Несколько слов о строительстве звукопровода Сила Звука. Как правильно его построить, чтобы в трубу вылетал только звук, а не мы!
Принято считать изготовление качественных АО-ТЛ трудной, кропотливой задачей, более сложной, нежели изготовление большинства классических АО – ЗЯ, ОЯ, ФИ, IB и многих других. Проблема в том, что мы как бы «внутри» уже обычного готового «ящика» классического АО должны еще и разместить свернутый в несколько раз герметичный канал! При этом, во-первых, нужно опять же выполнить все требования по жесткости. Во-вторых, после сборки остается задача подбора оптимального демпфирования для гашения нежелательных резонансов, которые у АО-ТЛ существуют по определению. Т.е. требуется укладка внутри/вдоль канала демпфирующего материала, количество которого лучше подбирать «живьем» - в идеале требуется оперативно разбираемая конструкция. Стенки канала также должны быть выложены демпфирующим материалом. В итого сложность по сравнению с простым «ящиком» возрастает в разы.
Если подходить к изготовлению ТЛ точно также, как к изготовлению любого «стандартного ящика», задача действительно довольно сложная – как минимум, требуется идеальная подгонка «задней стенки» к целому набору внутренних ребер. Но! Если учесть принципиальное отличие АО-ТЛ от любого другого, а именно то, что звуковая волна-читай волна давления, распространяется вдоль относительно узкого канала, то можно получить существенное упрощение решения такой задачи. В самом деле, по сравнению с классическими АО в АО-ТЛ нужно обеспечить только поперечную жесткость, «в рамках» канала ТЛ (или, другими словами, жесткость в сечении канала), а не всего корпуса сразу! Что может быть достигнуто значительное проще. Поехали! (с)
1. Определение конструктивного выигрыша АО-ТЛ
На рисунке ниже представлена упрощенная картина действия сил на стенки корпусов АО – условного «классического» и ТЛ:
….ТЛ дает возможность оперировать только с кольцевым напряжением – т.к. всегда можно выбрать именно круглое сечение канала. Кольцевое же напряжение в разы, если не на порядки может быть больше силы/напряжения любой линейной деформации (силы «на изгиб») при той же конструктивной толщине материала стенки АО.
В качестве примера, возьмите пустой прямоугольный «пакет» из под чего-нибудь «питьевого». Попытайтесь надуть или «вдуть» его – вы легко убедитесь, что даже небольшое
….ТЛ дает возможность оперировать только с кольцевым напряжением – т.к. всегда можно выбрать именно круглое сечение канала. Кольцевое же напряжение в разы, если не на порядки может быть больше силы/напряжения любой линейной деформации (силы «на изгиб») при той же конструктивной толщине материала стенки АО.
В качестве примера, возьмите пустой прямоугольный «пакет» из под чего-нибудь «питьевого». Попытайтесь надуть или «вдуть» его – вы легко убедитесь, что даже небольшое
внутреннее пониженное/повышенное давление практически сразу вызывает его деформацию:
Продолжите «дуть» сильнее – стенки пакета скруглятся и …вот дальше вы хоть об…дуйтесь – форма пакета останется неизменной … пока он попросту не лопнет, но уж точно не от ваших усилий (скорее всего вы станете Пятачком)))
Вот обычное АО – это и есть этот самый прямоугольный «пакет». А АО-ТЛ это …уже практически «скругленный пакет», противостоящий только и исключительно усилию на разрыв.
Вот еще одна наглядная, возможно и знакомая многим, демонстрация разницы в порядках этих сил:
Цитата : « Сила CF тяги человека разлагается на две С CQ и СР, направленные вдоль веревки. Сила CQ тянет пень и, если он достаточно крепок, парализуется его сопротивлением. Сила же СР увлекает автомобиль, и так как она значительно больше, чем CF, то может извлечь машину из выбоины. Выигрыш силы тем больше, чем больше угол АСВ, т. е. чем сильнее натянута веревка.»
Другими словами, сила, необходимая для деформации по линии АВ, намноооого больше силы для деформации по линии СF…
Именно поэтому в классических прямоугольных корпусах для увеличения жесткости часто устанавливают распорки.
Поскольку, как мы уже убедились, кольцевое напряжение можно компенсировать значительно мЕньшими усилиями, то, соответственно, и толщина стенок такого корпуса (АО-ТЛ) может быть намного тоньше. Вплоть до тонкого листового материала, по сути- фольги. Остаётся только озаботиться компенсацией вибраций/колебаний такой «трубы» - ведь любая НЕидеальность кольцевого сечения приведет к его искривлению при воздействии давления и вытекающему из этого появлению локальных радиальных сил, вызывающих вибрацию и пр. С другой стороны, круглое сечение звуко-волновода конечно далеко не идеальное с т.з. эффективного использования внутреннего пространства АО – прямоугольное здесь выигрывает. Полагаю, существует компромисс – не круглое, а овальное сечение, жесткость и прочность которого позволит одновременно еще достаточно минимизировать возникающие вибрации (при малых коэффициентах сжатия круга в овал) и существенно уменьшить в целом размеры АО-ТЛ.
