Инфразвуковая пушка своими руками схема – Как сделать инфразвуковой излучатель своими руками

Содержание

Инфразвуковой отпугиватель своими руками — Мастер Фломастер

Наверно каждый, кто живет в городе, знаком с тем, что на детских площадках или под окнами ночью бухает алкашня. Ладно бы тихо-мирно сидели, так ведь орут, шумят, спать мешают. Да и мусора кучи  после себя оставляют. И решил я отбить охоту у местной алкашни бухать в нашем  дворе. Нашел в темнушке пару старых самодельных колонок, снял с одной из них низкочастотный динамик. Нашел схему для настройки фазоинверторов в колонке и собрал в корпусе детского пластикового ведерка свой инфразвуковой “пугач”. Теперь, как только за окном начинается ор и крики, включаю в их сторону пугач и все – тишина и покой.

Как я это делал:

Принцип действия.

Схема представляет собой автоколебательный генератор, работающий на частоте собственного резонанса подвесной системы громкоговорителя. Поскольку резонансная частота НЧ динамика составляет 40-100 Гц, то чтобы её снизить, необходимо просто утяжелить систему подвески. Для этого в центре диффузора надо вклеить спиральку из припоя весом примерно в 20 — 40 граммов, тогда резонансная частота снижается до 6-15 Гц. Всё зависит от марки динамика, параметры посмотрите в инете.

Конструкция.

Принципиальная схема – простейший автоколебательный генератор, который запускается от катушки динамика, я собрал её ещё в пятом классе, когда мастерил колонки. Реле РЭС 9 на 5V, замедленное на срабатывание конденсатором С1. Вообще-то это реле нужно, чтобы «толкнуть» динамик и отключиться, дальше схема работает на резонансе катушки динамика. Транзисторы – любые низкочастотные средней мощности, обязательно на радиаторах (я взял два донышка от алюминиевых баночек из-под Колы). Питание – бэпэшник на 9V от убитого модема. Резисторы R1,R4 – регулятор громкости — схема работает на маятниковом резонансе, и хотя электрика потребляет порядка двух ватт, на выходе — минимум двадцать, и динамик без них идёт вразнос. Динамик – в принципе любой НЧ, у меня — древний 10 ГД-34 на 10 Вт, с катушкой на 4 Ома, резонансная частота подвеска 80Гц. Ставить обязательно в корпусе для исключения акустического «короткого замыкания». Корпус – детское пластиковое ведёрко. У динамика электролобзиком спилил уши, воткнул в ведро и по периметру проклеил «Моментом».

Настройка – ОСТОРОЖНО ИНФРАЗВУК!!!

Вначале надо собрать систему на столе и проверить электрику, поначалу без утяжелителя, при включении питания динамик должен загудеть на частоте резонанса. У меня заработал с пол пинка. Если не выйдет – поиграйтесь с ёмкостью конденсатора. Затем соберите прибор в ведро, пролепите «Моментом» щели между динамиком и ведром, а спираль утяжелителя промажьте «Моментом» и на «Момент» же приклейте к диффузору динамика. Поскольку я не смог найти нормальный частотомер, то «частоту страха» 13 Гц настроил осциллографом и генератором НЧ по фигуре Лиссажу. Для этого на один вход осциллографа подал 26 Гц с генератора, а другой – провода от динамика, Потом, чтобы не попасть под инфразвук, накрыл ведро, включил на пять секунд питание и посмотрел что вышло. Потом выключил питание и начал по чуть-чуть проводить обрезание спиральки утяжелителя, пока не получил двойной Лиссажу.

Вот такая простая и дешевая конструкция инфразвукового отпугивателя. Самое главное что для него не проблема найти детали.

Видео

 

master-kleit.ru

Звук — убийца — Мастерок.жж.рф

Любите громко слушать музыку? Здорово. Только не делайте звук громче 185 децибелов, это считается смертельным порогом громкости для человека.

