Акустикалық айналар: Ұшу аппараттарын анықтаудың ерте технологиясы
Acoustic mirror
Акустикалық айналар: дыбыстың шоғырланған көшіру құрылғысы. Пара болатын түрлері микрофондарда, әскери дабылдарда қолданылған. Тарихы мен қолданысы туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Пассивті дыбыс шағылыстыру құрылғысы
Passive sound reflection device
Акустикалық айна – дыбыс толқындарын шағылыстырып, шоғырландыруға (жинақтауға) арналған пассивті құрылғы. Параболалық акустикалық айналар кеңінен параболалық микрофондарда үлкен қашықтықтан дыбыс алу үшін қолданылады, олар ашық ауадағы спорттық іс-шараларды бақылау және хабарлау үшін пайдаланылады. Дыбысты шоғырландыру қағидасын көрсету үшін ғылым музейлерінде "шыбырлау галереялары" ретінде жұмыс істейтін үлкен параболалық акустикалық айналар жұбы қойылған. Екі дүниежүзілік соғыс арасында, радарлар ойлап табылғанға дейін, параболалық дыбыс айналары әскери әуе қорғанысы күштері үшін жау ұшақтарының қозғалтқыштарының дыбысын тыңдау арқылы оларды ерте анықтау құрылғысы ретінде тәжірибелік түрде қолданылды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Оңтүстік Англия жағалауында үлкен бетондық акустикалық айналар желісі салынып жатқанда, "Шынжырлы үй" радар жүйесінің дамуына байланысты жоба тоқтатылды. Осы айналардың кейбіреуі бүгінге дейін сақталған.
An acoustic mirror is a passive device used to reflect and focus (concentrate) sound waves. Parabolic acoustic mirrors are widely used in parabolic microphones to pick up sound from great distances, employed in surveillance and reporting of outdoor sporting events. Pairs of large parabolic acoustic mirrors which function as "whisper galleries" are displayed in science museums to demonstrate sound focusing. Between the World Wars, before the invention of radar, parabolic sound mirrors were used experimentally as early warning devices by military air defence forces to detect incoming enemy aircraft by listening for the sound of their engines. During World War II on the coast of southern England, a network of large concrete acoustic mirrors was in the process of being built when the project was cancelled owing to the development of the Chain Home radar system. Some of these mirrors are still standing today.
Әуе кемесін акустикалық анықтау
Екінші дүниежүзілік соғыстан бұрын және радардың ойдағыдай табылуынан алдын, акустикалық айналар Ұлыбританияның жағалауларында ерте ескерту құрылғылары ретінде салынды, мақсаты – ұшақтардың қозғалтқыштарының дыбысы арқылы жау ұшақтарын анықтау. Осы құрылғылардың ең танымалдары бүгінге дейін Дунгенс түбегіндегі Денгеде және Кенттегі Хайтеде тұр. Басқа мысалдар Ұлыбританияның басқа аймақтарында (Сандерленд, Редкар, Боулби, Килнси және Сельси Билл сияқты) және Мальтадағы Бахр ич-Чагак қаласында кездеседі. Мальтадағы дыбыс айнасы жергілікті тұрғындар арасында «құлақ» (il Widna) деп белгілі. Дунгенесс айналары, көбінесе «тыңдау құлақтары» деп аталады, 1920-1930 жылдары салынған үш үлкен бетонды шағылыстырғыштан тұрады. Олардың тәжірибелік сипатын үш рефлектордың әрқайсысының әртүрлі пішінінен байқауға болады: біреуі шамамен биіктігі және ұзындығы бар ұзын қисайған қабырға, ал қалған екеуі диаметрі шамамен болатын дискі тәрізді құрылыстар. Рефлекторлардың фокусына орнатылған микрофондар тыңдаушыға Англия жолағының үстінен ұшатын ұшақтардың дыбысын анықтауға мүмкіндік берді. Шағылыстырғыштар параболалық емес, шар тәрізді айналар. Сфералық айналарды айнаны жылжытудың орнына сенсорды жылжыту арқылы бағыт табу үшін қолдануға болады; тағы бір ерекше мысал – Аресибо обсерваториясы. Акустикалық айналардың тиімділігі шектеулі болды, ал 1930 жылдары ұшақтардың жылдамдығының артуы олар анықталған кезде шабуылға түсу үшін тым жақын болатынын көрсетті. Радардың дамуы осы техника бойынша тәжірибелерді тоқтатуға әкелді. Дегенмен, бұл ұзақ мерзімді пайдасын тигізді. Доктор Уильям Сансом Такер басқарған акустикалық айналар бағдарламасы Ұлыбританияға әуедегі жаудың орнын анықтау үшін байланысқан станцияларды пайдалану әдісін сыйлады. Олар станцияларды байланыстырып, ұшақтардың қозғалысын сызу үшін жасаған жүйе алғашқы радар тобына берілді және Екінші дүниежүзілік соғыстағы олардың табысына үлкен үлес қосты; британдық радар неміс жүйесінен кем дамыған болғанымен, британдық жүйе тиімдірек пайдаланылды.