2. Определение оптимального конструктивного принципа АО-ТЛ.
В самих сути, принципе АО-ТЛ заложена анизотропность конструкции канала. Энергия распространяется только в газовой среде внутри и вдоль канала. «По стенкам» канала распространения быть не должно! Иначе колебание в жесткой среде стенок «по/до-бежит» по стенкам канала быстрее самой звуковой волны и, скорее всего, добавит нам еще и кучу призвуков от «дребезжащих» стенок. Поэтому принцип такой: максимальная жесткость в поперечном сечении, и, наоборот, минимально возможная в продольном.
Да-да! Все вот ЭТО, все эти жесткие трубы - сплошное безобразие с т.з. зрения правильной ТЛ )) :
При всем моем искреннем уважением к создателям!! В свое оправдание (на фото есть и мои «произведения») скажу, что свои «поделушки» из ПНД-труб я делал только для измерений, исключительно на малом сигнале.
Даже мэтры из B&W пренебрегают правильными методами:
Говоря о Nautilus следует иметь ввиду, что это чисто лабиринтное АО-ТЛ. Для которого основной задачей является равномерное поглощение обратной волны в канале ТЛ, т.е. трубе с потерями. В таком случае, задачей поперечного сечения может и дОлжно становиться не только «удержание» волны звукового давления внутри канала, но и ее частичное поглощение. Т.е. стенки лабиринта (точнее, самого его канала) не имеет смысла делатьчерез чур жесткими.
Собственно, если иметь ввиду, что для подавления резонансов нам все равно затем придется понижать добротность с помощью заполнения канала демпфирующим материалом, то делать стенки жесткими не имеет смысл всегда. Тут имеет место быть компромисс, что проще сделать в каждом конкретном случае ? : жесткий канал с последующим заполнением/демпфированием или относительно «мягкий» канал …со все равно последующим заполнением/демпфированием (в процессе неминуемой настройки).
Итак, напрашивающаяся конструкция канала классической ТЛ: набор армирующих жестких колец (или цилиндров небольшой высоты, или спираль-см. фото ниже) со связующими вибро-поглощающими герметичной мембраной или составом между ними. Разумеется, сами «кольца», даже если они будут геометрически идеальными, будут вибрировать при прохождении волны звукового давления, поэтому весь этот «бутерброд» должен быть также помещен в демпфирующую/вибро-поглощающую среду. Для снижения общих размеров ТЛ-АО кольца ТЛ канала могут быть слегка сплющены – т.е. форма сечения уже будет в форме овала. Тут, повторяю, должен находиться компромисс между общей жесткостью конструкции ( у кольца она максимальна по сравнению с любой другой) и приемлемыми размерами. Для лабиринта же «кольца бутерброда» уже НЕ должны быть предельно жесткими.
Вариантов очень много (ниже примеры-фрагменты поперечного разреза стенки канала):
Вот Коллега совершенно правильно заходит!:
Еще примеры «идеальных» ТЛ: ))
На «инсталляции» справа очень хорошо видно, как чувак изображает «волну давления»:
.. и да! Она тоже идеальна -остается только задемпфировать))
На практике из самых доступных и одновременно эффективных материалов для канала ТЛ является вот такая вот штука:
…гибкий алюминиевый воздуховод сопоставимого с Sэфф динамика сечением (см. части №2-4).
В нем все, что нам нужно:
-достаточная поперечная жесткость;
-материал «не звенит», наоборот, хорошо гасит внутренние колебания, как поперечные, так и продольные;
-хорошо сочетается со многими демпфирующими/вибро-гасящими/связующими материалами;
-конструктивная гибкость- можно свернуть во что угодно;
-легкость в отличие от «стандартных» деревянных каналов;
-относительная дешевизна.
В качестве «связующего» компонента подойдет монтажная пена (пример ниже).
А вот для лабиринта , думаю (надо пробовать), лучше подойдет уже такая- т.е. из армированной проволокой металлизированной пленки:
…или просто канал, склеенный из гофро-картона!
Как-то в самом начале экспериментов я пробовал «прокачать» вот такие ТЛ:
...Это вообще что-то…
результат:
1-й скрин: Z-характеристика квадратной трубы сечением 13х13см и длиной 145см с динамиком динамиком Pioneer TS-1301I;
2-й скрин: то же, но труба изнутри выложена фольгой- видно, что добротность выросла;
3-й скрин: то же + труба обложена «демпфирующим материалом»-одеялом – добротность опять упала.