Слишком громкий звук приводит к воздушной эмболии — проникновению пузырьков в артерию и её закупорке. В итоге кровь перестаёт поступать к сердцу и мозгу.

Чтобы вы понимали, сколько это, 185 децибелов, приведу некоторые цифры. Отбойный молоток даёт примерно 100 Дб (если стоять вблизи), бензопила — около 120 Дб, а звук в 150 Дб можно прочувствовать, стоя рядом с турбиной взлетающего самолёта.

Звуковые волны и их использование в военных целях издавна привлекали внимание специалистов. Еще в период перед Второй мировой войной в ряде стран, в том числе и в Советском Союзе, разрабатывались звукометрические системы засечки местоположения артиллерийских батарей противника по звуку их выстрелов с последующим нанесением по ним ударов. Такие звукометрические системы имели, по существу, пассивный, оборонительный характер.

Давайте теперь про это подробнее …

 

Что ЭТО такое

Уже в 1960-1970 гг. стал проявляться интерес к использованию источников звука для создания наступательного оружия, способного наносить людям поражение различной степени тяжести или ограничивать их дееспособность. В ту пору работы над ним широко не афишировались, в значительной степени носили закрытый характер, и, судя по более поздним публикациям, особых достижений в научно-технической сфере тогда достигнуто не было.

Оказалось, что подобные устройства были слишком дорогими, довольно сложными и, главное, не обладали необходимой направленностью действия. Ситуация, связанная с акустическим оружием, существенно изменилась после окончания холодной войны, когда широким фронтом были развернуты в ряде стран (особенно в США, Великобритании, Японии) исследования по созданию «несмертельного оружия» (НСО). Различные модификации этого оружия стали рассматриваться как весьма действенное средство для нейтрализации значительных масс людей, особенно в тех случаях, когда необходимо избежать нанесения им смертельного поражения или тяжелых увечий.

При этом обращает на себя внимание, что во многих опубликованных до сего времени открытых материалах отсутствует серьезный научно-технический анализ многочисленных аспектов нового оружия. Более того, во многих публикациях, особенно принадлежащих перу журналистов, зачастую содержатся сенсационные сведения о боевых возможностях акустического оружия. Отчасти это объясняется тем, что, по оценкам специалистов, возможные последствия его применения против человека находятся в весьма широком диапазоне, простирающемся от возникновения дискомфорта, временной потери слуха вплоть до смертельного исхода.

На этом фоне особенно впечатляющим является научно-технический анализ физических процессов, лежащих в основе устройства и поражающего действия акустического оружия, а также состояния работ в этой области, проводимых в ряде стран, выполненный одним из видных ученых, сотрудником РУР-университета в Бохуме (Германия) доктором Юргеном Альтманном. Результаты его исследований были опубликованы в американском научном журнале «Science and Clobal Security» (2002, vol. 9).

Автору этих строк довелось в 1990 г. работать в составе Международной группы по разработке системы верификации обычных вооружений в Европе, научным руководителем которой был Альтманн. В своем исследовании Юрген Альтманн, указывая на весьма сложный, многоаспектный характер рассматриваемой проблемы, многообразие физических зависимостей различных параметров, лежащих в основе устройства источников звука, основное внимание сосредоточил на следующих основных направлениях: возможные источники излучений большой мощности; воздействие звука большой амплитуды на организм человека; распространение сильного звука в воздухе, возможные методы и средства защиты от него.

 

 

Уже сделано

При рассмотрении проблем создания и поражающего действия акустического оружия следует учитывать, что в общем случае охватывается три диапазона частоты: инфразвуковой — область частот ниже 20 Герц (Гц), хотя могут быть услышаны и звуки с более низкими частотами, особенно в тех случаях, когда звуковое давление достаточно велико; слышимый — от 20 Гц до 20 КГц. При этом установлено, что пороги слышимости, боли и негативное воздействие на организм человека уменьшаются с увеличением частоты звука от нескольких Гц до 250 Гц. Для частот свыше 20 КГц обычно используют термин «ультразвук». Такая градация определяется особенностями воздействия звука на организм человека и прежде всего на его слуховой аппарат.

