Файл: Прохоров, Е. С. Звуковая сигнализация судов на реках и водохранилищах учеб. пособие для студентов-судоводителей и плавсостава.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 47
Скачиваний: 0
Типы звукосигнальных средств
П а р о в ы е с в и с т к и
Одним из старейших типов судовых звукосигнальных средств, используемых и в настоящее время, является паровой свисток. Звук в нем создается вследствие вихреобразования в струе водя ного пара, набегающего на препятствие. Пар на свисток берется непосредственно из рабочего котла под давлением 12—28 ат. Рас ход пара колеблется~от 8 до 150 кг/мин. Коэффициент полезного действия свистка составляет менее 1%. Так как паропроводы тре буют теплоизоляции и специальных устройств для сброса конден сата, то длина паропровода должна быть ограничена и свистки обычно устанавливаются на дымовой трубе или на мостике.
Паровые свистки речных судов можно разделить на две груп пы. К первой относятся свистки, имеющие основную частоту в ок тавной полосе 500 Гц. В этой группе уровень силы звука свистков одного типа составляет 111 — 116 дб (суда типа «БОР»), другого типа— 120— 126 дб (суда типа «Формовщик»), Ко второй группе относятся свистки, имеющие основную частоту в октаве 250 Гц с уровнем силы звука 120— 128 дб (суда типа «Индустриализация»).
Большинство свистков имеет .значительные уровни силы звука в октавах 2 и 4 кГц, в некоторых случаях приближающиеся к бо левому порогу. Наличие интенсивных высокочастотных составля ющих в спектре сигнала оказывает неблагоприятное воздействие на судоводителей. Довольно часто перед началом сигнала наблю дается шипение, а затем постепенное увеличение громкости, иног да сопровождаемое изменением тональности.
Достоинствами паровых свистков является отсутствие движу щихся деталей, мембран и специальных резервуаров для хранения пара, возможность визуального наблюдения сигнала по появле нию капельно-паровой струи, а также значительная акустическая
мощность большинства из них. Спектральные |
уровни свистков |
некоторых пароходов приведены в приложении |
1. |
В о з д у ш н ы е т и ф о н ы |
|
На судах речного флота в настоящее время наибольшее рас пространение получили воздушные тифоны. Генерация звука в них происходит за счет прерывания металлической мембраной потока воздуха (сжатого до давления 6—30 от). Возникающие пе репады давления формируются и усиливаются рупором. Колеба ния, частоты которых выше, чем частота основного тона, хорошо излучаются в окружающее пространство, а колебания, частоты которых ниже частоты основного тона, не излучаются. Для эф фективного излучения звука длина рупора должна составлять ]U длины волны основного тона. Форма рупорй подбирается такая,
в
чтобы амплитуда давления звука как можно меньше убывала при распространении звука вдоль рупора. Лучше всего этому требова нию отвечают рупоры, образующая которых имеет форму экспо ненты или катеноиды.
Среди существующих тифопов можно выделить три основные группы. К первой группе относятся тифоны типа Ду-15. Они уста новлены на большинстве судов типа «Большая Волга» п «Шестая пятилетка». Тифоны этого типа имеют большой разброс уровней силы звука как по общему уровню, так и в отдельных октавах.ч
Например, самый |
сильный |
тифоп, |
установленный |
|
на теплоходе |
||||||||||||
«Галац», имеет |
общий |
уровень силы звука |
122 |
дб |
и |
максимум |
|||||||||||
энергии 121 |
дб |
в октаве |
125 |
Гц, |
а самый слабый тифон, установ |
||||||||||||
ленный |
на теплоходе |
«Красиовишерск», |
имеет общий |
уровень |
|||||||||||||
107 |
дб |
и максимум энергии |
101 |
дб |
октаве 250 |
Гц. |
Обычно тифо |
||||||||||
|
|
Гцв. |
|
|
|||||||||||||
ны этой группы имеют |
общие |
|
уровни |
112— 117 |
дб |
и максимум |
|||||||||||
энергии в октавах от 125 до 1000 |
обусловлен |
различиями регули |
|||||||||||||||
Разброс уровней |
силы звука |
|
|||||||||||||||
ровки тифонов. Настройка тифонов |
производится |
|
механиками |
||||||||||||||
судов на слух, |
так как никаких |
|
приборов для контроля |
не имеет |
|||||||||||||
ся. Часто вместо вышедшей из строя мембраны, устанавливается мембрана, изготовленная из полотна пилы или других подручных материалов. Это приводит к снижению уровня силы звука и ухуд шению тембра сигнала вследствие сильного возрастания интенсив ности высокочастотных составляющих в его спектре, что значи тельно снижает дальность действия тифона и увеличивает раздра- - жающее действие на людей, находящихся вблизи тифона. Сниже ние уровня силы звука тифоиов происходит также вследствие не исправности или засорения воздухопроводов. Часто происходят утечки воздуха в редукционных клапанах баллонов для хранения воздуха, в соединениях подводящих трубопроводов и в пусковых клапанах тифонов. Вследствие засорения и утечек давление воз духа в тифоне становится меньше нормы и звук получается сла бым. Разброс в уровнях силы звука наблюдается и у других ти пов тифонов, но в несколько меньшей степени.