…. в качестве внешнего «связующего» компонента также подойдет монтажная пена.
Вот еще перспективный вариант из около-картонной серии:
Если его обклеить фольгой изнутри то, получится нисколько не хуже, например, такого:
...сравните цену, вес, необходимость специализированного оборудования....
…из таких блоков, состыковав их друг к другу, можно выстроить любое по сложности АО-ТЛ.
Промышленное папье-маше это вообще песня:
…вариант с 3Д-принтером из такого см. ниже..
3. Возможность создания разборного корпуса АО-ТЛ
Как мы помним, для эффективной оперативной настройки резонансного по определению АО, нужно иметь возможностью неоднократно легко и безболезненно вскрывать канал ТЛ. Если наша ТЛ представляет собой прямую (круглую) трубу, то фактически остается озаботиться продольным напряжением, возникающим только в начале и конце ТЛ – в порту динамика и выходном порту, если в последнем конечно имеется неоднородность в виде сужения. А также в «тупичках» колен с СЕ (Closed End) в части конструкций ТКВТ, TQWT, TQWP и пр.. Давление, оказываемое на концы ТЛ, «растаскивает на разрыв» конечно ее всю, но, думаю не настолько существенно, чтобы «преодолеть» хотя бы массу одной трети, одной четверти АО:
Т.е. сила, действующая на разрыв канала вдоль ТЛ в большинстве ее участков по определению не велика, что дает возможность в случае разборного канала не прибегать к каким-то специальным ухищрениям для создания «жесткого» соединения – полагаю. Достаточно будет обеспечить только герметичность «стыка»!
Ниже вариант секционной конструкции:
Ниже вариант секционной конструкции:
Разумеется, такая «секционность» может быть реализована и в рамках «стандартного» исполнения (прямоугольные каналы с толстыми стенками и т.д)
4. Пример. Изготовление классического АО-ТЛ.
…в начале был приобретен гибкий алюминиевый воздуховод АЛЮВЕНТ М D130ММ
- первые «наброски»:
-первые эскизы переходной «камеры» для динамика:
-прикидочная сборка:
…обратите внимание: у камеры появились ребра жесткости!. Сама камера стыковалась на эпоксидке. Канал сплющен, но совсем немного.
-начало «упаковки»-запенивания:
-решил запенивать в 2 приема: сначала преимущественно непосредственно сам «звуко-воздухо-вод», стараясь заполнить все щели. С двух сторон – противоположной стенки тоже пока нет. Сетка здесь как раз для того чтобы пена далеко от канала не уходила, а вертикальные рейки, чтобы удерживать весь «картридж» в границах прямоугольного корпуса. Затем уже заполняются все остальные пространства между воздуховодом и стенками корпуса.
Внимание! Надо стараться не переборщить с пеной! (достигается опытом )) и ((…)
У меня в паре мест канала пена немного вдавила канал внутрь. И еще паре мест - дооооолго «высыхала» (видимо без доступа воздуха).
Пожалуй, это самое сложное.
-вот тут хорошо просматривается стыковочный узел с пропиткой эпоксидкой:
…у меня было несколько накладных переходных фланцев под разные динамики для экспериментов.
-финальная усушка-утряска после финишного же запенивания:
Длина результирующего канала ТЛ – 2м (вычислял в Автокаде). Справа конструкция заднего порта (именно с помощью него я легко переводил свою ТЛ из ОЕ в СЕ и обратно))) Материал – 8мм текстолит. Вес: брутто вместе с дином Visaton B200 = 11,2 кг, нетто, соответственно, – 9 кг.
Для справки: полный вес Nautilus составляет 110 кг при длине канала примерно 5м – почувствуйте, что называется, разницу. Килограмм по 20 на каждый погонный метр ТЛ! ))
Вопрос с заполнением демпфирующим материалом предполагалось решать с помощью шнура-лески насквозь проходящему по каналу (от отверстия сбоку во фланце для динамика до выходного порта), на который он (демпфер) был бы нанизан и закреплен. Т.е., нанизываешь равномерно какое-то количество-затягиваешь-пробуешь/измеряешь-вытягиваешь …и по новой...
Как уже говорил ранее, толщина стенок корпуса определяется больше стабильностью геометрии корпуса- если взять толщину фанеры меньше 8мм, корпус может просто «повести».
А так, можно и из картона при условии создания достаточной жесткости на время процесса запенивания при сборке. Ну и разумеется, сохранность корпуса из картона оставляет желать лучшего((
Это был мой первый экспериментальный корпус. Сейчас бы конечно я бы сделал разборную конструкцию (типа той, что на рисунке выше)…может и сделаю.
