結果表明，PressurePores技術大大減少了尖端渦流空化和URN。泰勒說：“值得注意的是，只要它們處于最有效的位置，就會發(fā)現(xiàn)每個葉片尖端的孔數(shù)最少可達17個?！?/p>
“這不是簡單地在葉片上鉆孔的情況，因為這會影響螺旋槳的推力能力。思克萊德的CFD建模使我們能夠確切地知道孔的放置位置，以實現(xiàn)最高效率和最佳降噪效果?！碧├昭a充道。
思克萊德大學海軍建造、海洋與海洋工程系研究主任穆罕默德·阿特拉教授說：“對于裝有非空化螺旋槳的船舶，主導的URN與船體和螺旋槳流動有關。作為船舶的機械和電源。一旦螺旋槳接近空化，主要來源就變成螺旋槳空化，而這些其他來源仍然有貢獻。結果，發(fā)生了離散葉片速率（低）頻率及其倍數(shù)的一系列周期性音調(diào)。伴隨著空化及其復雜動態(tài)的寬帶（高）頻率噪聲譜”。
值得注意的是，螺旋槳空化可以產(chǎn)生高達180dB的水下輻射噪聲，并且可以在100英里之外的海洋生物中聽到。
海洋噪音污染研究領導者埃克塞特大學海洋生物學和全球氣候變化副教授斯蒂芬辛普森博士說：“海洋活動造成的海洋噪音水平已經(jīng)上升了數(shù)十年，來自越來越多的來源包括航運，摩托艇，石油勘探，海上能源設施和軍事活動。大聲的聲音會對海洋野生動物造成不可逆轉的傷害，包括壓力，耳聾，棲息地移位，繁殖減少，喂食機會減少甚至死亡。任何減少海洋聲學足跡的方法都將有利于海洋生態(tài)系統(tǒng)”。
David Taylor進一步說：“PressurePores對螺旋槳空化和URN有很大的緩解作用，可以加入到新的螺旋槳中，也可以在干船塢或可能在水中改裝到現(xiàn)有的螺旋槳上。雖然PressurePores適用于所有類型的船舶，但它們特別適用于在敏感環(huán)境中操作的海軍艦艇、捕魚船隊、近海船舶和游輪。該技術可應用于所有類型的螺旋槳、包括吊艙和推進器?！?/p>
