Çayır-Maskeci - Prairie-Masker
Prairie-maskeli dahil olmak üzere bazı batılı savaş gemileri, takılan bir yayılan gürültü azaltma sistemidir Oliver Hazard Perry -sınıf fırkateyn, Spruance ve Arleigh Burke -sınıf destroyer ve TICONDEROGA -sınıf ABD Deniz Kuvvetleri kruvazör. Sistem ayrıca 1960'larda sınırlı sayıda İkinci Dünya Savaşı sonrası Guppy III modifiyeli ve daha sonra dizel denizaltılara kuruldu .
Masker ve Prairie sistemleri, bir savaş gemisinin akustik imzasının başka bir gemi tarafından, yani düşman bir denizaltı tarafından sınıflandırılmasını veya tanımlanmasını önlemek için tasarlanmıştır . Makine duymak yerine, gemi pasif sonarda yağmur sesine benzer bir ses çıkarır . Sistemin Masker kısmı, genellikle makine dairelerinin yakınında, bir geminin gövdesine kurulur. Sistemin Çayır kısmı, geminin pervanelerini susturmak için tasarlanmıştır. Başlangıçta çok gizli olarak sınıflandırılan bu sistemler, artık birçok ülke tarafından denizaltı karşıtı savaş sistemlerinin bir parçası olarak kullanılmaktadır .
Arka plan
Gemi susturma, bir askeri geminin aktif ve pasif denizaltı savaşı kabiliyetini ciddi şekilde sınırlayabilen ve düşmanca olmayan bir gemi tarafından tespit menzilini veya olasılığını azaltabilen istenmeyen gürültüyü azaltmanın önemli bir parçasıdır. ABD Donanması, bu sorunları çözmek için bir Gemi Susturma Programı yürütmektedir. Gemi Susturma Programının hedefleri, pasif yetenekli sonar frekans aralığı üzerinde sonar kendi gürültüsünü azaltmak ve düşman denizaltıları tarafından tespit edilmesini azaltmak için geminin yayılan gürültüsünü azaltmaktır. Kendi kendine gürültü, kendi sonar ve sensörleri üzerinde etkisi olan bir geminin ürettiği gürültüdür. Yayılan gürültü, diğer gemi sensörleri, özellikle denizaltılar üzerinde etkisi olan bir gemi tarafından üretilen gürültüdür. Masker-Prairie karşı önlem sistemleri, yayılan gürültüyü ve sesleri kaynağında kontrol ederek veya gövdeye iletilerek azaltılmayan kendi kendine gürültüyü azaltmak için bu programdaki kilit unsurlardır.
Hava kabarcıklarının kullanımı ve akustik dalga yayılımı üzerindeki etkileri, denizaltı savaşında sesi anlamaya yönelik genel bir çabanın bir parçası olarak İkinci Dünya Savaşı sırasında sistematik olarak incelenmeye başlandı. Amerika Birleşik Devletleri'nde, bu araştırma çabası Ulusal Savunma Araştırma Komitesi (NDRC) tarafından yönetildi ve çeşitli ABD Donanması laboratuvarları tarafından gerçekleştirildi. Bu araştırmada kaydedilen ilerlemeler , 1946'da Denizde Sesin Fiziği'nde yayınlandı. Bu tartışmayla en ilgili olan çalışmanın sonuçları , Uyanmaların Akustik Özellikleri'nin IV. Kısmında bulunur .
Kabarcık perdelerin kullanımı, su altı patlatma, kazık çakma, patlayıcı metal şekillendirme gibi çeşitli endüstrilerde gürültüyü veya şok dalgalarının zarar verici etkisini azaltmada geniş bir uygulama alanı bulmuştur .