5. Вариант сужающегося канала
Специально для проверки возможности выполнения канала из гибкого алюминиевого воздуховода с сужением был приобретен еще один такой:
-режем вдоль, загибаем и отрезаем лишнее:
Вполне себе симпатичная Годзилла получилась)):
«гребень», которой затем вальцУется или сшивается чем-либо..
…т.е. вариант с сужением канала тоже достаточно легко достижим.
Другое дело, много ли толку будет от этого.
Поэтому, в ближайшее время планирую собрать: … (см. следующий пункт)
6. Вариант для экспериментов
В части 5-й – «Лабораторной» я уже пробовал сымитировать сужающийся канал ТЛ в 2-мерном симуляторе. Получилось не важно – при уменьшении угла сужения симулятор работает некорректно-уходит «в разнос» ((. Поэтому вообще-то неплохо было бы экспериментально выявить соответствующие закономерности при сужении канала. Пока навскидку, думаю сужение эквивалентно некоторому укорочению канала. Возможно, с т.з. суммарного занимаемого объема выигрыша то и не будет (V более узкого и вытянутого канала = V более короткого «обрубленного»).
Для проверки сего, думаю стоит собрать нечто типа этого:
Т.е. общий подход: две плоскости с запасом по размерам, в одной из них динамик, между плоскостями «стенки», весь «бутерброд» прокладывается полосками противо-шумки и сдавливается грузом сверху.
Стенки, стыки стенок проклеиваются для жесткости и герметичности алюминиевой лентой-скотчем (плюс противошумка на вертикальных стыках):
7. Вариант картриджа
…в итоге мы получаем возможность создать легкий, прочный, в т.ч. разборный корпус. Этот корпус может быть и в виде некоего модуля/«картриджа», вставляемого уже во «внешний» декоративный кастомный корпус . Или он может «обкладываться» декоративными панелями, пленками и т.д. на любой вкус и цвет. Или же просто «оштукатуриваться»/окрашиваться снаружи.
Кстати, показанный выше корпус от B&W мог бы стать отличным решением… если его значительно облегчить (и удешевИть))), а внутрь вложить «картридж» правильной ТЛ, описанный выше.
8. НI Tech и инсталляционные проекты
Полагаю, если бы у нас был 3Д-принтер с минимум 3-мя головами, мы могли «печь» АО-ТЛ как пирожки))
Например:
1-голова для формирования как жесткого «каркаса» (анизотропного !!) ТЛ-канала, так и внешней стенки;
2-голова – вязкий связующий демпфер/герметик-наполнитель (аналог монтажной пены в примере выше;
3-голова – для «установочной» (читай-минимальной) порции демпфирующего материала внутри канала ТЛ, точнее на его стенках.
9. Выводы
По сути для ТЛ хорошо подходит композитная технология. Которую можно применять в любом виде АО-ТЛ. Например, и свернутых рупорах – принципы распространения звуковой волны-давления там те же. Разумеется, проще будут выполняться «простые» ТЛ–ОЕ/TQWT… : динамик-линия-открытый/закрытый порт. ТЛ а-ля Войт в такой «технологии» сделать конечно будет сложнее.
Там сечение и форма канала меняются значительно. Кстати, сферическое АО также обуславливает одновременное и равномерное давление на всю площадь сферы. Следовательно, в идеале в нем тоже главным будет усилие на разрыв «оболочки». И, таким образом, к нему также подойдет изложенный принцип (в качестве «несущей основы» я бы попробовал металлическую сетку или даже пластины жести с нанесенными на них «ребрами жесткости», примерно такими же, что были сделаны в переходной камере для динамика-см. выше-только, естественно, в виде «сетки»).
Общая схема такого способа –т.е. когда идут от канала к корпусу, примерно такая:
- выстраивается канал (форма) заданной жесткости;
- канал (форма) обрабатывается связующим-вибропоглощающим материалом (герметик, монтажная пена и т.д.);
-подстыковываются порты (динамика и «выходного»)
-«корпус’ирование» (установка «картриджа» в корпус, или декоративная обработка того, что получилось вида улитки Наутилуса- поверх ее шпаклевка/грунтовка/окраска… если конечно жесткость конструкции позволит…)
В качестве «перспективных» материалов я бы рассматривал также еще и различные противошумные, противовибрационные листовые материалы, включая, например, самоклеющиеся ленты со свинцовой фольгой; картонные раскладки с последующим склеиванием и запениванием; старое забытое папье-маше с последующим армированием и т.д.
Вот, например …дама делает короткую АО-СЕ )) :
Пара слов насчет массы … «3-й закон Ньютона» никто не отменял. Даже если у нас есть возможность сделать беспрецедентно легкий корпус, он банально будет скакать. Т.е. возможно надо будет применять какие то меры по «стабилизации» корпуса или просто и намеренно его утяжелять.. )) и ((.
