Morgunblaðið - 08.01.1965, Page 13

Föstudagur 8. januar 1965
MORGUNBLAÐIÐ
13
Skrúfuhávaði og síldveiðarnar
eftir Hjálmar R. Bárðar son, skipaskoðunarstjóra
1. Síldarskipstjórar
og síldveiði
ÞEGAR litið er yfir aflaskýrsl-
tir síldveiðiskipanna, verður
varla hjá því komizt að hugleiða,
hvað kunni að valda þeim mikla
mun á aflamagni, sem þar kemur
fram, jafnvel þótt reynt sé að
meta aðstöðumun vegna skipa-
stærða, veiðitíma og annarra
slxkra aðstæðna.
Auðvitað ræður heppni hér
nokkru eins og við allan veiði-
skap, en það er hér greinilega
um önnur atriði að ræða engu
síður. Það virðist augljóst, að
hæfni skipstjóra, tækni þeirra og
þjálfun þeirra í meðferð tækja
og beitingu skips og veiðarfæra
á hagkvæman hátt ræður mjög
miklu. Margir okkar bezfu síld-
arskipstjóra hafa skipt um skip,
og eftir hæfilegan tíma, sem það
eðlilega tekur að kynnast nýju
skipi eins og hverju öðru verk-
færi og tæki, þá hafa þeir haldið
áfram að vera meðal hæstu síld-
arskipstjóranna.
Hefur verið rætt um það, aðal-
lega nú á þessu ári, að skrúfu-
hávaði kynni að valda mismun á
veiði á sumum skipunum. Sam-
tímis var farið að hugleiða þessi
mál meir en áður. Á nokkrum
skipanna var skipt um skrúfur
eða skrúfúblöð, og er þar bæði
um að ræða ný skip og gömul.
Að sögn skipstjóranna er talið að
hér hafi í mörgum tilfellum ver-
ið ráðin mikil bót á.
Við stöndum þó hér andspænis
algerlega nýju verkefni í fisk-
veiðitækni, Þessu atriði hefur
fram til þessa verið sára-lítill
gaumur gefinn og rannsóknir á
skrúfuhávaða hafa fram til þessa
erlendis mest verið kafbátahern-
aðarlegs eðlis, í sambandi við
leitartæki fyrir skip í hernaði og
reyndar lítilsháttar líka vegna
hvalveiðanna.
2. Hvað heyrir síldin?
Okkur er ekki mikið kunnugt
nm það, hvað síldin heyrir. Rann
sóknir á því verkefni hafa flest-
ar verið gerðar í fiskasöfnum,
þar sem veggir kerjanna trufla
hljóðburð, borið saman við opið
haf.
Talið er þó samkvæmt brezk-
um rannsóknum, að síld heyri
hljóð upp að 10000 riðum, sem er
noákuð lægri tíðni en mannseyr-
að heyrir. Síldin er talin heyra
mjög langt niður, að minnsta
kosti eins og mannseyrað. Fiskar
af öðrum stofni en síldin, t. d.
þorskar, eru taldir hafa minna
heyrnarsvið en síldin.
Víst er að hljóð berst mjög auð
veldlega langar leiðir neðansjáv-
ar, og hraði hljóðs í sjó er 1450
til 1500 metrar á sek. við yfir-
borð sjávar, breytilegur eftir
hitastigi sjávarins.
Sagt er, að þegar farið var að
nota gufuknúin skrúfuskip í stað
seglskipanna við fiskveiðar, þá
hafi menn óttast, að skrúfuháv-
aðinn myndi fæla allan fisk af
miðunum. Svo fór þó ekki. Þótt
við notum nú nær eingöngu mun
háværari og stærri díselvélar í
fiskiskipin, virðist fiskur enn
vera á miðum, en þó erum við
raunar enn í dag að hugleiða
sama vandann.