В последние годы в США проводится широкий комплекс работ в области НСО в Центре исследований, разработки и обслуживания вооружений Армии (ARDEC) в арсенале Пакатинни (штат Нью-Джерси). Ряд проектов по созданию устройств, формирующих недифрагирующие акустические «пули», излучаемые антеннами большого диаметра, были выполнены Ассоциацией научного исследования и применения (SARA) в Хантинтон-Бич (штат Калифорния).

По замыслу создателей нового оружия, оно должно расширить возможный диапазон использования военной силы не только на поле боя, но и в ряде ситуаций, которые могут возникнуть в ходе проведения полицейских и миротворческих операций. Ведутся исследования по созданию инфразвуковых систем на основе использования больших громкоговорителей и весьма мощных усилителей (еще пока не созданных), требующих разработки эффективных мер охлаждения и новых материалов. Совместные работы SARA и ARDEC направлены на создание акустического оружия большой мощности и низкой частоты для защиты американских учреждений за границей.

Появились сведения о разработке высокочастотной недифрагирующей, непроникающей «пули», создающей плазму перед объектом. В Великобритании были разработаны излучатели инфразвука, оказывающие воздействие на слуховой аппарат человека и вызывающие резонанс внутренних органов, нарушающие работу сердца, вплоть до смертельного исхода. Это оружие применялось Англией в ходе борьбы с беспорядками в Северной Ирландии. Там также с подобными целями прошли испытания источники инфразвука на основе нелинейного наложения двух ультразвуковых пучков.

Для применения акустического оружия против войск непосредственно на поле боя были испытаны источники регулируемой низкой частоты, вызывающие «размывание» зрения, спазмы внутренних органов, вплоть до летального исхода. Были также сконструированы акустические излучатели большой мощности и низкой частоты, предназначенные для контроля над толпой, создания звуковых «барьеров» на периметрах объектов, запрета доступа посторонних на них с целью обеспечения надежной защиты американских учреждений (типа посольств) за границей.

Для поражения личного состава войск противника, находящегося в бункерах и на боевых машинах испытывались акустические «пули» очень низких частот, образующиеся при наложении ультразвуковых колебаний, излучаемых большими антеннами. По утверждению американских специалистов в области НСО Дж. и С. Моррис, в России также были получены довольно впечатляющие результаты по созданию подобного оружия. Они, в частности, заявили, что им демонстрировали действующее устройство, формирующее инфразвуковой импульс частотой 10 Гц, «размером с бейсбольный мяч», мощность которого была якобы достаточна для нанесения человеку тяжелого поражения, вплоть до летального исхода, на расстояниях в сотни метров. В ходе экспериментов также была исследована «разностная зона» от пересечения двух не слышимых поодиночке ультразвуковых пучков.

Рассматривая возможные источники сильных звуковых излучений, эксперты указывают на использование громкоговорителей, соединенных с усилителями на основе генераторов или мощных батарей. При этом для получения высоких значений звукового давления на открытом воздухе потребуется довольно большое число громкоговорителей, а типичные электрические мощности, подводимые к каждому из них, измеряются сотнями ватт, из которых всего лишь несколько процентов преобразуются в акустическую мощность вследствие несогласованности импедансов мембраны и воздушного пространства (импеданс — комплексное сопротивление, которое вводится при рассмотрении колебаний акустических систем). В том случае, если потребуется получение сильного шума, то он может быть создан при использовании для этой цели сирены или свистка.

Принцип действия сирены состоит в том, что в этом устройстве происходит модуляция воздушного потока путем поочередного открытия и закрытия отверстий. В качестве примера подобной сирены приводят систему мобильного акустического источника (СМАИ), сконструированного в Национальном центре физической акустики университета Миссисипи для Управления по окружающей среде поля боя исследовательской лаборатории Армии США. На нем был установлен рупор экспоненциальной формы длиной 17 м и диаметром 2,3 м, который может выдавать до 20 Квт акустической мощности.

