НЕзвучащие бокалы
![НЕзвучащие бокалы](/photo/big/lytc56p2m8sm.jpg)
Продолжая эксперименты с шумоизоляцией автомобиля, предлагаем вниманию читателей не совсем обычный тест. Кому-то покажется, что он не имеет отношения к автомобилю. Еще как имеет! Потому что речь пойдет о шумовиброизоляционной мастике для кузова. Источников звука в автомобиле много. Это двигатель, разнообразные шестерни и подшипники, шины... Добавим к ним аэродинамические шумы при движении и вибрации от неровностей дороги – все это перечислялось не раз.
Как было бы хорошо подавить нежелательные шумы «в зародыше», точнее в самом источнике звука! Возможно это? Да, этим занимаются конструкторы и технологи, создающие двигатель, трансмиссию, шины и прочие агрегаты, узлы и детали.
А вот дилер, автосервис, владелец автомобиля повлиять на сам источник звука не могут. Им не подвластны ни изменение конструкции двигателя, ни оптимизация рисунка протектора... Но зато в их силах изменить характеристики другого объекта – звучащего. Если хотите, пассивно звучащего. Под таковым будем понимать тело, принимающее звук от источника и передающее его далее человеческому уху.
Таким телом можно считать кузовные панели. Достаточно обработать их специальной шумовиброизоляционной мастикой, и звучание этих деталей, точнее их способность к транслированию звука от внешнего источника изменится – это несомненно. Но будет ли такое изменение достаточно эффективным и комфортным для человека?
![Участники эксперимента](/photo/big/gjl9rmqgspsu.jpg)
Чтобы проверить и оценить воздействие мастики на пассивно звучащий объект, наш консультант канд. физ.-мат. наук Владимир Милов предложил любопытный эксперимент.
Начнем с инструментария. Он таков: стеклянные бокалы, деревянная палочка, микрофон и компьютер со специальной программой. В качестве материала, поглощающего звук, выбираем шведскую шумовиброизоляционную мастику на водной основе Noxudol 3100.
А методика такова: берем стеклянный бокал, ударяем по нему, записываем время и амплитудно-частотную картину его звучания, которую разворачиваем на экране.
Потом берем такой же бокал, но обмазанный мастикой. Ударяем по нему, записываем, разворачиваем на экране соответствующую картину. Потом сравниваем ее с записью «пения» чистого, необработанного бокала.
Повторяем вышеописанные манипуляции для бокала другой формы. Записываем, сравниваем. Вот, собственно и все.
![](/photo/big/ou8m1zaavw2g.jpg)
![Наносим шумовиброизоляционную мастику на широкие и узкие бокалы](/photo/big/bfhknzt7no6l.jpg)
![Сушим защитный слой](/photo/big/l3ddyawjug1a.jpg)
Чем хорош такой эксперимент? Во-первых, он нагляден, и не требует специального (сложного и дорогого!) оборудования.
Во-вторых, он гарантирует повторяемость опыта. При повторных экспериментах результаты будут совпадать в пределах погрешности записывающей аппаратуры. Секрет прост: затухание звука не зависит от силы воздействия, т.е. силы удара палочкой по бокалу. Любителям более строгих пояснений предлагаем заглянуть в справочники, где сказано, что скорость уменьшения амплитуды колебаний от силы воздействия не зависит.
Почему мы выбрали для эксперимента бокал? Потому что он изначально создан для долгого звучания – все мы время от времени чокаемся с соседями по столу и наслаждаться перезвоном. И если мастика быстро и эффективно справится с их переливами, значит, она действительно хорошо выполняет свое предназначение.
Долго описывать эксперимент нет смысла: подобрали пары бокалов с одинаковыми тонами звучания. Один станет эталонным, другой будет обработан мастикой. Намазали бокалы, высушили пленку в сушильной камере, ударили чистые бокалы, записали; ударили намазанные бокалы, записали. А теперь перейдем к результатам.
На графиках на стр. 18 видно, что сразу после удара звуковые колебания имеют высокую амплитуду, потом она спадает. Вот это падение и характеризует коэффициент затухания звучащего (точнее, возбужденного) бокала.
Сразу условимся: глядя на представленные здесь графики, не следует сравнивать между собой геометрические размеры изображенных на экранах кривых – они высвечены в разных масштабах! Оценивая длительности и амплитуды, обращайте внимание на цифры на осях абсцисс и ординат!
На графике 1 представлен звук эталонного, т.е. необработанного бокала. По кривой видно, что его звучание продолжалось довольно долго – порядка 0,7 сек. (диапазон на графике приблизительно от 170 до 870 миллисекунд).
![1. Звучание необработанного бокала продолжалось 0,7 сек. — достаточно посмотреть на
поведение кривой в диапазоне от 170 до 870 миллисекунд](/photo/big/yp264jp3vz23.jpg)
Развертка показала, что в конце звучания мы имеем чистый, гармоничный (субъективно – очень приятный для уха) звук, а в начале кривая изобилует многими частотами, в том числе и некомфортными высокими. Но они со временем затухают, отдавая первенство гармоническим частотам.
Теперь испытываем такой же бокал, но уже намазанный мастикой. Результаты представлены на графике 2. Тут мы видим, в общем-то, аналогичную картину. В начале сигнал ангармоничный, там присутствуют наложения самых разных частот, а к концу тот же сигнал становится гармоничным. Но самое главное, затухание произошло в 7 раз быстрее – всего за 0,1 сек (приблизительный диапазон от 200 до 300 миллисекунд).
![2. На обработанном бокале затухание произошло в 7 раз быстрее — всего за 0,1 сек
(диапазон от 200 до 300 миллисекунд)](/photo/big/drzgs6ewbg8x.jpg)
Здесь же мы приводим развертку затухания звучания намазанного бокала (график 3). Из нее видно, что колебания стали гармоническими на 270 миллисекунде. У необработанного бокала, который и звучал в 7 раз дольше, этот момент наступил несравненно позже.
Если посмотреть на приведенные здесь фотографии нанесения мастики, видно, что мы работали с двумя видами бокалов – с широкой и узкой чашей. Так вот, графики, которые мы только что обсуждали, относятся к широким бокалам. Скажем несколько слов и об узких. Эксперименты показали, что они охотнее «сотрудничают» с мастикой – здесь намазанный бокал переставал звучать в 8 раз быстрее.
![3. Обработанный бокал демонстрирует гармонические колебания](/photo/big/ycf6akymox1r.jpg)
А теперь к выводам. Ясно, что предмет, возбужденный от внешнего источника, при обработке мастикой становится менее шумным. Внешний сигнал ощутимо ослабляется, но самое главное – из него уходят высокочастотные составляющие, делающие звук ангармоничным, неприятным, дискомфортным.
С высокой степенью вероятности можно утверждать, что это произошло благодаря особому составу мастики – в ней присутствуют мельчайшие частицы полимерного наполнителя, делающие сам материал неоднородным, негомогенным. А из теории известно, что наилучшим образом звуки подавляются именно негомогенными материалами, поскольку упругие деформации неоднородной массы наиболее эффективно превращают колебания в тепловую энергию.
Словом, шведская мастика зарекомендовала себя самым лучшим образом. Будучи нанесенной, как уже говорилось, на «наиболее звучащие» предметы нашего обихода – бокалы для вина, она сумела укротить их «певческие порывы» весьма решительно – а именно, в 7 и 8 раз. Надо полагать, что обработка «менее звучных» предметов и материалов, в частности, металлических кузовных панелей будет еще более эффективной.