Генератор инфразвуков

 

Класс 7ФГб

3Я 43555

АВТ0гбН8Е СИЦТ ЯКТ00 Нд ИЗОБРЕТЕНИЕ л -,;,— -,амч" а ь ъм асюлаюаащюа ews Wr

ОПИСАНИЕ генератора инфрлзвуков.

К авторскому свидетельству Л. Л. Мясникова, заявленному 29 сентября.

1933 года (спр. о перв. ¹ 135464).

О вылаче авторского свидетельства опубликовано 30 июня 1935 года.

Гд г„— радиус сферы

C — скорость распростране-ния звука в сре е

p — плотность средь1 га — частота; и = 2 f

2-" — — — волновое число

А= ——

С (127) Задача использования инфразвуковых колебаний (т. е. упругих колебаний, происходящих с частотой, меньшей нижнего предела слышимости человеческим ухом), для целей связи представляет совер- I шенно определенный практический инте- ( рес, потому что дальности, осуществи- мые при передаче сигналов с помощью инфразвуков, превышают, вследствие малости коэфициента поглощения звука для очень низких частот, те дальности, которые получаются при использовании прочего диапазона звуков. Однако, разрешение этой задачи встречает затруднения в построении достаточно удобного и мощного источника инфразвуков, существующие же источники (генераторы), употребительные в элекгроакустике, де- лаются для этой цели непригодными или весьма неудобными, так как, например, точечный источник звука — сирена, как видно из формы ее излучаемой мощности, дает для низких частот ничтожно малую эффективность. Колеблющаяся, поршневая мембрана, которая могла бы быть осуществлена на электродинами-, ческом принципе, должна быть заклю- чена в твердой стене, имеюгцей размеры порядка длины инфразвуковой волны, т. е. при f== 15 герц для воз-, духа Х =20 л, а для воды = 100 л.

Очевидно, что конструирование такого

„динамика" встретило бы целый ряд, затруднений. 1

Предлагаемое изобретение имеет. целью применить s качестве конкретной технической модели генератора инфразвуков абстрактную теоретическую модель, играющую известную роль в во-просах теоретической акустики,— модель пульсирующей сферы 1„антенна нулевого порядка ). В электроакустике пульсирующая сфера, как таковая, не применялась в качестве технического прибора, так как надобности в таковой конструкции для обычного диапазона частот не было. Дпя области же инфрачастот применение такой, буквально, пульсирующей сферы, как источник инфразвуков, может оказаться целесообразным. Основное преимущество такого источника заключается в том, что вследствие полно" симметрии колебательного процесса отсутствуют явления обтекания.

Если имеется пульсирующая сфера. избыток давления на этой поверхности будет равен

1() —,""» "0+ ) . ()}, О 1 —; — /:" > " Ор и

5 — амплитуда скорости

t — время

i =y/ — 1 — мнимая единица.

Сопротивление излучению на единицу поверхности будет р(rо) (k- r09+ ó „) . (2)

i

Первый член в выражении (2) представляет ваттное, второй реактивное сопротивление.

Сопротивление излучению на всю поверхность S пульсирующей сферы будет. (3) zS=4 rо «я

Излучаемая мощность равна:

5г Р 2-,.ne 702 4 Р

2 1+ХРк - . (4) где со — амплитуда на поверхности сферы.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого, согласно, .изобретению, генератора инфразвуков.

Генератор состоит из насоса 6 (например, типа автомобильного) с глухим поршнем 5 (без клапанов), который может ходить в цилиндре с частотой 15—

20 — 30 раз в секунду. Насос соединен твердой трубкой 7 с резиновым шаро,вым баллоном 8. При периодическом движении (см. чертеж) поршня 5 изменение давления в цилиндре вызывает пульсацию стенок баллона с частотой обращения поршня. Поршень приводится в движение при помощи системы

:шатунов 1, 2, 3, насаженных на вал двигателя, который дает соответственное

:число оборотов. амплитуда колебания поршня (а также амплитуда пульсации баллона) меняется передвижением пальца, на котором насажен конец шатуна, по вырезу вала и закреплением его в любом месте выреза. Подбором соответствующей подвижной системы можно добиться случая сферы, пульси,рующей гармонически.

Предлагаемый генератор инфразвуков может быть использован как в воздухе, так и в воде, причем пространство внутри насоса и баллона должно быть заполнено газом (воздухом1 при атмосферном давлении.

Для примерного подсчета излучаемой мощности принимается ориентировочно:

r, =10см; f =15 герц; C=1,5 10 см/сею (пульсирующая сфера помещена в воду).

Воспользовавшись формулой (4), имеем приблизительно:

W= 4 .10 . CGS = 4Я ватт.

При амплитуде инфразвуков в 1 см (сравкительно очень небольшая величина) излучаемая звуковая мощность будет

4 ватта. Вопрос о подводимой мощности и коэфициенте полезного действия может быть точно решен лишь для вполне определенных данных установки. Особое значение имеет трение поршня в цилиндре и, соответственно, разогревание цилиндра, которое можно учесть лишь при данной конструкции поршня и цилиндра.

Не представляет, однако, сомнения (и к этому приводит ориентировочный подсчет), что коэфициент полезного действия при самом случайном подборе деталей не менее нескольких процентов и может быть значительно увеличен.

Для получения амплитуд порядка

5 см, как подсказывает ориентировочный подсчет, нужен двигатель на 1 — 1,5 киловатт. При этом излучаемая звуковая мощность 100 ватт.

При конструировании инфра-акустического излучателя необходимо принять во внимание требование минимального занимаемого объема трубы, соединений и неиспользованного объема воздуха в цилиндре для увеличения амплитуды колебания.

Сферический излучатель в единственном числе не создает направленности для звука. Однако, в большинстве практических случаев было Ъы важно получ ить направленность. Этого можно достигнуть употреблением нескольких пульсирующих сфер, отнесенных на определенном расстоянии друг от друга, согласно требованиям теории линейных и прочих баз, хорошо известной в акустике и возбуждаемых или независимо несколькими двигателями (синхронизм между коими достигнут) или путем трубопроводов от одного поршня (последнее представляет больше неудобств).

Описанный генератор инфразвуков может служить для целей секретной связи на инфразвуках. Для подачи сигналов можно употребить какое-либо ме— Э жаническое реле, которое прекращает и вновь восстанавливает пульсацию баллона, например, клапан в насосе, переменный зажим и т. и. Если указанное реле работает по азбуке Морзе или аналогично ей, посылаемое инфразвуковое волнообразное движение будет представлять ряд групп волн, передающих

„точки и тире", которые и могут восдриняты приемным устройством (для

Экснерт А. П. Селезнев

Редактор Л. В. Малевский случая воздушной среды, например, ленточным микрофоном).

Предмет и зоб ретения.

Генератор инфразвуков, отличающийся тем, что он состоит из упругого пульсирующего шара, соединенного с насосом с глухим поршнем, который приводится в движение двигателем с частотой излучаемого инфразвука.

Тиг.. „Печатннй Труд". Зак. 5674 — 409