Naujoviški langai: laidūs orui, bet ne triukšmui (0)

2013-07-11

Mokslininkai pasinaudoję tam tikrais egzotiniais akustiniais metodais, sukūrė langus, kurie yra laidūs orui, bet nelaidūs garsui.

Triukšmo tarša – vienas iš šiuolaikinio gyvenimo neatskiriamų palydovų. Įvairiausios buitinės ir stambiosios technikos, automobilių, kaimynų triukšmas ir kiti garsai gali gerokai pagadinti mūsų ir kitų šios planetos gyventojų gyvenimo kokybę. O izoliuotis nuo garso yra sudėtinga ir brangu. Iš esmės garso izoliacija reiškia, kad oru sklindančios garso bangos turi būti perkeltos į kitą terpę, kuri jas absorbuotų ir nuslopintų.

Taigi, iš pirmo žvilgsnio, atrodytų, neįmanoma sukurti tokio barjero, kuris būtų laidus orui, bet ne garsui. Tačiau būtent tai sugebėjo padaryti Pietų Korėjos mokslininkai - Sang-Hoonas Kimas iš Mokpo nacionalinio jūrininkystės universiteto ir Seong-Hyunas Lee iš Korėjos mechanizmų ir medžiagotyros instituto.

Šie du vyrai sugalvojo būdą kaip atskirti garso bangas nuo oro, kuriuo jos keliauja, o paskui tas bangas nuslopinti. Tokiu būdu buvo sukurtas langas, kuris yra laidus orui, bet ne garsui.

Mokslininkų pasiūlytas langų dizainas yra santykinai nesudėtingas ir grindžiamas dviem egzotiškais akustiniais reiškiniais. Pirmoji mokslininkams tekusi užduotis - sukurti medžiagą su neigiamu tūrio tamprumo moduliu.

Medžiagos tūrio tamprumo modulis iš esmės gali būti apibrėžtas kaip atsparumas slėgimui. Tai yra svarbi savybė, lemianti greitį, kuriuo garsas keliauja terpe. Medžiaga, kurios tūrio tamprumo modulis yra neigiamas, eksponentiškai slopina bet kokį per ją sklindantį garsą.

Tačiau sunku įsivaizduoti kietąją medžiagą, kurios tūrio tamprumo modulis būtų neigiamas. Būtent čia mokslininkai ir pademonstravo savo išmonę.

S. Kimas ir S. Lee sugalvojo sukurti garso rezonanso kamerą, kurioje rezonuojančios jėgos priešinasi bet kokiam slėgimui. O gerai apgalvojus tokios kameros dizainą galima pagaminti neigiamo tūrio tamprumo modulio medžiagą, veikiančią tam tikrame garso dažnių spektre.

Rezonanso kamera yra labai paprasta – ją sudaro dvi lygiagrečios kvadratinės permatomo akrilinio plastiko plokštės, kurių kraštinė yra 150 mm, o atstumas tarp plokščių – 40 mm.

Tokia kamera užtikrina, kad bet koks jos viduje rezonuojantis garsas veikia priešingai tos pačios garso bangos sukeliamam slėgiui. Esant tokiai situacijai visos kameros tūrio tamprumo modulis yra neigiamas.

Šiuo atveju labai svarbus veiksnys – kaip efektyviai garsas patenka į kamerą. O efektyvumui padidinti S. Kimas ir S. Lee panaudojo dar vieną gudrybę: jie išgręžė 50 mm skersmens skylę kiekvienoje akrilo plokštėje. Ši skylė veikia kaip difrakcijos elementas, skatinantis visas garso bangas, pasiekiančias kamerą, stipriai į ją difraguotis.

Taigi, mokslininkų darbo rezultatas yra dvigubas langas su neigiamu tūrio tamprumo moduliu, kuris efektyviai slopina jį pasiekiančias garso bangas.

S. Kimas ir S. Lee savo dvisluoksnius langus naudoja kaip komponentus didesniems langams gaminti. Panaudoję 3 x 4 x 3 savo garsą slopinančių kamerų konfigūraciją jie teigia sugebėję pasiekti 20-35 decibelų dydžio garso prislopinimą 700 – 2 200 Hz dažnių spektre. Tai yra reikšmingas triukšmo sumažinimas.

Panaudojus didesnio ploto plokštes su mažesnėmis skylutėmis slopinamų bangų spektrą galima išplėsti į mažesnių dažnių pusę.

Viena iš labai naudingų naujos technologijos langų savybių – kad pragręžtosios skylutės yra laidžios orui, taigi, pagerina patalpų ventiliaciją.

Naujovės pritaikymo sričių yra begalė. Galimybė keisti skylučių dydį reiškia, kad langai yra „derinami“ taip, kad blokuotų tam tikrus garso dažnius.

„Pavyzdžiui, jei esame mišrių garsų zonoje, kur girdimos mažo dažnio jūros bangos ir didelio dažnio triukšmas, skleidžiamas įvairių mechanizmų, galima padaryti taip, kad girdėtume tik jūros bangas, o į patalpą patektų grynas oras“, - sakė S. Kimas ir S. Lee.

Mokslininkai įsitikinę, kad jų idėja turėtų veikti ir vandenyje, norint apsaugoti jūrų gyvius nuo triukšmo.

Aut. teisės: delfi.lt

(8)
(0)
(0)

Komentarai (0)