Главная задача СМАИ состоит в проведении испытаний по прохождению звука в атмосфере на большие расстояния. В ходе дальнейших работ возможно ожидать создания мощных источников звука низкой частоты путем использования эффективных резонаторов, рупоров направленного действия и высоких значений источников энергии. Предварительные оценки таких устройств позволяют предполагать, что линейные размеры подобного излучателя с учетом дополнительного оборудования будут порядка одного метра и более, а массовые габариты — измеряться сотнями кг. Это означает, что все подобные источники звука будут либо стационарными, либо станут базироваться на вертолетах, бронированных машинах или на грузовом автотранспорте.

В связи с этим ведется разработка несмертельного акустического оружия для установки на вертолете с регулируемой частотой в пределах от 100 Гц до 10 КГц с радиусом действия до 2 км. В последующем планируется увеличить дальность до 10 км. На таком вертолете будет устанавливаться сирена, работающая от двигателя внутреннего сгорания с инфразвуковой мощностью во много киловатт, а также акустическое пучковое оружие, работающее на основе термоакустического резонатора с частотой от 20 до 340 Гц, предназначенное прежде всего для предотвращения несанкционированного доступа посторонних лиц на склады оружия массового поражения.

Для получения ультразвука высокой мощности возможно использование крупных вибрирующих дисков из пьезоэлектриков. В одном из подобных устройств был использован такой диск с дискретным изменением толщины, с помощью которого были получены уровни звука свыше 160 дециБелл (дБ) (при болевом пороге человеческого уха 137 дБ). Сильные низкочастотные колебания могут быть получены также аэродинамическими средствами путем турбулентного взаимодействия потока воздуха с резонаторами, что используется в свистках. Так, в одной из подобных конструкций поток воздуха из кольцевого отверстия попадает на острую круговую кромку, внутри которой находится цилиндрический резонатор. С помощью такого свистка возможно получение частоты в диапазоне от инфразвука до ультразвука, значение которой определяется размерами резонатора.

Специалисты указывают на возможность получения ударного импульса от взрыва. Установлено, что при взрыве заряда мощностью в 1 кг тротила возникает боль в ушах на расстоянии до 200 м, а смертельный исход наступает в пределах нескольких метров, что в общем соответствует традиционному обычному оружию. Возможно появление нового типа взрывного оружия, основанного на создании ударной волны направленного действия при распределении выделенной энергии по «линейному» закону (обратно пропорционально расстоянию), в отличие от сферического.

Более того, не следует исключать вероятность использования акустического воздействия на живую силу путем создания «цепочки» взрывов небольшой мощности, частота которых будет соответствовать инфразвуку. В этом случае величина акустической мощности может достигать мегаватт, а уровень звука вблизи источника — порядка 180 дБ. Для сравнения укажем, что максимальный уровень звука при выстреле из винтовки составляет около 159 дБ, а из пушки — 188 дБ.

При этом следует заметить, что Юрген Альтманн нередко довольно скептически относится к заявлениям некоторых специалистов; это особенно относится к рекламируемому ими действию на большие расстояния излучателей в инфразвуковой и слышимой области. Это, в частности, затрагивает и некоторые разработки SARA, которые становились достоянием гласности иногда без предварительного проведения объективной научно-технической экспертизы.

 

Для разгона плохо вооруженных толп, например, в Ираке, американцы применяют «верещалку» – металлическую коробку с мощным динамиком, создающую направленные звуковые волны частот, близких к ультразвуку. Звуковые волны складываются в ухе в пульсацию, неприятную для слуха и способную вызвать болевые ощущения, головокружение и тошноту, потерю ориентации в пространстве. Радиус эффективного воздействия «верещалки» (рис. 10.3) составляет (700¸800) метров.