Líkt var ástandið þegar dýpt-
armælar og fiskileitartæki voru
tekin í notkun. Eins og kunnugt
er byggist notkun þeirra á því,
að þau senda frá sér örbylgju-
hljóð, sem síðan endurkastast frá
föstum hlutum í sjónum, eða frá
sjávarbotni og tækin skrá fjar-
lægð þeirrá á pappírsræmu, eða
gefa frá sér heyranlegt bergmáls-
hljóð á stjórnpalli skipsins. í
fyrstu var óttast, að fiskurinn
myndi fælast þessi hljóð, þótt
þau væru ofan við hljóðnæmi
mannseyrans.
Hljóðbylgjur með tíðni, sem er
ofan við heyrnarsvið eðlilegs
mannseyra er nefndar ultrasonic-
bylgjur á erlendum málum, en
mætti nefna örbylgjur á íslenzku.
Örbylgjur eru þá þær bylgjur
sem hafa hærri tíðni en kringum
20.000 rið á sekúndu (cycles/sec.)
Þó skal þess getið, að við sum
slík mælitæki er notuð lægri
tíðni, og þá oft talað um örbylgj-
ur („ultrasonic") þótt það sé
ekki fyllilega rétt. Efri takmörk
þess hljóðs, sém venjulegt manns
eyra heyrir, er tíðnin 16,000 til
20,000 rið (þ. e. 16—20 kc/s.)
Hræðslan við að fiskurinn fæld
ist þessar örbylgjur virðist vera
ástæðulaus, að því er bezt verður
séð. Að minnsta kosti virðist
fiskur ekki fælast, þótt þessi ör-
bylgju-bergmálstæki séu sett í
gang eða stöðvuð.
Samband getur þó verið milli
heyranlegra hljóðbylgna og ör-
bylgnanna, þannig að örbylgjur
geta átt upptök sín í heyranlega
hl j óðby lg j us viðinu.
3. Hávaði frá skipum,
skrúfuhávaðinn
Hávaði frá skipum getur verið
af ýmsum orsökum, en skrúfuháv
aðinn mun að öllu jöfnu vera
mest áberandi, síðan hávaði frá
ýmsum vélum skipsins, og á fiski
skipum má nefna hávaða frá
veiðitækjum, vindum og öðrum
slíkum búnaði.
Skrúfa sem snýst aftan við
skipsskrokk veldur snúningi á ná
lægum sjó, auk þess langskips-
þrýstings, sem knýr skipið áfram.
Þessar hreyfingar valda alltaf
einhverjum hávaða, bæði innan
heyrnarsviðs mannlegs eyra, og
stundum líka hátíðni sveiflna á
örbylgj us viðinu.
Hávaði þessi á sér ýmsar or-
sakir.
Snúningshraði skipsskrúfu er
venjulegast svo mikill, að óreglu-
legar (turbulent) straumhreyf-
ingar myndast.
Þegar skipsskrúfan vinnur með
álagi koma því frá skrúfublöð-
unum straumsveipar, sem orsaka
jafnan hávaða eða suðandi hljóð,
þegar skrúfan vinnur í ótrufluð-
um sjó, þ. e. a. s. ef skrúfan ekki
er aftan við skipsskrokk heldur
snýst ein sér.
Þegar sama skipskrúfan vinn-
ur aftan við skipsskrokk breytist
þessi jafni hávaði í óreglulegri
hávaða. Ástæðan er sú, að nú
fara skrúfublöðin í gegnum sjáv-
ar-svið með mismunandi hraða,
því nokkur hluti sjávar fylgir
alltaf með skipinu.
Hjá þessum hávaða verður að
sjálfsögðu aldrei komizt alveg, en
til að hann sé sem minnstur,
þarf að vera vel rúmt um skrúfu-
blöðin í skrúfugatinu, aftur-
stefni þarf að vera sem þynnst
aftast og þannig lagað, að að-
streymi að skrúfu sé sem trufl-
anaminnst.
Sérstaklega skal í þessu sam-
bandi vakin athygli á því, að
zinkklossar, sem settir eru til
ryðvarnar, ættu aldrei að vera
beint framan við skrúfublöðin,
því þar geta þeir valdið veru-
legri truflun á aðstreymi að
skrúfu, sem aftur veldur aukn-
um hávaða. Zinkklossana er bezt
að setja annaðhvort á skrúfu-
bossinn, við miðlínu skrúfunnar,
og á stýri aftan við bossinn, eða
á kjalarhælinn utan við að-
streymisflöt skrúfunnar.