Возможно многим предложенный подход к созданию АО-ТЛ покажется более сложным, даже избыточным в сравнении с классическим «ящеко-образным».
Решать вам.
Успехов!
исходник тут
Принято считать изготовление качественных АО-ТЛ трудной, кропотливой задачей, более сложной, нежели изготовление большинства классических АО – ЗЯ, ОЯ, ФИ, IB и многих других. Проблема в том, что мы как бы «внутри» уже обычного готового «ящика» классического АО должны еще и разместить свернутый в несколько раз герметичный канал! При этом, во-первых, нужно опять же выполнить все требования по жесткости. Во-вторых, после сборки остается задача подбора оптимального демпфирования для гашения нежелательных резонансов, которые у АО-ТЛ существуют по определению. Т.е. требуется укладка внутри/вдоль канала демпфирующего материала, количество которого лучше подбирать «живьем» - в идеале требуется оперативно разбираемая конструкция. Стенки канала также должны быть выложены демпфирующим материалом. В итого сложность по сравнению с простым «ящиком» возрастает в разы.
Если подходить к изготовлению ТЛ точно также, как к изготовлению любого «стандартного ящика», задача действительно довольно сложная – как минимум, требуется идеальная подгонка «задней стенки» к целому набору внутренних ребер. Но! Если учесть принципиальное отличие АО-ТЛ от любого другого, а именно то, что звуковая волна-читай волна давления, распространяется вдоль относительно узкого канала, то можно получить существенное упрощение решения такой задачи. В самом деле, по сравнению с классическими АО в АО-ТЛ нужно обеспечить только поперечную жесткость, «в рамках» канала ТЛ (или, другими словами, жесткость в сечении канала), а не всего корпуса сразу! Что может быть достигнуто значительное проще. Поехали! (с)
1. Определение конструктивного выигрыша АО-ТЛ
На рисунке ниже представлена упрощенная картина действия сил на стенки корпусов АО – условного «классического» и ТЛ:
….ТЛ дает возможность оперировать только с кольцевым напряжением – т.к. всегда можно выбрать именно круглое сечение канала. Кольцевое же напряжение в разы, если не на порядки может быть больше силы/напряжения любой линейной деформации (силы «на изгиб») при той же конструктивной толщине материала стенки АО.
В качестве примера, возьмите пустой прямоугольный «пакет» из под чего-нибудь «питьевого». Попытайтесь надуть или «вдуть» его – вы легко убедитесь, что даже небольшое
….ТЛ дает возможность оперировать только с кольцевым напряжением – т.к. всегда можно выбрать именно круглое сечение канала. Кольцевое же напряжение в разы, если не на порядки может быть больше силы/напряжения любой линейной деформации (силы «на изгиб») при той же конструктивной толщине материала стенки АО.
В качестве примера, возьмите пустой прямоугольный «пакет» из под чего-нибудь «питьевого». Попытайтесь надуть или «вдуть» его – вы легко убедитесь, что даже небольшое
внутреннее пониженное/повышенное давление практически сразу вызывает его деформацию:
Продолжите «дуть» сильнее – стенки пакета скруглятся и …вот дальше вы хоть об…дуйтесь – форма пакета останется неизменной … пока он попросту не лопнет, но уж точно не от ваших усилий (скорее всего вы станете Пятачком)))
Вот обычное АО – это и есть этот самый прямоугольный «пакет». А АО-ТЛ это …уже практически «скругленный пакет», противостоящий только и исключительно усилию на разрыв.
Вот еще одна наглядная, возможно и знакомая многим, демонстрация разницы в порядках этих сил:
Цитата : « Сила CF тяги человека разлагается на две С CQ и СР, направленные вдоль веревки. Сила CQ тянет пень и, если он достаточно крепок, парализуется его сопротивлением. Сила же СР увлекает автомобиль, и так как она значительно больше, чем CF, то может извлечь машину из выбоины. Выигрыш силы тем больше, чем больше угол АСВ, т. е. чем сильнее натянута веревка.»
Другими словами, сила, необходимая для деформации по линии АВ, намноооого больше силы для деформации по линии СF…
Именно поэтому в классических прямоугольных корпусах для увеличения жесткости часто устанавливают распорки.
Поскольку, как мы уже убедились, кольцевое напряжение можно компенсировать значительно мЕньшими усилиями, то, соответственно, и толщина стенок такого корпуса (АО-ТЛ) может быть намного тоньше. Вплоть до тонкого листового материала, по сути- фольги. Остаётся только озаботиться компенсацией вибраций/колебаний такой «трубы» - ведь любая НЕидеальность кольцевого сечения приведет к его искривлению при воздействии давления и вытекающему из этого появлению локальных радиальных сил, вызывающих вибрацию и пр. С другой стороны, круглое сечение звуко-волновода конечно далеко не идеальное с т.з. эффективного использования внутреннего пространства АО – прямоугольное здесь выигрывает. Полагаю, существует компромисс – не круглое, а овальное сечение, жесткость и прочность которого позволит одновременно еще достаточно минимизировать возникающие вибрации (при малых коэффициентах сжатия круга в овал) и существенно уменьшить в целом размеры АО-ТЛ.
