Напълно нов механизъм за поглъщане на звука в открити пространства предлагат учени
(снимка: EPFL)
Използваните днес системи за активно шумопотискане във високоговорителите създават звукови вълни в противофаза на шума, за да го потиснат. Но остава отворен въпросът как да се заглуши шумът на открито, а не в слушалките.
Изследователи от Швейцария разработват система за активно намаляване на шума без използване на високоговорители. Те демонстрират, че шумът на всички честоти може буквално да бъде погълнат от “стена” от разреден въздух. Концепцията е публикувана в списание Nature Communications.
„Искахме да минимизираме въздействието на дифузора, доколкото е възможно, защото е тежък. Но какво може да бъде толкова леко като въздух? Самият въздух“, обяснява Станислав Сергеев, водещ автор на разработката в EPFL Acoustics Group.
„Първо йонизираме тънък слой въздух между електродите, който наричаме плазмено-акустичен метален слой. Същите тези въздушни частици, сега електрически заредени, могат незабавно да реагират на команди от външно електрическо поле и ефективно да взаимодействат със звуковите вибрации във въздуха около устройството, като ги заглушават”, пояснява ученият.
Просто казано, микрофонът на “въздушния” шумозаглушител улавя звук, след което в системата от паралелни проводници – в металния слой – се създава електромагнитно поле с такава сила и посока, че ускорява йоните към източника на звук. На свой ред йонизираните атоми на въздуха избутват атомите на обикновения въздух по посока на тяхното движение и по този начин генерират звукови вълни в противофаза на шума.
За потискане на шума с въздух не са необходими „дифузори“ и структури, сравними с дължината на вълната на шума. За това е достатъчен въздушен слой с дебелина до хилядни от дължината на вълната. Например, за потискане на звук с честота 20 Hz и дължина на звуковата вълна 17 m е достатъчен йонизиран въздушен слой с дебелина само 17 mm, докато при абсорбираща стена е необходима конструкция с над 4 m дебелина.
„Най-фантастичният аспект на тази концепция е, че за разлика от конвенционалните звукопоглъщатели, базирани на порести насипни материали или резонансни структури, нашата технология е някак безплътна. Въведохме напълно нов механизъм за поглъщане на звука, който може да бъде направен възможно най-тънък и лек, отваряйки нови граници в борбата срещу шума, където пространството и теглото имат значение, особено при ниски честоти“, разказва друг автор на разработката.
Учените възнамеряват възможно най-бързо да пуснат търговски абсорбери на шум в открити зони. За целта EPFL си партнира с швейцарската компания Sonexos SA, която е специализирана в аудио технологиите. Заедно те възнамеряват да предложат нови и ефективни решения за намаляване на шума за широк спектър от приложения, вкл. в автомобилния, потребителския, търговския и промишления сектор.