 

Рис. 10.3. Ультразвуковые «верещалки», применяющиеся в Ираке американскими военными и местной полицией

 

В Ираке применялись и боевые инфразвуковые излучатели, ставшие безопасными для операторов. На нужное место направляют две волны с разных сторон, из разных установок. Волны сами по себе безобидны, но в месте их пересечения складываются в опасное излучение, вызывающее размывание зрения и спазмы внутренних органов, вплоть до физического уничтожения противника.

Американские солдаты в Ираке получили новое несмертельное оружие LRAD (Long Range Acoustic Device), передающее оглушительный шум в направленном луче – 150 децибел на частотах (2100¸3100) Гц (рис. 10.4). Подобные звуковые пушки США начали применять на военных кораблях с 2000 г., чтобы препятствовать приближению маленьких лодок на опасное расстояние. Теперь же разработчик LRAD, «Американская технологическая корпорация» (American Technology Corporation – АТС), заключила с армией $1.1–миллионный контракт на поставку мобильных систем морской пехоте. Официально LRAD еще не принята на вооружение – в Багдаде пройдут ее испытания. В Ираке система будет использоваться, как средство сдерживания, поскольку солдатам часто приходится иметь дело с разгневанными толпами людей. Эксперты считают, что хотя система и относится к несмертельному оружию, длительное воздействие звуковой пушки может быть чрезвычайно опасным для здоровья человека.

Еще один способ использования акустического оружия – щиты на дороге (рис. 10.5), испускающие инфразвук, которые легко заменяют баррикады.

 

Рис. 10.5. Щиты на дороге, испускающие инфразвук

 

В последние годы нелетальное звуковое оружие стало доступным для гражданских лиц и тут же доказало свою надежность. Корабли, проплывающие в неспокойных водах около Сомали, часто подвергаются атакам пиратов. В 2005 году ими было захвачено 25 судов. 5 ноября 2005 г. лайнер Seabourne Spirit едва не стал 26-м, если бы не новейшее оружие. Владельцы роскошного круизного судна не поскупились и поставили установку LRAD стоимостью около 30 тысяч долларов. Небольшой прибор весом 24 килограмма снабжен параболической антенной, излучающей звуковые волны с частотой (2.1¸3.1) кГц и мощностью 150 децибел. LRAD эффективно действует на расстоянии 300 метров, вызывая желание тут же убежать из «сектора обстрела». Пока пассажиры отсиживались в ресторане судна за несколькими переборками, экипаж отгонял захватчиков невыносимым звуком. В ярости пираты выстрелили по лайнеру из гранатомета, не причинив почти никакого вреда, и ретировались.

Создатели LRAD из American Technology Corporation разработали и более портативное звуковое оружие. «Ружье» размером с бейсбольную биту испускает «луч» мощностью около 140 децибел. Одного «выстрела» достаточно, чтобы на долгое время обезвредить любого мужчину. «Ружье» сейчас активно применяют группы захвата ФБР (рис. 10.6).

 

 

Рис. 10.6. Схема звукового ружья

 

Другая фирма (Compound Security Service) создала прибор Mosquito, излучающий неслышимые, но раздражающие людей звуки. Он стоит около 800 долларов и предназначен для того, чтобы изгонять хулиганов из каких-либо мест, не применяя к ним рукоприкладства.

 

Рис. 10.7. Прибор Mosquito

 

Дальность действия (15¸20) метров. Прибор уже купили многие владельцы магазинов и заведений по всей Великобритании (рис. 10.7).

Для разгона митинга в Тбилиси 7 ноября 2007 г. власти Грузии применили психотронное оружие – американский акустический генератор, вызывающий у людей чувство паники и психические расстройства. Генераторы были установлены на полицейских джипах и представляли собой шестиугольные щиты на подвижной стойке, издававшие резкий свист. Эти щиты, будучи направлены в сторону демонстрантов, обращали тех в бегство (рис. 10.8).

 

 

Рис. 10.8. Разгон митинга в Тбилиси 07.11.2007 г.

 

Работающая установка вызывает у человека острую боль в ушах, чувство необъяснимого неконтролируемого страха и панику.

