Акустика Торнадо
Уже прошло достаточно много времени с
момента, когда я сделал эту Акустику.
Проходит время, и я замечаю негативные явления,
связанные с моей работой в той, или иной, степени.
Решил поделиться с Вами моей конструкцией колонки.
Поиски в акустике были направлены только на практические
результаты.
И так, после долгих экспериментов, я создал одну
конструкцию, которой дал
название Торнадо. Привожу один эскиз с моих официальных
бумаг из
патентного бюро Германии. Тут наглядно показана
конструкция колонки.
Конструкция колонки в нижней части открытая, то есть,
имеет
непосредственный контакт с помещением.
На эскизе обозначено:
1 – вибрационная плата
(стеклотекстолит или Makrolon);
2 – эластичное крепление вибрационной платы - Silikon;
3 – корпус колонки (мой любимый материал – натуральное
дерево);
4 – головка громкоговорителя;
5 – волновой демпфер, или пропеллер;
6а; 6в – два спиральных отверстия, получаемых между
круглым отверстием и пропеллером.
Рассмотрим каждый элемент конструкции колонки в отдельности, и какие преимущества этой конструкции в сравнении с известным фазоинвертором (ФИ).
Вибрационная плата.
Этот элемент обладает механической подвижностью, т.к.
крепится с помощью силикона к корпусу колонки. Во время
работы головки, плата должна вибрировать и естественно
что-то должно происходить. А происходят как не странно,
какие то „чудеса“, плата практически не вибрирует и
каким то образом это позитивно влияет на качестве звука.
По акустическим замерам методом „Sinus – Burst“ у синуса
уже нет „срезанной головы“ - верхней части амплитуды, и
искажения К2+К3 резко падают в измерениях с лучшего
показателя для ФИ 5% до 1,3% в данном случае, с хорошей
геометрией синуса.
Оказывается, никто не рассматривал работу сил в
физическом понятии в такой простом механизме, как
динамик. А в нём работают активные и реактивные силы по
закону Ньютона (Actio=Reactio) и они производят разную
работу. Активные силы идут на производство движения
диффузора, а реактивные силы делают сложный путь своего
движения, приходя в массу динамика. Когда силы приходят
на какой-то механизм или массу, они „ищут“ где могут
реализовать свою энергию, точнее слабое место. Но, в
хорошо построенной конструкции, такое место трудно найти
и ничего не остаётся делать, как возвращаться назад.
Возвращаясь назад уже с потерями, реактивные силы
начинают мешать активным силам, т.е. вырабатывают
искажения, что и создаёт нам проблемы в звуке, а на
акустических замерах мы видим синус без головы.
Вибрирующая плата (в-плата) создаёт противофазное
движение для реактивных сил, вырабатываемых головкой.
Двигаясь в противофазе, в-плата активно устраняет
реактивные силы, чем сохраняет энергию динамика в целом.
Как оказалось, в акустике всё взаимосвязано: Qms-> Qes->
Qts-> Vas, даже в лабораториях это подтверждается. Но в
лаборатории экспериментировали с изменениями только
одной величины Qes, повлиять на Qms активно как-то не
сумели, а оказалось, что оказывая влияние на Qms можно
практически получить любой желаемый результат. Конечно,
надо влиять на Qms путём воздействия только на
реактивные силы и этим повышать КПД системы в целом. Так
я, экспериментируя с головкой, где Vas=204 литра, сумел
реализовать её в резонаторе V=40 литров при Qts=0,7, это
действительно необычный показатель V=Vas/5.
Резонатор.
Сделать резонатор, который может „петь“, прямо скажем
задача не излёгких. То что работа резонатора зависит от
его геометрических размеров нашёл Гельмгольц и это
послужило основой в теории. Конструкция с вибрирующей
платой, или платами, абсолютно не знакома для теории.
Как показала практика такой резонатор не требует точного
расчёта своих размеров, и обладает более высокой
производительностью, а это означает большей энергией.
Этот эффект реализуется на практике как постройка
колонок без предварительного расчёта, и с малым по
размерам резонатором. Резонатор у Торнадо как правило в
два раза меньше по размерам чем для ФИ с такой же
головкой, возможно этот показатель может быть и больше,
с разными головками у меня выходило по разному.
