|
Читайте также: |
20.05.2008 Пассажиры в ужасе прячутся по каютам. Пираты, о которых на борту Seabourn Spirit ходили лишь байки, оказались вполне реальными парнями на быстроходных белых моторках. А этот дымок, что поднимается над их лодками -- о Боже! -- это же выстрелы! Круизное судно класса "люкс" -- неплохая добыча. На борту 151 пассажир, за бортом Индийский океан, до берега сотня миль. XXI век встретил мореплавателей небывалым всплеском пиратства. Чемпион мира в этом смысле -- Сомали: захваты и обстрелы судов тамошними пиратами все чаще фигурируют в сводках новостей. Однако в случае с Seabourn Spirit пиратам не повезло. Гражданское судно, не имевшее никакого традиционного вооружения, дало отпор пиратам! После этого случая, в красках описанного мировыми СМИ, широкая общественность узнала о существовании того, что в отечественной прессе сейчас принято называть "акустическими пушками". Западная пресса пользуется иным термином -- "акустическое оповещающее устройство" (acoustic hailing device, AHD). Это несколько в большей степени соответствует основному назначению данного типа приборов. Действительно, правила судоходства предполагают в определенных обстоятельствах подачу звуковых сигналов. И устройства оповещения должны обладать достаточной мощностью, чтобы эти сигналы были услышаны. Однако использовать то, во что выродился пароходный гудок, для обороны от морских бандитов... Впрочем, любимое орудие защиты водителей наземных транспортных средств -- монтировка -- тоже не является оружием по своему непосредственному предназначению.
|
| Круизный лайнер Seabourn Spirit первым успешно применил LRAD как акустическое оружие |
Кошмарный, но закончившийся хэппи-эндом случай на круизном лайнере оказался весьма полезен в маркетинговом отношении. Герои дня -- судовые охранники Майкл Гровз и Сом Бахадур Гурунг -- остановили уже перебиравшихся на борт Seabourn Spirit абордажников, будучи вооруженными всего лишь водометом и уже упоминавшимся акустическим устройством AHD. Звук, превысивший болевой порог, подействовал в качестве шока, и бандиты вынуждены были ретироваться. Правда, один из охранников оказался ранен, другой -- контужен, но их удалось спасти, и по выздоровлении отважные джентльмены были удостоены встречи с королевой Великобритании. А производитель "акустической пушки" -- компания American Technology Corp. -- неожиданно получил шанс основательно продвинуть свою линейку акустических устройств LRAD на рынке. В несколько ином качестве, которое, однако же, переросло в количество. Дела компании пошли в гору.
|
| Вооруженные автоматами и гранатометами пираты, атакующие круизное судно Seabourn Spirit (фотография очевидца) |
На сегодняшний день существует несколько производителей приборов, позиционирующих свои продукты как "акустические оповещающие устройства" -- термин "звуковое оружие" практически не употребляется в маркетинговых материалах. Все эти устройства предназначены, в первую очередь, для передачи звуковых сообщений на большие расстояния; вблизи все они обеспечивают звуковое давление, превышающее болевой порог. Изначально разработанные для применения на море, такие "оповещатели" в той или иной степени обладают направленным действием.