Против израильских демонстрантов также было применено звуковое оружие. Как сообщили армейские источники и свидетели, 3 июня, при разгоне демонстрации в районе палестинской деревни Билин (Рамалла – Иудея) ЦАХАЛ впервые использовал новую уникальную технологию. Уникальная разработка израильских ученых представляет собой акустическую систему, излучающую болезненные звуковые волны. Официальные представители Армии обороны Израиля подтвердили использование новой тактики при разгоне демонстраций. По словам источников в пресс-службе, звуковые волны особой частоты способны разогнать любую агрессивно настроенную толпу. Технология разрабатывалась израильскими учеными около четырех лет, но в реальной ситуации была использована впервые. Сообщить какие-либо дополнительные подробности в ЦАХАЛе отказались. Фотограф Associated Press сообщил, что странного вида автомобиль ЦАХАЛа прибыл на место демонстрации против строительства забора безопасности практически к ее концу, когда демонстрация чуть было не переросла в открытое противостояние. Остановившись на расстоянии 500 метров от толпы, автомобиль выпустил по ней несколько звуковых волн, каждая продолжительностью около минуты. Несмотря на то, что звук не был громким, демонстранты были вынуждены закрыть уши руками. Через некоторое время демонстранты, пытавшиеся помешать строительству заградительного сооружения, были вынуждены разойтись.

 

Возможное поражающее действие акустического оружия

Рассматривая воздействие акустического оружия на организм человека, следует заметить, что оно весьма многообразно и охватывает широкий диапазон возможных последствий. В отчете SARA за 1996 г. даются некоторые обобщенные результаты проведенных исследований в этой сфере.

Так, указывается, что инфразвук на уровне 110-130 дБ оказывает негативное воздействие на органы желудочно-кишечного тракта, вызывает боль и тошноту, при этом высокие уровни беспокойства и расстройства достигаются при минутных экспозициях уже на уровнях от 90 до 120 дБ на низких чстотах (от 5 до 200 Гц), а сильные физические травмы и повреждения тканей имеют место на уровне 140-150 дБ. Мгновенные травмы, типа травм от воздействия ударных волн, происходят при звуковом давлении около 170 дБ. На низких частотах возбуждаемые резонансы внутренних органов могут вызвать кровотечение и спазмы, а в диапазоне средних частот (0,5-2,5 кГц) резонансы в воздушных полостях тела вызовут нервное возбуждение, травмы тканей и перегрев внутренних органов.

На высоких и ультразвуковых частотах (от 5 до 30 кГц) может быть создан их перегрев вплоть до смертельно высоких температур, ожоги тканей и их обезвоживание. На более высоких частотах или при коротких импульсах в результате кавитации могут образоваться пузырьки и микроразрывы тканей. При этом автор исследования оговаривается, что по его мнению, некоторые подобные утверждения об эффективности воздействия акустического оружия вызывают серьезные сомнения, в особенности это относится к инфразвуковой и слышимой области.

По его мнению, в отличие от ряда статей в оборонной прессе, инфразвук высокой мощности не оказывает столь высокого, как утверждается, воздействия на людей; болевой порог выше, чем в звуковом диапазоне, и пока еще нет надежных фактов относительно утверждаемого воздействия на внутренние органы и вестибулярный аппарат.

Подобные сомнения подтверждаются результатами подробного исследования всех видов несмертельного оружия, выполненного весьма авторитетной германской фирмой Даймлер-Бенц Аэроспейс (ДАСА) в Мюнхене по заказу Министерства обороны Германии, в котором «раздел по акустическому оружию также содержит ошибки». Это привело к тому, что германскому институту Фраунгофера по химической технологии было выдано задание на разработку прототипа акустического оружия и исследование эффективности сдерживания.