Stýrið þarf að vera í hæfilegri
fjarlægð frá skrúfu og þannig
lagað, að það valdi sem minnstri
straumtruflun.
4. Syngjandi hávaði frá
skipsskrúfum
Við sérstakar aðstæður sem á-
kveðast af snúningshraða skrúfu,
skrúfuálagi, sjávardýpt yfir
skrúfu og stafnhalla skipsins get-
ur myndazt syngjandi hávaði frá
skipsskrúfum, sem getur náð
töluverðri orku. Þessa hávaða,
hefur í vaxandi mæli orðið vart
á undanförnum síðustu áratug-
um, eftir að farið var að gera
skrúfublöð meira straumlaga og
leggja meiri áherzlu á nákvæma
framleiðslu þeirra. Syngjandi
hávaði er algengastur frá skrúfu-
Hjálmar R. Bárð'arson.
blöðum, sem eru með nokkuð
breiðan ávalan framkant sem
skurðflöt blaðsins. Skrúfublöð
með hvassa brún á framkanti
hafa ekki reynzt eins hávaðasöm
að þessu leyti. Þessi söngur í
blöðunum hverfur oft ef stýri er
hreyft, og heyrist yfirleitt ekki,
þegar skrúfan vinnur aftur á
bak. Þessi hávaði frá syngjandi
skrúfum er enn rannsóknarefni
og ekki fullleyst. Þó hefur helzta
lausn þessa hávaða-vanda verið
að breyta lagi á enda skrúfublað-
anna, þar sem hraði þeirra er
mestur gegnum sjóinn, þannig að
þar er skrúfan þverskorin, og er
á hluta löguð eins og meitill í
brúnina. Auk þess er lögð á það
mikil áherzla, að yfirflötur
skrúfublaðanna sé sem jafnastur
og póleraður, þannig að ójöfnur
valdi ekki hvirfilstraum, sem aft-
ur orsakar hávaða.
5. Skrúfuhávaði frá kavitation
Ein allra helzta hávaðaorsök
frá skipskrúfum er frá svonefndri
kavitation. Þegar um er að ræða
streymandi vökva, eins og sjó, þá
er með kavitation átt við undir-
þrýsting sem myndast staðbund-
inn á takmörkuðu svæði, eins og
í smáblöðrum í sjónum. Þessi
undirþrýstingur er svo mikill, að
hann verður minni en uppgufun-
arstig vökvans við ráðandi hita-
stig. Vökvinn gufar því skyndi-
lega upp innan þessa litla tak-
markaða svæðis. Þessi skyndilega
breyting vökvans í lofttegund er
háð hitastigi og þrýstingi á staðn
um.
Elisfræðileg mörk við upphaf
kavitationar eru aðallega háð
hraða skiksskrúfunnar í sjónum
og álagi hennar.
Á undanförnum árum hefur
snúningshraði á skipsskrúfum og
álag á þeim verið aukið jafnt og
þétt. Þessvegna verður það sí-
fellt algengara, að skipsskrúfurn-
ar nái þeim mörkum þar sem
kavitation hefst, eða jafnvel oft
verulega fram yfir þau mörk,
inn á svið kavitationarinnar.
Hávaðinn frá skipsskrúfu af
völdum þessa fyrirabæris, er eins
og snark eða smellir bæði þegar
blöðrurnar vegna undirþrýstings-
ins myndast, og þegar þær skella
saman aftur.
Hávaði sá, sem myndast frá
kavitationinni er yfir allt heyran
lega hljóðsviðið, og líka langt
inn í örbylgjusviðið.