Before World War II and the invention of radar, acoustic mirrors were built as early warning devices around the coasts of Great Britain, with the aim of detecting incoming enemy aircraft by the sound of their engines. The most famous of these devices still stand at Denge on the Dungeness peninsula and at Hythe in Kent. Other examples exist in other parts of Britain (including Sunderland, Redcar, Boulby, Kilnsea and Selsey Bill), and Baħar iċ Ċagħaq in Malta. The Maltese sound mirror is known locally as "the ear" (il Widna). The Dungeness mirrors, known colloquially as the "listening ears", consist of three large concrete reflectors built in the 1920s–1930s. Their experimental nature can be discerned by the different shapes of each of the three reflectors: one is a long curved wall about high by long, while the other two are dish shaped constructions approximately in diameter. Microphones placed at the foci of the reflectors enabled a listener to detect the sound of aircraft far out over the English Channel. The reflectors are not parabolic, but are actually spherical mirrors. Spherical mirrors can be used for direction finding by moving the sensor rather than the mirror; another unusual example was the Arecibo Observatory. Acoustic mirrors had a limited effectiveness, and the increasing speed of aircraft in the 1930s meant that they would already be too close to engage by the time they had been detected. The development of radar put an end to further experimentation with the technique. Nevertheless, there were long lasting benefits. The acoustic mirror programme, led by Dr William Sansome Tucker, had given Britain the methodology to use interconnected stations to pinpoint the position of an enemy in the sky. The system they developed for linking the stations and plotting aircraft movements was given to the early radar team and contributed to their success in World War II; although the British radar was less sophisticated than the German system, the British system was used more successfully.
Қазіргі қолданысы
"Шыбырлаған ыдыстар" деп аталатын параболалық акустикалық айналар ғылым музейлерінде дыбысты шоғырландыру принципін көрсету үшін интерактивті экспонаттар ретінде қолданылады. Мысалдар: Бристольдегі We The Curious, Онтарио ғылым орталығы, Альбукеркидегі ¡Explora!, Балтимордың Мэриленд ғылым орталығы, Оклахома-Ситидегі Оклахома ғылым мұражайы, Сан-Францисконың Exploratorium, Миннесота ғылым мұражайы, Чикаго ғылым және өнеркәсіп мұражайы, Сиэтлдегі Тынық мұхиты ғылым орталығы, Джодрелл Банк обсерваториясы, Сент-Луис ғылым орталығы, Австралиядағы Паркс обсерваториясы және Солтүстік Каролина мемлекеттік университетінің солтүстік кампусы. Әдетте, диаметрі шамамен бірдей екі ыдыс бір-біріне қарама-қарсы, шамамен жүз метрдей қашықтықта орнатылады. Бір ыдыстың фокусында тұрған адам екінші ыдыстың фокусындағы адамның шыбырлап айтқанын, олардың арасындағы үлкен қашықтыққа қарамастан ести алады. Параболалық микрофондар белгілі бір бағыттан келетін дыбысты фокусқа орналастырылған микрофонға шоғырландыру үшін параболалық табаққа тәуелді. Олар өте бағытталған: нақты бір бағыттан келетін дыбыстарға сезімтал. Дегенмен, олардың төмен жиілікті дыбыстарға (бас) жауабы нашар, себебі портативті болу үшін ыдыс жеткілікті үлкен болмаса, ұзын толқынды (төмен жиілікті) дыбыстарды шоғырландыра алмайды. Кішкентай портативті параболалық микрофондар жабайы табиғат дыбыстарын, мысалы, құстардың әндерін жазуға, телеарнадағы спорттық жарыстарда ойыншылардың сөйлесуін (американдық футболдағы команда жиналысы сияқты) немесе спорттың дыбыстарын жазуға, сондай-ақ аудио бақылауда сөйлеушінің білмеуімен сөйлеуді жазуға қолданылады.
Parabolic acoustic mirrors called "whisper dishes" are used as participatory exhibits in science museums to demonstrate focusing of sound. Examples are located at Bristol's We The Curious, Ontario Science Centre, Albuquerque's ¡Explora!, Baltimore's Maryland Science Center, Oklahoma City's Science Museum Oklahoma, San Francisco's Exploratorium, the Science Museum of Minnesota, the Museum of Science and Industry in Chicago, Pacific Science Center in Seattle, Jodrell Bank Observatory, St. Louis Science Center, Parkes Observatory in Australia and on the north campus lawn of North Carolina State University. A pair of dishes, typically in diameter, is installed facing each other, separated by around a hundred metres. A person standing at the focus of one can hear another person speaking in a whisper at the focus of the other, despite the wide separation between them. Parabolic microphones depend on a parabolic dish to reflect sound coming from a specific direction into the microphone placed at the focus. They are extremely directional: sensitive to sounds coming from a specific direction. However, they generally have poor bass response because a dish small enough to be portable cannot focus long wavelengths (= low frequencies). Small portable parabolic microphones are used to record wildlife sounds such as bird song, in televised sports events to pick up the conversations of players, such as in the huddle during American Football games, or to record the sounds of the sport, and in audio surveillance to record speech without the knowledge of the speaker.