Ко второй группе относятся тифоны типа 143/11, изготовленные в Венгрии. Они установлены йа судах венгерской постройки’: тол-" качах типа «Дунайский» и «ОТ-2001 >>, а также на пассажирских
судах типа «Амударья». |
Тифоны этого типа, так же как и |
преды |
||||||||||||
дущие, |
характеризуются |
значительным |
разбросом уровня силы |
|||||||||||
звука. Например, |
самый сильный тифон («Дунайский-62») имеет |
|||||||||||||
общий уровень 121 |
дб |
и максимум энергии 121 |
дб |
в октаве 125 |
Гц, |
|||||||||
а самый слабый тифон |
(«Дунайский-16») имеет общий |
уровень |
||||||||||||
107 |
дб |
и максимум энергии 104 |
дб |
в октаве 1000 /'^.Сигналы этих |
||||||||||
тифонов обычно воспринимаются на слух как. |
резкие^ Это |
являет |
||||||||||||
ся следствием того, что из-за |
несовершенства |
конструкции и пло |
||||||||||||
хой регулировки основной тон |
(частота |
143 |
Гц, |
т. е. октава |
Ѵ2ЪГц) |
|||||||||
у большинства этих тифоиов слабее, чем более |
высокие гармоники. |
|||||||||||||
9
К третьей группе относятся отечественные тифоиы типа |
ТВ-25 |
|||
и тифоиы завода |
«Олтеница» |
(Румыния). Тифоиы типа |
Т В -2о |
|
обычно установлены |
на большегрузных судах |
типа «Волго-Дой». |
||
«Сормовский», «Волгонефть» и |
«Балтийский». |
Тифоиы |
завода |
|
«Олтеница» установлены на судах типа «Волго-Дон» румынской постройки.
Тифоиы этой группы наиболее мощные из находящихся в эксплуатации на речных судах в настоящее время. Сигналы этих тифонов достаточно хорошо слышны при различных погодных ус ловиях. Указанные тифоиы имеют небольшой разброс общих уров ней силы звука (125±3) дб, однако максимум энергии часто при надлежит разным октавам, что существенно сказывается на даль ности слышимости сигнала.
Следует отметить, что и у этих тифонов высокочастотные со ставляющие в спектре значительны и нередко основной топ (окта ва 125 Гц) слабее вышележащих гармоник. Вследствие этого на близких расстояниях тембр сигнала несколько резковат. Тифоиы завода «Олтеница» имеют более мелодичный тон. Спектры некото рых тифонов приведены в приложении 1.
Кроме указанных групп тифонов, в эксплуатации находятся также тифоны чехословацкого производства, установленные на су дах типа «Калининград» и «Октябрьская революция». Эти тифо ны слабее тифонов предыдущей группы на 4—6 дб. Встречаются тифоны и некоторых других типов.