Að sjálfsögðu er reynt að
teikna skipsskrúfublöð þannig, að
þau séu eins laus við kavitation
og hægt er. Þetta er yfirleitt auð-
framkvæmanlegt þegar um er að
ræða hæggengar skrúfur með hóf
legu álagi á skrúfu. Með auknum
snúningshraða skrúfu og með
auknu álagi, eins og nú er farið
að nota í vaxandi mæli, er meira
vandaverk að búa til algerlega
kavitationslausar skrúfur, sem
vinna eiga i óreglulegu að-
streymissvæði skipsins. Þvermál
skrúfu, sem og skrúfuflötur get-
ur líka gerbreytt þessum hlutr
föllum. Fjöldi skrúfublaðanna
hefur og áhrif, en hann er þó
oftast bundinn við 3 eða 4 blöð
á skiptiskrúfum minni skipa.
6. Mæling skrúfuhávaða ■
fiskiskipa
Mæling skrúfuhávaða fiski-
skipa er svo til alger nýjung.
Skrúfuhávaði nokkurra íslenzkra
síldveiðiskipa hefur verið mæld-
ur hér og í Noregi á árinu 1964.
Reyndar er það jafnvel of mik-
ið að segja að skrúfuhávaðinn
hafi verið mældur. Raunveru-
lega hefur hann aðeins verið
skráður með því móti, að hann
hefur verið tekinn upp á segul-
*band.
Þessar segulbandsupptökur á
skrúfuhávaða eru gerðar á þann
hátt, að sérstökum neðansjávar-
hljóðnema er sökkt niður í sjó-
inn, sem fjarst landi eða bryggju.
Skipið, sem mæla á hávaðann
frá, er látið sigla fram og aftur
í sömu fjarlægð fram hjá hljóð-
nemanum í sjónum og hljóðið er
síðan magnað, oft um 400 sinn-
um, og hávaðinn síðan tekinn
upp á segulband.
Hentugt þykir að minnka orku
lágtíðnis hávaðans miðað við há-
tíðnis hávaðann með síu, til að
hávaðaorkan verði' sem jönfust
við alla tíðni, sem skráð er inn
á segulbandið, t d. allt upp í
14.000 rið. Með því að taka inn
á sama segulband þekkt hljóð-
magn frá sérstöku tæki, má síð-
ar sundurgreina þann hávaða,
sem tekinn hefur verið upp á
segulbandið. Þannig er hér um
að ræða gagnasöfnun til frekari
rannsókna síðar.
Að sjálfsögðu er hségt að leika
segulbandið og gera beinan sam-
anburð á hávaða einstakra skipa,
en að svo komnu máli er eigin-
lega ekki um mælingu hávaða að
ræða í eiginlegum skilningi þess
orðs.
Sá galli er líka á þessum athug-
unum, að umhverfið og veðurfar
getur haft mjög mikil áhrif á ár-
angurinn. Þessvegna er ekki
hægt að bera saman að gagni
mælingar, sem gerðar eru á mis-
munandi stöðum og við mismun-
andi aðstæður.
Sjávardýpi þar sem mælt er
hefur t. d. mjög mikil áhrif á
hljóð-upptökuna, einnig bylgjur
við ströndina, botnlag og botn-
efni. Engin skipaumferð má vera
á margra mílna svæði þegar
hljóðið er tekið inn á segulband-
ið. Trillubátur í tveggja mílna
fjarlægð getur t. d. eyðilagt mæl-
ingu, vegna þess hve hljóðnæm
upptökutækin eru, og bylgju-
skvettur við ströndina auka
grunnhávaðann nóg til að trufla
mælingu. Mismunandi heit sjáv-
arlög breyta líka hljóðburði í sjó
töluvert.
Þrátt fyrir alla þessa mörgu
annmarka er þó hægt að hafa þó
nokkurt gagn af hljóðupptöku á
skrúfuhávaða, ef þessi upptaka
er gerð á mismunandi skipum, en
með sömu tækjum á sama stað og
við sem allra líkust veðurskil-
yrði. Á þann hátt er hægt að
gera sér grein fyrir mismun á
hávaða frá mismunandi skipum,
og líka breytileik hávaðans ■ frá
sama skipi, en með t. d. mis-
munandi snúningshraða vélarinn
ar og mismunandi stigningu á
skiptiskrúfu skipsins. Einnig má
taka upp á segulband hávaða frá
hjálparvélum skipsins, frá vind-
um og dælum í gangi o. s. frv.
til að kanna betur hávaða frá
hverju einstöku tæki sem hávaða
getur valdið.
