Støydemping av baugpropell

Baugpropellen:

Slik reduserer du støyen

Gruer du deg for å bruke baugpropellen i en sovende sommerhavn? Den mitraljøseaktige lyden får enkelte til å kvie seg. Med enkle midler kan støyen halveres.

TEKST: ATLE KNUTSEN

Støyen fra en baugpropell representerer kanskje ikke den største miljøforsøplingen, men det kan være ganske enerverende å bli vekket av ramlingen fra nabobåten som har bestemt seg for å seile i hildringstimen.
Det er tunnelformen, ikke lyden fra trustermotoren, som lager den mest sjenerende støyen. Rent fysisk er tunnelåpningens form gitt i forhold til baugens og skrogets fasong. Den optimale tunnelen (med tanke på effekt og støy) er en sylinder som er vinkelrett kappet i hver ende og med riktig radius i innløpet - med andre ord samme form som en hekktrustertunnel. Baugen byr imidlertid på helt andre installasjonsvilkår enn hekken, og følgelig er det fysisk umulig å oppnå det samme lave støynivå for en baugpropell som for en hekktruster. Men det er derimot mulig å redusere støyen betraktelig.

Kavitasjon = støy

Det meste av støyen fra en baugpropell skyldes kavitasjon, som igjen er et resultat av at vannet koker. Dermed oppstår luftbobler som oppfattes som støy når boblene imploderer (klapper sammen). Men hvordan kan vann koke uten varme? Ved 1 atmosfæres trykk koker vannet ved 100°C. Blir trykket lavere, koker vannet ved lavere temperatur. Lavere trykk oppstår når vannet akselererer, for eksempel ved at vannet runder en skarp kant eller et skarpt hjørne på sin vei mot propellen, i dette tilfellet tunnelåpningen (Fig.1). Dersom kanten eller hjørnet har en myk avrunding, vil vannets hastighetsøkning skje over en lengre tidsperiode og derfor ha en lavere akselerasjon.
Man vil alltid ha en akselerasjon i tunnelåpningen fordi vannhastigheten i tunnelen er veldig høy. Dette skaper problemer i installasjoner med veldig kort tunnel fordi propellen står veldig nær tunnelåpningen. Dermed arbeider propellen i vann som har svært lavt trykk. En propell i seg selv kan også skape kavitasjon dersom dens utforming og hastighet gir en for stor vannakselerasjon. Ifølge Sleipner Motor AS vil en propell som arbeider under normalt vanntrykk, ikke i seg selv vil skape kavitasjon. Problemet oppstår derimot som følge av unormalt lavt vanntrykk nær tunnelåpningen.
En annen årsak til støy er at trusterens gearhus (leg) skaper noe akselerasjon av vannet når dette passerer gearhuset. Når det akselererte vannet (med lavere trykk) treffer propellen, oppstår det kavitasjonsstøy. Derfor vil i prinsippet en truster med én propell alltid generere mer støy i den ene retningen.

Løsningen

En hekktruster har den mest støysvake tunnelformen. Den har en gunstig avrunding (radius) rundt åpningen (ingen skarpe kanter), og den vinkelrette avkappingen i hver ende gjør at alt vann trekkes inn i tunnelen med samme hastighet og at propellen jobber i "massivt" vann.
Stadig flere produsenter forholder seg til dette problemet ved å støpe en spoiler i forkant av tunnelåpningen og ved å redusere tunnellengden i akterkant (Fig. 5 og Fig. 6), samt runde av åpningen med en radius på 10 prosent av tunneldiameteren (Fig. 2). Resultatet blir redusert støy og bedre effekt.
Hallgeir Skorpen ved Westplast AS på Sunnmøre har klart å redusere støyen med 16,5 dBA på sin Mørejet 900. Det er ifølge Sleipner Motor AS oppsiktsvekkende, men de påpeker at resultatet kan ha en viss sammenheng med at tunnellengden før modifiseringen var ekstremt kort. Tilsvarende modifisering av installasjoner med større tunnellengde vil derfor ikke nødvendigvis gi samme resultat.
Skorpen løste problemet ved å forme tunnelåpningen mest mulig lik en hekktrustertunnel. Ved å bygge ut tunnelåpningen nede og fremme fikk han en større og mer traktformet åpning på sidene og nede, som ble nullet ut mot skroget oppe. Samtidig ble tunnelen lengre i bunnen slik att propellen fikk større avstand til åpningen. Dermed reduseres kavitasjonen kraftig under bruk fordi vannet får en annen retning inn på propellen. Samtidig fikk han en spoilereffekt som leder sjøen ut til siden under gange. Selve modifiseringen ble fortatt med kiler av divinycell festet med 184 lim, og deretter dekket med glassfibermatte. Materialene som er brukt forsterker dessuten installasjonen. Dermed reduseres resonansen i tunnelen og skroget.
- På båter som løfter tunnelen ut av vannet ved marsjfart kan jeg ikke se at løsningen har noen negative tekniske konsekvenser, sier Tore Eriksen hos Sleipner Motor AS

Støymåling Mørejet 900

Målingene er foretatt i to forøvrig helt identiske Mørejet 900. Den ene med standard montering, den andre med modifisert tunnelåpning. I begge båtene var det installert en Sleipner SP 55 Si, 55 kg trustere. Støyen ble målt ved førerplass.

(Tabell)
Standard monteringStøy i dBA
Mot babord (måling A1)91,3
Mot styrbord (måling B1)91,3
Modifisert tunnel
Mot babord (måling A2)78,3
Mot styrbord (måling B2)74,8

Forskjellen i støynivå mellom måling A2 og B2 skyldes at propellen står litt til siden for senter i tunnelen. Dermed får man noe redusert støy og noe mer effekt mot styrbord. Lik skyvekraft krever to propeller. En støyreduksjon på over 17 dB tilsvarer mer enn halvert opplevd støy.