В практике судовождения принято на более крупные суда уста навливать тифоны с более низкой частотой и большим уровнем силы звука. Чтобы понизить тон тифона необходимо резко увели чивать диаметр мембраны (от 100 до 300 мм). При этом для до стижения требуемой силы звука резко увеличивается расход воз-
,духа. Значительно меньше расходуется воздуха в тифонах новой конструкции, получивших название «супертифонов» (рис. 1). Супертифон имеет довольно массивный литой рупор и расходует в 3—4 раза меньше воздуха, чем обычные тифоны. Это достигается уменьшением диаметра мембраны за счет ее 'демпфирования и принципиально нового способа подвода воздуха не к центру мем браны, а по наружному кольцевому сечению. Попадая в кольце вую полость (/) корпуса головки, воздух прогибает мембрану (2). При этом часть воздуха из полости (3) выталкивается мембраной через винтовой канал (4) демпфера (5) в полость (6), в которой
повышается давление. Из кольцевой |
3полости корпуса воздух по |
падает в начальную полость рупора |
(7), которая через отверстие |
в мембране сообщается с полостью ( ). Вследствие этого на мем брану начинает действовать усилие, противоположное начальному, возвращающее мембрану в исходное положение. При этом давле
ние в полостях |
(3) |
и |
(6) |
выравнивается. Сечение |
и длину кана |
|||
ла |
(4) |
можно изменять в широком диапазоне. Благодаря этому |
||||||
при |
сравнительно |
небольшом изменении диаметра |
мембраны (от |
|||||
10
100 до 150 мм) супертифоны могут быть настроены на различные тональности от 200 до 85 Гц.
Черноморский судостроительный завод освоил выпуск суперти фонов ТВ-100/165 (диаметр мембраны 100 мм, основная частота 165Гц, баритон, общий уровень 126 дб), ТВ -100/180 и ТВО-100/180
6) устройство
И
(тенора, общий уровень 124 до). Отечественные тифоны имеют технические характеристики, аналогичные характеристикам ино странных супертифоиов, однако иностранные фирмы, преследуя рекламные цели, часто приводят дальности слышимости (напри мер, 8—9 миль), наблюдаемые лишь при очень благоприятных условиях. Использование таких дальностей слышимости может лишь дезориентировать судоводителей. Технические характеристи ки супертифоиов приведены в приложении II.
Эл е к т р о т и ф о н ы
Впоследнее время на судах стали устанавливаться электриче ские тифоны (рис. 2). В них сжатие и разряжение воздуха соз дается поршнем, совершающим возвратно-поступательное движе ние в цилиндре, к которому подсоединен рупор. Поршень приво дится в движение с помощью электродвигателя через соответст вующую кинематическую цепь.
Черноморский судостроительный завод выпускает электротифо-
ны ТЭ-І |
(баритон, |
основная |
частота |
110 |
Гц, |
общий |
уровень |
|||||
125 |
дб) |
и ТЭ-2 (бас, |
основная |
частота |
90 |
Гц, |
общий |
уровень |
||||
126 |
дб). |
Питающее |
напряжение 380. 220 или |
127 |
В |
переменного |
||||||
тока частотой 50 |
Гц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В настоящее время созданы электротифоны и с более высокой
частотой основного |
тона. Это достигнуто применением |
вместо |
|
обычного поршня диска с облегченным штоком, |
присоединенным |
||
к нему неподвижно. |
Поршень-диск по периметру |
имеет |
кольцо, |
контактирующее с цилиндром и выполненное из материала с ма лым коэффициентом трения. В связи с этим улучшается компо новка тифона и снижается вес. Несмотря на большую сложность изготовления электротифонов, в эксплуатации они оказываются в 15—20 раз экономичнее воздушных тифонов. Преимущество электротифонов перед воздушными тифонами заключается еще и в возможности автономной установки на судне (за счет отсутствия трубопроводов), значительно меньшем расходе энергии для полу чения одинаковой силы звука (в несколько д'ёсятков раз) и устой чивости частоты и уровня силы звука.
К недостаткам электротифонов следует отнести наличие у них быстродвижущихся деталей, большой вес, а также резкость темб ра, которая является следствием того, что. максимум энергии у этих тифонов принадлежит не основному топу, а высшим гармо никам. Работы по улучшению конструкции электротифонов про должаются, что создает благоприятные перспективы их использо вания на морских и речных судах. Технические характеристики электротифонов приведены в приложении III. '
12