В таком резонаторе уже приходится следить за сохранением
энергии и ипользование ваты или др. материалла как
звукопоглотитель уже не допустимо – такой резонатор
просто перестаёт работать, и бас изчезает.
Проанализируйте этот момент сами, я к примеру не понимаю
любую конструкцию где гасится энергия внутри резонатора
... . Можно только догадываться какой звук даёт колонка
с ватой внутри.
При постройки резонатора с в-платой единственным
критерием остаётся настройка взаимодействия двух
объёмов: резонатора и двух спиральных каналов пропеллерa.
Это можно сделать только путём замера параметра TSP. Это
самый важный момент и только это требует навыков работы
с акустическими замерами. Всё может подаждать, замер АЧХ
и куча других акустических замеров, но этот замер,
который производится електрическим способом, главный при
постройки акустики и им надо владеть и желательно
понимать. Я подбираю сечение каналов в пропеллере под
определенный график TSP. Самым эффективным и дающим
малые искажения будет график В4, график с двумя
одинаковыми амплитудами импеданца.
Контрольное отверстие.
Так называют отверстие, или канал, с помощью которого
резонатор соединён с пространством. В конструкции ФИ -
это трубный канал, и он находится внутри резонатора,
располагаясь на передней или задней части корпуса
колонки. У Торнадо роль контрольного отверстия выполняют
два спиральных канала, располагаются они, как правило, в
нижней, или в завершающей части конструкции. То есть,
спиральные каналы не располагаются внутри резонатора, а
на его стороне противоположной от динамика, это
прямоточная конструкция по расположению элементов.
Спиральные каналы получаются при наличии специального
устройства - пропеллера в круглой части колонки, каждый
канал имеет спиральный разворот равный 180°при угле
наклона или угол шага равный 30°. В этих каналах
звуковая волна, скорость которой 343,3м/сек, получает
турбулентное движение, где и создаются силы, против её
спирально-поступательного движения. Это знакомый эффект
– торнадо, и это имя я дал моей конструкции. Как в
дальнейшем оказалось из практики, эффект турбулентности
достаточно продуктивен для воздушного сопротивления
резонатору. Сечение одного спирального канала примерно
такое же как у канала ФИ для данной головки, но в
Торнадо их два и это означает, что конструкция Торнадо
имеет в два раза больший по сечению канал сообщения.
Даже это говорит о том как работает турбулентность.
Такие спиральные отверстия работают непосредственно с
волной, разворачивая её по фазе, но как дополнительный
излучатель они уже не работают.
Пропеллер строится из принципа
наименьших потерь, его диаметр должен иметь размеры
такие же, как у применяемого динамика, или больше.
Спиральные отверстия должны огибать возможный наибольший
диаметр для данной конструкции пропеллера.
И это не всё что могут спиральные отверстия. Так,
изменяя конструкцию пропеллера, можно получить
„линейный“ импеданс, который просто необходим в СЧ
колонках, как гарантия получения наименьших искажений в
СЧ диапазоне, и это при очень малых объёмах конструкций.
Заключение.
С конструкцией Торнадо я не разу не терпел „фиаско“,
колонки всегда давали бас. Сравнивать Торнадо с другими
конструкциями тяжело, что-нибудь похожего в акустике
нет. Колонки воспроизводят очень сочный и красивый бас,
такой бас способна делать только струна музыкального
инструмента, когда играешь на нём.
Без в-платы Торнадо работает очень слабо, но зато ФИ, с
в-платой получает кучу энергии, но беда остаётся на
своём месте – звук от этого качественней не становится.
Я считаю, что в Торнадо, из-за её прямоточного
построения элементов конструкции и эффективной работы
спиральных каналов, не имеет больших фазовых сдвигов в
звуковом давлении, чем и создаётся впечатления или
эффект стоячей волны. Этот эффект стоячей волны ФИ
никогда не делал, при всей своей достаточно хорошей
мощности. Для получения этого эффекта надо иметь прямое
взаимодействие с объёмом помещения. Я пытался найти это
взаимодействие, но сказалась плохая техническая
оснащённость, так что это дело будущего. Есть и другая
версия о понятии стоячей волны, но это уже другая тема.
Valentin Kludt