А между тем шум подвесного лодочного мотора отрицательно действует на водителя лодки — утомляет его, рассеивает внимание, что, в сочетании с плохой слышимостью звуковых сигналов на фоне шума, зачастую приводит к возникновению аварийных ситуаций.
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ) летом 1972 г. провел комплексные испытания лодочных моторов отечественного производства в сравнении с зарубежными образцами. Целью этой работы было информировать промышленность о соответствии выпускаемых моделей современным требованиям. При этом большое внимание было уделено измерениям уровня шума моторов.
В соответствии с рекомендациями Международной организации технических норм н стандартов производилось измерение шума движущейся мотолодки и измерение шума мотора на стенде. Первому методу отдавалось предпочтение, поскольку работа в натурных условиях позволяет получить наиболее полные н объективные данные и провести анализ реально существующего взаимодействия в системе «среда — изделие — человек».
Измерения проводились на открытой акватории Химкинского водохранилища в Москве с аппаратурой, отвечающей требованиям Международной электротехнической комиссии.
Испытываемые моторы устанавливались на стеклопластиковых мотолодках «Темп» и «Нептун», уровень шума измерялся на местах водителя и пассажиров. При этом микрофон шумомера устанавливался на уровне уха сидящего в лодке человека на расстоянии 0,1 м от него.
Измерения проводились при различных режимах работы моторов — на холостом ходу, на максимальной скорости и при определении максимального тягового усилия на швартовах, с капотом и без него. Кроме того, шум, создаваемый моторами, измерялся с берега.
На швартовах были испытаны 7 отечественных моторов в диапазоне мощностей от 5 до 25 л. с. и 3 зарубежных — 9,5; 25 и 55 л. с.
В режиме холостого хода и на максимальной скорости моторы мощностью от 23 до 25 л. с. испытывались на мотолодке «Нептун», а спаренные силовые установки на мотолодке «Темп» (два мотора «Нептун-23», два мотора «Вихрь-М» и зарубежные — «Биркет-55» и «Кресчент-55»).
Нужно заметить, что обычно измеряемая объективная физическая характеристика — уровень интенсивности (силы) звука в децибелах еще не позволяет судить о физиологическом восприятии громкости. Для практических целей принято проводить оценку общего уровня шума с помощью шумомеров, скорректированных по специальной характеристике А — (дб А).
Для сравнительной оценки шума с позиций человеческого восприятия, т. е. для определения субъективно воспринимаемой громкости, необходим частотный анализ. Вычисленный затем уровень субъективно воспринимаемой громкости выражается в специальных единицах — сонах.
Сопоставление допустимых уровней шума по санитарным нормам и результатов измерений наглядно показывает, что уровень шума подвесных моторов очень высок и иногда даже превышает допустимый уровень шума в машинных отделениях, не говоря уже о жилых и общественных помещениях судов.
В режиме холостого хода, т. е. при работе двигателя на малых оборотах с выключенной силовой передачей, наибольший уровень шума (при измерении на заднем сиденье мотолодки «Нептун») оказался у моторов «Вихрь-М» и «Нептун-23» — по 77 дб А. Субъективно воспринимаемый уровень шума этих же моторов составил, соответственно, 47 и 32 сона. Как показал частотный анализ, шум мотора «Вихрь-М» оказывает большее раздражающее воздействие на человека, поскольку в нем интенсивнее шумы более высокого тона. Несколько меньший шум в этом режиме работы создает мотор «Кресчент-25» — 69 дб А (24 сона).
Информация об изображении
Уровень громкости и звукового давления в режиме максимальной нагрузки на ходу
При испытаниях спаренных силовых установок в режиме холостого хода шум двух моторов «Нептун-23» или двух моторов «Вихрь-М» оказался большим, чем у моторов «Кресчент-55» и «Биркет-55», что особенно заметно при сравнении в единицах субъективно воспринимаемой громкости — сонах. Так, шум двух моторов «Вихрь-М», измеренный на заднем сиденье, равен 81 дбА (44 сона), а шум мотора «Биркет-55» равен 70 дбА (12,5 сона).
Уровень громкости и звукового давления в режиме максимальной нагрузки на ходу
В режиме швартовных испытаний наиболее шумными оказались моторы «Кресчент-25» и «-55». Однако установка капота на эти моторы резко снижает субъективно воспринимаемый шум и он становится сопоставимым и даже меньшим, чем у отечественных моторов равной мощности.
Швартовные испытания показали не только эффективность применения капотов на различных моторах, но и особенно — уменьшение субъективно воспринимаемой громкости при перемещении человека с заднего сиденья на переднее. Например, для наиболее шумного в этом режиме мотора «Кресчент-55» такое перемещение уменьшает уровень шума со 124 до 64 сонов.