| Быть в курсе физики | |
| Прежде чем начать рассказ о техническом устройстве акустических приборов высокой мощности, следует, пожалуй, сделать некоторые пояснения. Ученые уже очень давно установили, что звук -- это волновые колебания плотности воздуха. В отличие от электромагнитных волн, звуковые колебания -- продольные, а не поперечные, то есть вектор напряженности поля параллелен вектору его распространения. Колебания называются когерентными, если частота и фаза волн идеально равны. Если когерентные колебания синфазны -- тогда амплитуда суммы двух волн равна сумме амплитуд этих волн; если же колебания находятся в противофазе -- то одна волна "глушит" другую и амплитуда результирующего колебания равна разности соответствующих величин. Большая часть колебаний в природе -- что акустических, что электромагнитных видимого диапазона -- некогерентны. И свет, и звук распространяются в некотором смысле хаотично, фазы и частоты "плавают". Пример некогерентного излучателя -- лампа накаливания; пример когерентного -- лазер. Громкость звука характеризуется звуковым давлением, обычно выраженным в единицах логарифмической шкалы -- децибелах, и численно выражается как двадцать десятичных логарифмов от соотношения измеряемого звукового давления (P1) к уровню звука, минимально различимого человеческим ухом -- 20 мкПа (P0). SPL = 20 lg(P1/P0) Откуда взялся множитель 20? Децибел -- одна десятая часть бела, из-за этого умножаем на 10. Но сравниваются не среднеквадратичные значения амплитуд, а мощности -- каждая из которых равна квадрату амплитуды, а двойку, согласно свойствам логарифмирования, можно перенести из степени в множитель. Шёпот в логарифмической шкале соответствует 10 дБ, обычный разговор -- 40-50 дБ, а автомобильный сигнал в непосредственной близости от источника достигает 100 дБ. Болевой порог восприятия звука составляет примерно 120-130 дБ -- впрочем, точные его значения для каждого человека индивидуальны. Исходя из этого, например, принято ограничивать громкость звукоусилительной аппаратуры на рок-концертах. |
LRAD
|
| Фото: Photographer's Mate 3rd Class Tucker M. Yates/US NAVY Акустическая пушка LRAD может применяться как для связи, так и для болевого воздействия на органы слуха -- например, для защиты судов от пиратов |
Пожалуй, сегодня самая известная и "раскрученная" марка акустических устройств -- LRAD. Расшифровывается это название так: "long range acoustic hailing device" -- оповещающее устройство дальнего действия. А выпускает эти приборы уже упоминавшаяся нами компания American Technology Corp. LRAD был изобретен Элвудом "Вуди" Норрисом (Woody Norris), и его успешные продажи лежат в основе создания всего сегмента рынка таких устройств, существующего с 2004 года. Работая в полную силу, наиболее мощное устройство из линейки -- LRAD 1000X -- развивает относительное звуковое давление (так более строго именуется более привычное нам понятие "громкость") в 152 дБ на расстоянии одного метра от источника. "Устрашающий сигнал" на выходе устройства, несмотря на слухи о его "психотропности", оказывает лишь болевое воздействие на барабанные перепонки. "Я инстинктивно зажал руками уши -- сирена была настолько громкой, что я не мог о чем-либо думать и что-либо делать. Я был парализован", -- пишет журналист Уильям Лидуэл о том, как Норрис демонстрировал ему свое устройство в действии.
Однако уже на расстоянии пятидесяти метров от источника звук, генерируемый LRAD 1000, воспринимается уже не так болезненно, а на ста метрах -- громкость падает до 110 дБ. Этого, конечно, будет с лихвой достаточно для передачи адресного речевого сообщения -- но вооруженного автоматическим оружием злоумышленника едва ли удастся таким образом заставить отказаться от агрессивных намерений.
С технологией LRAD связано еще больше мифов, чем с возможностями этого устройства. Компания American Technology показала высокий класс в области public relations, так умело подавая информацию о LRAD вместе со сведениями о других своих разработках, что на неискушенного читателя наползло целое облако заблуждений насчет физических принципов работы этого прибора. Например, в зарубежных СМИ ходили не подтвержденные экспертами слухи о том, что звук в "акустических устройствах дальнего действия" переносится в пространстве с помощью модуляции слышимых колебаний ультразвуком -- подобно тому, как низкочастотный радиосигнал модулируется высокочастотным в системах радиосвязи. Такая технология, по утверждению производителя, "позволяет создать узкую диаграмму направленности".