Raunveruleg hávaðamæling og
nákvæm skráning hávaðans í töl-
um fæst hinsvegar ekki nema
með hljóðfræðilegri mælingu á
segulbandinu, og þá þarf að að-
greina einstök hljóðbylgjusvið,
til að mæla hvert fyrir sig í
styrkleika og orku. Tæki til
slíkra rannsókna á segulbandi
munu vera til hjá 'hernaðarþjóð-
um, en ekki frjáls til afnota við
almennar rannsóknir.
7. Hver er árangur þessara
hljóðmælinga?
Af þeim mælingum, sem þeg-
ar hafa verið gerðar á íslenzkum
síldveiðiskipum hafa þegar nokkr
ar einfaldar staðreyndir verið
staðfestar.
Hávaði frá skrúfum síldveiði-
skipanna er töluvert misjafn.
Eins og fram hefur komið hér að
framan er hinsvegar orsök skrúfu
hávaða svo marg slungin, að
ekki er hægt að segja ákveðið
nema að lokinni sérrannsókn
hvers einstaks skips, hvað veldur
þessum mismun og hvernig bætt
verði úr þar sem háðaði er mest-
ur.
a) Almennt mun þó óhætt að
fullyrða að hraðgengar skrúfur
með miklu álagi valdi mestum
hávaða.
b) Það kemur greinilega í
ljós við hljóðupptöku, að minnst-
ur hávaði frá skiptiskrúfu er þeg-
ar hún er látin vinna með fullri
stigningu, en með minni snún-
ingshraða. Þessi aðferð skyldi
því alltaf notuð þegar síldarskip
nálgast síldartorfu og kastar nót.
c) Það er greinilegt, að breyt
ingu á stigningu skrúfunnar og
breytingu á snúningshraða vélar-
innar meðan á kasti stendur ber
að forðast eins og hægt er, því
öll slík breyting gefur frá sér
miklu meiri hávaða en stöðugt
ástand, þ. e. a. s. óbreytt stigning
skrúfu og óbreyttur snúnings-
hraði vélar.
d) Hreyfing á stýri, sé það
vel lagað, virðist ekki hafa nein
veruleg áhrif á hávaða frá skrúf-
unni eða skipi.
e) Greinilegt er, að geysimik-
ið atriði er að öll skrúfublöðin
séu eins nákvæm í stigningu,
lagi, þyngd og þyngdarpunkti og
mögulegt er. Smáskemmd í blaði
er nóg til þess, að hávaði frá
skrúfunni eykst verulega. Ef
skrúfa á síldarskipi verður fyrir
hnjaski þá er nauðsynlegt að láta
gera við hana strax og slípa og
afbalansera öll blöðin aftur, at
mikilli nákvæmni.
f) Hjálparvélar geta sumar
verið hávaðasamar, en um þær
er þó ekkert hægt að fullyrða
almennt. Sé þess nokkur kostur
mun þó að öllu jöfnu vera rétt
að forðast að hafa hjálparvél i
gangi þegar nálgast er síldar-
torfu eða kastað á síld.
g) Hávaði frá nót sem er
kastað hefur ekki verið mældur
enn svo vitað sé. Ekki þykir mér
það þó vera ósennileg tilgáta,
að skarkali frá nótinni geti
fælt síld, t. d. þegar blýin skella
á byrðing skipsins og bylur í
eins og í tómri tunnu. Sá hávaði
hlýtur líka að dreifast neðansjáv-
ar. Erfitt mun þó að komast hjá
þessum hávaða þó vera megi að
hægt sé að hljóðeinangra, eða
gera stífari þá fleti, sem helzt
verða fyrir höggum frá nótinrti
þegar hún rennur útbyrðis.
8. fslenzkar skrúfuhávaða-
rannsóknir
Hér er ennþá um lítt rannsak-
að verkefni að ræða, þar sem
Framhald á bls. 21