Интересно отметить, что шум подвесных моторов мало зависит от мощности двигателя. Оказалось, что моторы легкие шумят почти так же громко, как и моторы больших мощностей. Так, шум мотора «Прибой-5» мощностью 5 л. с., измеряемый на заднем сиденье в режиме швартовных испытаний, составил 83 дб А, что только на 10 дб меньше уровня шума, создаваемого 25-сильным «Вихрем». Для 8-снльного «Ветерка» эта разница еще меньше — 6 дб А.
При работе моторов на максимальных оборотах, как и следовало ожидать, еще резче проявляются уже отмеченные выше закономерности.
Следует отметить, что все отечественные и зарубежные моторы испытывались со штатными гребными винтами. При этом, однако, на мотолодке «Нептун» штатный винт «Вихря-М» не позволил получить число оборотов, соответствующее номинальной мощности: оно было ниже на 400—500 об/мин. (Двигатель «Нептуна-23» развивал номинальные обороты.)
При испытании моторов (с капотами) на мотолодке «Нептун» наиболее шумным вновь оказался мотор «Вихрь-М». При этом чрезвычайно высок уровень субъективной громкости этого мотора, когда пассажир находится на заднем сиденье — 123 сона!
Такой высокий уровень шума, по-видимому, объясняется низкими звукоизолирующими свойствами металлического капота мотора «Вихрь-М» и неудовлетворительным креплением капота к поддону.
Кроме того, как уже упоминалось, частотный анализ шума этого мотора обнаруживает в спектре интенсивные составляющие высокого тона, оказывающие наибольшее раздражающее действие на слух. Существенное снижение шума на переднем сиденье говорит явно в пользу применения дистанционного управления. (Кстати, это полностью относится к лодкам с моторами малой мощности.)
При испытании мощных моторов на мотолодке «Темп» в режиме максимальной скорости наиболее высокий уровень субъективно воспринимаемого шума показал «Кресчент-55» — 154 сона. Мотор «Биркет-55» в этом режиме работы оказался намного тише — 79 сонов. Высокий уровень шума создает и спаренная силовая установка из двух моторов «Нептун-23» — 93 дб А (104 сона).
Наблюдаемую на всех режимах работы повышенную шумность отечественных моторов, по сравнению с зарубежными моделями, можно в большей части объяснить несовершенством наших капотов. В испытанных зарубежных моделях обеспечена акустическая «герметизация» двигателя. Между капотом и сплошным поддоном (исключающим утечки топлива в воду) используются специальные профилированные уплотнения, значительно уменьшающие вибрации. В конструкциях капотов применены материалы с высокими вибропоглощающими и звукоизолирующими свойствами — стекловолокнистая пластмасса с обклейкой поролоном всей внутренней поверхности.
Для определения степени воздействия шума мотора на людей, находящихся на берегу, мотолодка проходила на определенном расстоянии от берега, где на высоте 1,5 м над водой был укреплен измерительный микрофон. В момент прохождения мотолодкой створа фиксировался общий уровень шума в дб А. Кроме подвесных потребительских моторов по просьбе ЦМК ДОСААФ СССР таким же образом были испытаны и некоторые спортивные (гоночные) лодочные моторы.
Из таблицы видно, что спортивные гоночные моторы, представленные на испытания, имеют уровни шума на 19—32 дб А выше, чем потребительские, но и уровень шума последних также следует признать высоким, особенно, если принять во внимание предел — 45 дб А, допускаемый санитарными нормами для зон отдыха, к которым могут быть отнесены городские пляжи и пригородные акватории.
Какие же выводы напрашиваются из проведенных исследований?
Уровень шума внутри лодки, создаваемый как отечественными, так и зарубежными лодочными моторами, чрезмерно высок — соизмерим с уровнем, допускаемым санитарными нормами для таких нелегких производственных условий, как вахта в машинном отделении транспортных судов.
Уровень шума моторов малой мощности (до 10 л. с.) сопоставим с уровнем шума подвесных лодочных моторов большой мощности (55 л. с.). Поэтому они требуют принятия таких же серьезных мер по улучшению шумовых характеристик, как и моторы большой мощности.
Необходимо, очевидно, разработать специальные нормы, определяющие допустимый уровень шума подвесных лодочных моторов с учетом как топографии шума внутри мотолодки, так и воздействия шума на окружающую акваторию.
Наблюдаемую ныне повышенную шумность отечественных моторов (в частности, моторов «Вихрь-М») можно существенно уменьшить теми же средствами, что и на современных зарубежных моделях — в частности, необходима акустическая «герметизация» двигателя под капотом с использованием высокоэффективных вибропоглощающих и звукоизолирующих материалов.
Необходимо также повсеместное внедрение на мотолодках с подвесными моторами дистанционного управления. Это, как показали исследования, позволяет значительно снизить воздействие шума на водителя, улучшает слышимость звуковых сигналов и, как следствие, — повышает безопасность движения на воде.