2. Определение оптимального конструктивного принципа АО-ТЛ.
В самих сути, принципе АО-ТЛ заложена анизотропность конструкции канала. Энергия распространяется только в газовой среде внутри и вдоль канала. «По стенкам» канала распространения быть не должно! Иначе колебание в жесткой среде стенок «по/до-бежит» по стенкам канала быстрее самой звуковой волны и, скорее всего, добавит нам еще и кучу призвуков от «дребезжащих» стенок. Поэтому принцип такой: максимальная жесткость в поперечном сечении, и, наоборот, минимально возможная в продольном.
Да-да! Все вот ЭТО, все эти жесткие трубы - сплошное безобразие с т.з. зрения правильной ТЛ )) :
При всем моем искреннем уважением к создателям!! В свое оправдание (на фото есть и мои «произведения») скажу, что свои «поделушки» из ПНД-труб я делал только для измерений, исключительно на малом сигнале.
Даже мэтры из B&W пренебрегают правильными методами:
Говоря о Nautilus следует иметь ввиду, что это чисто лабиринтное АО-ТЛ. Для которого основной задачей является равномерное поглощение обратной волны в канале ТЛ, т.е. трубе с потерями. В таком случае, задачей поперечного сечения может и дОлжно становиться не только «удержание» волны звукового давления внутри канала, но и ее частичное поглощение. Т.е. стенки лабиринта (точнее, самого его канала) не имеет смысла делать
Собственно, если иметь ввиду, что для подавления резонансов нам все равно затем придется понижать добротность с помощью заполнения канала демпфирующим материалом, то делать стенки жесткими не имеет смысл всегда. Тут имеет место быть компромисс, что проще сделать в каждом конкретном случае ? : жесткий канал с последующим заполнением/демпфированием или относительно «мягкий» канал …со все равно последующим заполнением/демпфированием (в процессе неминуемой настройки).
Итак, напрашивающаяся конструкция канала классической ТЛ: набор армирующих жестких колец (или цилиндров небольшой высоты, или спираль-см. фото ниже) со связующими вибро-поглощающими герметичной мембраной или составом между ними. Разумеется, сами «кольца», даже если они будут геометрически идеальными, будут вибрировать при прохождении волны звукового давления, поэтому весь этот «бутерброд» должен быть также помещен в демпфирующую/вибро-поглощающую среду. Для снижения общих размеров ТЛ-АО кольца ТЛ канала могут быть слегка сплющены – т.е. форма сечения уже будет в форме овала. Тут, повторяю, должен находиться компромисс между общей жесткостью конструкции ( у кольца она максимальна по сравнению с любой другой) и приемлемыми размерами. Для лабиринта же «кольца бутерброда» уже НЕ должны быть предельно жесткими.
Вариантов очень много (ниже примеры-фрагменты поперечного разреза стенки канала):
Вот Коллега совершенно правильно заходит!:
Еще примеры «идеальных» ТЛ: ))
На «инсталляции» справа очень хорошо видно, как чувак изображает «волну давления»:
.. и да! Она тоже идеальна -остается только задемпфировать))
На практике из самых доступных и одновременно эффективных материалов для канала ТЛ является вот такая вот штука:
В нем все, что нам нужно:
-достаточная поперечная жесткость;
-материал «не звенит», наоборот, хорошо гасит внутренние колебания, как поперечные, так и продольные;
-хорошо сочетается со многими демпфирующими/вибро-гасящими/связующими материалами;
-конструктивная гибкость- можно свернуть во что угодно;
-легкость в отличие от «стандартных» деревянных каналов;
-относительная дешевизна.
В качестве «связующего» компонента подойдет монтажная пена (пример ниже).
А вот для лабиринта , думаю (надо пробовать), лучше подойдет уже такая- т.е. из армированной проволокой металлизированной пленки:
…или просто канал, склеенный из гофро-картона!
Как-то в самом начале экспериментов я пробовал «прокачать» вот такие ТЛ:
...Это вообще что-то…
результат:
1-й скрин: Z-характеристика квадратной трубы сечением 13х13см и длиной 145см с динамиком динамиком Pioneer TS-1301I;
2-й скрин: то же, но труба изнутри выложена фольгой- видно, что добротность выросла;
3-й скрин: то же + труба обложена «демпфирующим материалом»-одеялом – добротность опять упала.
…. в качестве внешнего «связующего» компонента также подойдет монтажная пена.
