Знание-сила, 2005 № 08 (938)

Во Франции, например, впервые составлена трехмерная карта городского шума. Город, конечно, — Париж. Создатели карты учли среднее число легковых и грузовых автомобилей на улицах Парижа и дорожное покрытие: асфальт поглощает шум, булыжники — нет. Приняли во внимание перепал высот на парижских рю и авеню. Определили, как распространяется шум в подворотнях домов. По этим данным была создана компьютерная модель города. В ней разместили виртуальные микрофоны. С их помощью и вычислялось, каков уровень шума на той или иной улице. Самым шумным местом оказались Елисейские поля — 79 децибелов. Мы не выиграли наш спор с Парижем и Лондоном в борьбе за Олимпиаду- 2012, но уж по уличному шуму Москва, наверное, чемпион.

На улицах больших городов все гремит вокруг нас: автомобили, трамваи, электропоезда. Как правило, источник повышенного шума — вибрация отдельных деталей машин или рельсов. Снизить ее пытаются разными способами. Новые патенты появляются с завидной регулярностью.

Этим азотным двигателем можно оборудовать катера. Он работает практически бесшумно

Особенно перспективно использование пленок или панелей из пьезокерамических материалов. При растяжении или сжатии подобного материала в нем генерируется электрический импульс; датчики из пьезокерамики точно так же реагируют на вибрацию. Можно закрепить эти датчики на деталях машины, где возникает вибрация, и с помощью электроники фиксировать создаваемые импульсы тока, а затем преобразовывать их в команду, по которой данные детали машины будут вибрировать с такой частотой, чтобы суммарная вибрация равнялась нулю. Проблема в том, что электроника компенсирует вибрацию с запаздыванием, а надо, чтобы один сигнал точь-в-точь накладывался на другой. Значит, надо идеально предугадывать характер вибраций, чтобы их погасить.

Сейчас под эгидой ЕС ведутся работы над программой «Думающие материалы, предназначенные для активного подавления шума», в ней участвуют ученые из 13 стран. По мнению экспертов, в ближайшие годы начнется серийный выпуск подобных средств подавления шума. Необходимость в них растет еще потому, что в производстве транспортных средств применяют все более легкие материалы, чтобы экономить топливо, но из- за этого в машине становится более шумно. Чем тоньше деталь, тем легче в ней зарождаются вибрации. Со временем пьезоматериалами можно будет оклеивать колеса автомобилей и железнодорожные рельсы, обшивать стены зданий и несущие плоскости самолетов.

Шум, создаваемый самолетом или вертолетом, особенно неприятен. Он вызывает у человека чувство тревоги, ведь мозг с незапамятных времен воспринимает шум, доносящийся сверху, как опасность. У вертолета — один из главных источников шума — лопасти. Возле них образуются завихрения воздуха, и всякий раз, когда лопасть, вращаясь, сталкивается с подобным миниатюрным вихрем, созданным соседней лопастью, раздается хлопок. Череда хлопков сливается в навязчивый, неотступный грохот, раздражающий любого, кто его слышит. Конструкторы фирмы «Евроксптер» разработали «тихий» вертолет. Его лопасти оборудованы выдвижными щитками, которые разгоняют завихрения воздуха. Управляет перемещениями щитков электроника. Испытания прототипа «тихого» вертолета начались в 2004 году.

Конструкторы фирмы «Боинг» придумали «обои» для самолета, поглощающие звук. Эти обои представляют собой мат, наполненный сжатым воздухом. Подобный мат заглушает низкочастотные звуки, созданные пропеллером или двигателями самолета.

Еще одно возможное решение: азотный двигатель. Им можно оборудовать катера, автобусы, самолеты.

Принцип его работы таков. Двигатель соединен с термостатом, в котором находится сжиженный азот при температуре —196°С. Поступая в двигатель, азот испаряется и расширяется почти в 800 раз. За счет этого он перемещает поршень. Работает такой двигатель практически бесшумно. Отработанный газ можно выбросить в атмосферу, ведь она и так состоит в основном из азота.

Пьезокерамической пленкой можно оклеивать различные части автомобиля, чтобы с помощью электроники фиксировать вредные вибрации и гасить их

Одна из разновидностей шума настигает нас даже в полной тишине. По новейшей гипотезе, шум в ушах возникает, когда повреждаются волоски рецепторных клеток внутреннего уха или нервные клетки слухового тракта. Активность поврежденных клеток меняется. По мере того как слух слабеет, мозг, получая все меньше звуковых сигналов, начинает неверно интерпретировать — «принимать за какие- то звуки» любые другие сигналы, поступающие из внутреннего уха. Лимбическая система — ее называют «вратами эмоций» — оценивает этот «фантомный шум» как нечто неприятное. Призрак шума преследует беднягу.