Çalışma prensibi
Sistemin Masker kısmı , kabarcık perdesi ve deniz suyu arasında bir ses hızı ( akustik empedans ) uyumsuzluğu yaratmaya dayanmaktadır . Radikal olarak farklı bir ses hızına sahip malzemeyle karşılaşan akustik dalgalar nüfuz etmez, ancak geri yansıtılır. Bir ortamdaki sesin hızı, yoğunluğuna bölünen bir malzemenin sertliğinin kareköküne bağlıdır. Bir kabarcık bulutunda yoğunluk çoğunlukla değişmez - suyunki - ama sertlik havanınkidir. Sonuç olarak, sudaki bir kabarcık bulutundaki ses hızı, suyun kendisinden neredeyse on kat daha yavaş ve havadakinden üç kat daha yavaştır. Böylece, gemi (veya denizaltı) gövdesi içindeki, aksi takdirde suya girecek ve uzun bir mesafeye yayılacak olan sesler, tekneye geri yansıtılır ve sonunda dağılır. Bir bardağa su, ikinci bardağa karbonatlı su doldurup her birinin kenarına kaşıkla vurarak bu fizik kavramlarının tezahürünü deneyimleyebilirsiniz. Su dolu kap çalacaktır. İçinde baloncuklar olan gemi "güler".
Prairie vidasının gürültü azaltma özelliği farklı bir prensipte çalışır. Bir vidayla ilgili temel gürültü sorunu kavitasyondur . Hareket eden bıçağın arkasındaki basınç, o derinlikteki suyun buhar basıncından daha az olacak kadar düşük olabilir. Bu, bir su buharı kabarcığı oluşmasına neden olur. Kabarcık alçak basınç alanından çıktığında, tekrar suya çöker ve bunu yaparken yüksek bir ses çıkarır. Bununla birlikte, vidanın arka kenarı az miktarda hava yayarsa, o zaman kavitasyon kabarcıklarının içinde bir miktar hava vardır. Su buharının çökmesi balonu tamamen kapatmaz ve bu nedenle çok az ekstra gürültü üretilir.
Maskeli kimse
Sistemin Masker kısmı, bir geminin motor gürültüsünü tehdit gemileri tarafından algılanmaktan susturmak ve geminin kendi sonar verimliliğini artırmak için kendi gürültüsünü azaltmak için tasarlanmıştır. Masker kısmı tipik olarak, teknenin makine dairelerine bitişik teknenin dışına takılan iki banttan oluşur, daha sonra sıkıştırılmış hava bantlara zorlanır ve denizde tekne etrafında bir hava kabarcıkları bariyeri oluşturmak için işlenmiş deliklerden kaçar, böylece sıkışır. dağıldığı gövde içindeki makine gürültüsü.
Çayır
Prairie ( kısaltma: pervane havası i görev emisyonu ) ise gemi pervanelerinin yanına veya üzerine takılır ve pervanenin kenarlarındaki küçük deliklerden basınçlı hava pompalanır. Tahmin edilebileceği gibi, bir geminin veya denizaltının yüzeyinin altında bir dizi küçük deliği kirlilikten uzak tutmak bir sorun oluşturabilir. Denizaltı kurulumlarında bu, gemi limandayken sistemden bir damla tatlı su geçirilerek önlendi. Okyanusta giden bir geminin gövdesini kirleten canlıların çoğu tatlı suda yaşayamaz.
Agouti adlı benzer bir sistem Kraliyet Donanması fırkateynlerine ve INS Nilgiri gibi gemilere takıldı .
denizaltılar
Denizaltı kullanımında, sistemi çalıştırmak için gereken büyük hacimli havanın yüzeyden gelmesi gerekir ve bu nedenle Prairie-Masker, yalnızca dizel denizaltı şnorkelle yüzerken kullanılabilir . Sessizliğe ihtiyaç duyan ana gürültü kaynağı, yalnızca şnorkelle yüzerken kullanılan dizel motorlar olduğundan, bu ciddi bir sınırlama değildir. Bir anti-denizaltı savaş gemisi tarafından kullanıldığında, akustik imzasını gizlemede o kadar etkilidir ki, denizaltılarla egzersiz yaparken sıklıkla sistemi kullanmamaları istenir. Bunun nedeni, savaş gemisinin duymadan yüzeye veya yakınına gelebilecek denizaltı ile çarpışma olasılığıdır.