Вот еще перспективный вариант из около-картонной серии:
Если его обклеить фольгой изнутри то, получится нисколько не хуже, например, такого:
...сравните цену, вес, необходимость специализированного оборудования....
…из таких блоков, состыковав их друг к другу, можно выстроить любое по сложности АО-ТЛ.
Промышленное папье-маше это вообще песня:
3. Возможность создания разборного корпуса АО-ТЛ
Как мы помним, для эффективной оперативной настройки резонансного по определению АО, нужно иметь возможностью неоднократно легко и безболезненно вскрывать канал ТЛ. Если наша ТЛ представляет собой прямую (круглую) трубу, то фактически остается озаботиться продольным напряжением, возникающим только в начале и конце ТЛ – в порту динамика и выходном порту, если в последнем конечно имеется неоднородность в виде сужения. А также в «тупичках» колен с СЕ (Closed End) в части конструкций ТКВТ, TQWT, TQWP и пр.. Давление, оказываемое на концы ТЛ, «растаскивает на разрыв» конечно ее всю, но, думаю не настолько существенно, чтобы «преодолеть» хотя бы массу одной трети, одной четверти АО:
Т.е. сила, действующая на разрыв канала вдоль ТЛ в большинстве ее участков по определению не велика, что дает возможность в случае разборного канала не прибегать к каким-то специальным ухищрениям для создания «жесткого» соединения – полагаю. Достаточно будет обеспечить только герметичность «стыка»!
Ниже вариант секционной конструкции:
Ниже вариант секционной конструкции:
Разумеется, такая «секционность» может быть реализована и в рамках «стандартного» исполнения (прямоугольные каналы с толстыми стенками и т.д)
4. Пример. Изготовление классического АО-ТЛ.
…в начале был приобретен гибкий алюминиевый воздуховод АЛЮВЕНТ М D130ММ
- первые «наброски»:
-первые эскизы переходной «камеры» для динамика:
-прикидочная сборка:
…обратите внимание: у камеры появились ребра жесткости!. Сама камера стыковалась на эпоксидке. Канал сплющен, но совсем немного.
-начало «упаковки»-запенивания:
-решил запенивать в 2 приема: сначала преимущественно непосредственно сам «звуко-воздухо-вод», стараясь заполнить все щели. С двух сторон – противоположной стенки тоже пока нет. Сетка здесь как раз для того чтобы пена далеко от канала не уходила, а вертикальные рейки, чтобы удерживать весь «картридж» в границах прямоугольного корпуса. Затем уже заполняются все остальные пространства между воздуховодом и стенками корпуса.
Внимание! Надо стараться не переборщить с пеной! (достигается опытом )) и ((…)
У меня в паре мест канала пена немного вдавила канал внутрь. И еще паре мест - дооооолго «высыхала» (видимо без доступа воздуха).
Пожалуй, это самое сложное.
-вот тут хорошо просматривается стыковочный узел с пропиткой эпоксидкой:
…у меня было несколько накладных переходных фланцев под разные динамики для экспериментов.
-финальная усушка-утряска после финишного же запенивания:
Длина результирующего канала ТЛ – 2м (вычислял в Автокаде). Справа конструкция заднего порта (именно с помощью него я легко переводил свою ТЛ из ОЕ в СЕ и обратно))) Материал – 8мм текстолит. Вес: брутто вместе с дином Visaton B200 = 11,2 кг, нетто, соответственно, – 9 кг.
Для справки: полный вес Nautilus составляет 110 кг при длине канала примерно 5м – почувствуйте, что называется, разницу. Килограмм по 20 на каждый погонный метр ТЛ! ))
Вопрос с заполнением демпфирующим материалом предполагалось решать с помощью шнура-лески насквозь проходящему по каналу (от отверстия сбоку во фланце для динамика до выходного порта), на который он (демпфер) был бы нанизан и закреплен. Т.е., нанизываешь равномерно какое-то количество-затягиваешь-пробуешь/измеряешь-вытягиваешь …и по новой...
Как уже говорил ранее, толщина стенок корпуса определяется больше стабильностью геометрии корпуса- если взять толщину фанеры меньше 8мм, корпус может просто «повести».
А так, можно и из картона при условии создания достаточной жесткости на время процесса запенивания при сборке. Ну и разумеется, сохранность корпуса из картона оставляет желать лучшего((
Это был мой первый экспериментальный корпус. Сейчас бы конечно я бы сделал разборную конструкцию (типа той, что на рисунке выше)…может и сделаю.
5. Вариант сужающегося канала
Специально для проверки возможности выполнения канала из гибкого алюминиевого воздуховода с сужением был приобретен еще один такой:
-режем вдоль, загибаем и отрезаем лишнее:
Вполне себе симпатичная Годзилла получилась)):
«гребень», которой затем вальцУется или сшивается чем-либо..