На самом деле, как нам удалось выяснить, подобный физический принцип используется в совсем другом продукте компании -- параметрических звуковых извещателях HSS. Они действительно обладают весьма узкой диаграммой направленности, но максимальная громкость этих приборов ограничена всего лишь 90 децибелами. При всех своих достоинствах параметрические звуковые излучатели крайне неэффективны с энергетической точки зрения и до болевого порога просто не дотягивают. А маркетинговая служба вендора, мягко говоря, несколько подтасовала информацию ради придания привлекательности своему продукту.
|
| Зависимость акустического излучения от дистанции для самого мощного устройства из линейки -- LRAD 1000. Звуковое давление перед устройством превышает 150 дБ и падает до 100 дБ на дальности в 500 метров. Однако позади акустической пушки звук на 60 дБ тише -- для оператора она безопасна. |
В отличие от привычных для нас бытовых колонок, в "пушках" LRAD для генерации акустического колебания используются не электромагнитные катушки, а пьезоэлектрические излучатели -- кристаллы с анизотропными свойствами, изменяющие свои линейные размеры при подаче на них потенциала, и таким образом преобразующие электрический сигнал в акустическое колебание. Согласно статьям в западной технической прессе, LRAD представляет собой массив из сонаправленных пьезоэлектрических излучателей с раструбами -- его элементы при этом расположены в два слоя так, что раструбы верхнего ряда частично перекрывают нижние излучатели. По некоторым данным, пьезоэлектрические излучатели нижнего ряда опережают по фазе излучатели верхнего ряда; однако, ни о какой фокусировке путем дискретного изменения фазы, как это делается для высокочастотных электромагнитных волн в фазированных антенных решетках, речи не идет.
Использование пьезоэлектрических излучателей вместо традиционных электромагнитных динамиков позволило значительно повысить энергетическую эффективность устройства -- при работе в режиме максимальной громкости LRAD потребляет не более 900 Вт электроэнергии. Однако эта технология имеет один существенный недостаток -- нижняя граница частотного диапазона акустических устройств, построенных на пьезоэлементах, составляет приблизительно 2 кГц. То есть ими может быть воспроизведена лишь верхняя часть диапазона частот, занимаемого человеческим голосом. Телефонные линии обеспечивают передачу звука частотой от 0,3 до 3,4 кГц -- а "расширенный" частотный диапазон акустического излучения устройства, возглавляющего линейку продуктов LRAD, составляет от 0,72 до 6,6 кГц. О частотных характеристиках других моделей на официальном сайте компании-производителя не сообщается.
В настоящее время American Technology Corp. предлагает модели LRAD 500, LRAD 1000, LRAD-R (с дистанционным управлением), а также LRAD 500X, 1000X и RX -- с расширенным акустическим диапазоном. Есть и заведомо маломощная рупорная модель LRAD 100X.
Однако продукты компании ATC не являются единственными в своем классе. 9 января 2008 года Главное бюджетно-контрольное управление правительства США отклонило протест компаний Wattre Inc. и IMLCORP LLC, оспаривавших результаты тендера на поставку акустических оповещательных устройств для ВМС США. В сравнительных испытаниях, проводившихся в рамках тендера, участвовали три устройства, предоставленные соответственно компаниями American Technology Corp., IMLCORP LLC и Wattre Inc. Тест был организован так: акустические устройства установили на берегу озера и направили на находящийся на акватории катер с группой экспертов. Катер находился на расстоянии 450 м от "линии огня". Для каждого устройства была проведена серия из шести испытаний: в трех случаях лодка была неподвижна, в трех -- двигалась; уровень фонового шума составлял -- 88 дБ. Каждому из экспертов предлагалось оценить различимость звукового сигнала по десятибалльной шкале. В итоге LRAD набрала 100%, продукт компании IMLCORP -- 91,6%, а устройство от корпорации Wattre -- 66,6%. Кроме различимости звуковых сообщений, оценивались и другие аспекты: условия гарантийного обслуживания, соответствие требуемым характеристикам, цена и так далее. Тендер выиграла компания ATC.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 78 | Нарушение авторских прав