…т.е. вариант с сужением канала тоже достаточно легко достижим.
Другое дело, много ли толку будет от этого.
Поэтому, в ближайшее время планирую собрать: … (см. следующий пункт)
6. Вариант для экспериментов
В части 5-й – «Лабораторной» я уже пробовал сымитировать сужающийся канал ТЛ в 2-мерном симуляторе. Получилось не важно – при уменьшении угла сужения симулятор работает некорректно-уходит «в разнос» ((. Поэтому вообще-то неплохо было бы экспериментально выявить соответствующие закономерности при сужении канала. Пока навскидку, думаю сужение эквивалентно некоторому укорочению канала. Возможно, с т.з. суммарного занимаемого объема выигрыша то и не будет (V более узкого и вытянутого канала = V более короткого «обрубленного»).
Для проверки сего, думаю стоит собрать нечто типа этого:
Т.е. общий подход: две плоскости с запасом по размерам, в одной из них динамик, между плоскостями «стенки», весь «бутерброд» прокладывается полосками противо-шумки и сдавливается грузом сверху.
Стенки, стыки стенок проклеиваются для жесткости и герметичности алюминиевой лентой-скотчем (плюс противошумка на вертикальных стыках):
7. Вариант картриджа
…в итоге мы получаем возможность создать легкий, прочный, в т.ч. разборный корпус. Этот корпус может быть и в виде некоего модуля/«картриджа», вставляемого уже во «внешний» декоративный кастомный корпус . Или он может «обкладываться» декоративными панелями, пленками и т.д. на любой вкус и цвет. Или же просто «оштукатуриваться»/окрашиваться снаружи.
Кстати, показанный выше корпус от B&W мог бы стать отличным решением… если его значительно облегчить (и удешевИть))), а внутрь вложить «картридж» правильной ТЛ, описанный выше.
8. НI Tech и инсталляционные проекты
Полагаю, если бы у нас был 3Д-принтер с минимум 3-мя головами, мы могли «печь» АО-ТЛ как пирожки))
Например:
1-голова для формирования как жесткого «каркаса» (анизотропного !!) ТЛ-канала, так и внешней стенки;
2-голова – вязкий связующий демпфер/герметик-наполнитель (аналог монтажной пены в примере выше;
3-голова – для «установочной» (читай-минимальной) порции демпфирующего материала внутри канала ТЛ, точнее на его стенках.
9. Выводы
По сути для ТЛ хорошо подходит композитная технология. Которую можно применять в любом виде АО-ТЛ. Например, и свернутых рупорах – принципы распространения звуковой волны-давления там те же. Разумеется, проще будут выполняться «простые» ТЛ–ОЕ/TQWT… : динамик-линия-открытый/закрытый порт. ТЛ а-ля Войт в такой «технологии» сделать конечно будет сложнее.
Там сечение и форма канала меняются значительно. Кстати, сферическое АО также обуславливает одновременное и равномерное давление на всю площадь сферы. Следовательно, в идеале в нем тоже главным будет усилие на разрыв «оболочки». И, таким образом, к нему также подойдет изложенный принцип (в качестве «несущей основы» я бы попробовал металлическую сетку или даже пластины жести с нанесенными на них «ребрами жесткости», примерно такими же, что были сделаны в переходной камере для динамика-см. выше-только, естественно, в виде «сетки»).
Общая схема такого способа –т.е. когда идут от канала к корпусу, примерно такая:
- выстраивается канал (форма) заданной жесткости;
- канал (форма) обрабатывается связующим-вибропоглощающим материалом (герметик, монтажная пена и т.д.);
-подстыковываются порты (динамика и «выходного»)
-«корпус’ирование» (установка «картриджа» в корпус, или декоративная обработка того, что получилось вида улитки Наутилуса- поверх ее шпаклевка/грунтовка/окраска… если конечно жесткость конструкции позволит…)
В качестве «перспективных» материалов я бы рассматривал также еще и различные противошумные, противовибрационные листовые материалы, включая, например, самоклеющиеся ленты со свинцовой фольгой; картонные раскладки с последующим склеиванием и запениванием; старое забытое папье-маше с последующим армированием и т.д.
Вот, например …дама делает короткую АО-СЕ )) :
Пара слов насчет массы … «3-й закон Ньютона» никто не отменял. Даже если у нас есть возможность сделать беспрецедентно легкий корпус, он банально будет скакать. Т.е. возможно надо будет применять какие то меры по «стабилизации» корпуса или просто и намеренно его утяжелять.. )) и ((.
Возможно многим предложенный подход к созданию АО-ТЛ покажется более сложным, даже избыточным в сравнении с классическим «ящеко-образным».
Решать вам.
Успехов!
исходник тут