В то же время признается, что ударные волны взрывного характера, хотя их весьма условно можно отнести к акустическим, могут вызывать довольно разнообразные последствия. При их умеренно высокой силе (примерно до 140 дБ) появляется временная потеря слуха, которая может перейти в постоянную при более высоких значениях давления. Уровень звука свыше 185 дБ вызывает разрыв барабанных перепонок. При более сильных ударных волнах (около 200 дБ) начинается разрыв легких, а при уровне около 210 дБ наступает смертельный исход. При этом необходимо подчеркнуть, что поражающее воздействие акустического оружия в ощутимых масштабах было применено Англией в ходе борьбы с массовыми беспорядками в Северной Ирландии. В остальных случаях речь идет о проведении теоретических и лабораторных исследований, в ряде случаев на животных, на основании которых делались выводы о поражающем действии акустического оружия и давались рекомендации по защите от него.

 

 

Защита от звука большой интенсивности

В своем исследовании автор указывает, что как и для других видов несмертельного оружия, у акустического оружия существуют проблемы дозировки и восприимчивости, которые индивидуальны. Подвергнутые воздействию звука одной и той же интенсивности, одни люди могут лишиться слуха, в то время как другие претерпят лишь временный сдвиг порога слышимости. Практически все специалисты сходятся в том, что вследствие довольно высокой уязвимости слухового аппарата необходимо прежде всего обеспечивать его защиту.

Для защиты барабанной перепонки уха могут быть использованы резиновые наушники или простейшие «затычки», перекрывающие вход в звуковой канал, способные уменьшить силу звука на 15-45 дБ при частотах порядка 500 Гц и выше. При этом оказывается, что при более низких частотах (ниже 250 Гц) наушники менее эффективны. Для предохранения от воздействия импульсного звука на уровне 160 дБ и выше целесообразным является сочетание наушников и звукопоглощающего шлема, которое будет довольно эффективным в диапазоне 0,8-7 кГц, обеспечивая снижение давления звука на 30-50 дБ. Более сильное ослабление звука наружной защитой не обеспечивается.

Гораздо более сложной задачей является защита всего тела человека. Это возможно обеспечить путем создания герметизированных камер или оболочек, которые должны обладать достаточной жесткостью, чтобы они не вибрировали и не передавали колебания внутрь. Для создания защиты могут использоваться пористые и звукопоглощающие материалы. Однако при этом необходимо учитывать, что на низких частотах механизм поглощения теряет свою эффективность в том случае, когда толщина защитного слоя становится тоньше четверти длины звуковой волны (для 250 Гц это 0,34 м).

Полностью загерметизированный бронированный транспорт обеспечивает эффективную защиту от звуковых излучений низкой частоты. Обычный дорожный транспорт, не имеющий надежной изоляции, может пропускать внутрь низкочастотные колебания. При проникновении низкочастотного звука через щели и окна здания может возникнуть высокое внутреннее давление в результате комнатного резонанса. Это может возникнуть при использования источника звука с переменной частотой. Явление резонанса может быть использовано при осаде здания, в котором находятся террористы. В том случае, если используются высокие частоты, то металлические покрытия, стены и окна могут обеспечивать значительное ослабление звука.

В заключение следует подчеркнуть, что в отношении поражающего действия акустического оружия имеется еще немало «белых» пятен, научно-технический анализ которых еще ждет своих исследователей.

 

 

[источники]

источники

Владимир Белоус  — ведущий научный сотрудник Центра международной безопасности ИМЭМО РАН, генерал-майор в отставке.

http://nvo.ng.ru/armament/2005-08-19/6_sound.html

http://www.factroom.ru/science/death-dose

http://tdoctrina.ru/2013/07/03/%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0-%D0%B7%D0%B2%D1%83%D0%BA%D0%B0-2/

http://koi.tspu.ru/koi_books/sinogina/gl10_104.htm

 

Вот еще интересное и необычное оружие:  вот такая Уточница — Дробовик, а вот Много маленьких смертей и Кривоствольное оружие. Вспомним еще про Стрелы апокалипсиса, а так же что такое Противовертолетные мины и Какой нож не является оружием ?

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=75772

masterok.livejournal.com

Инфразвуковое оружие: история создания (фото)

Человечество за всю свою историю создало невероятное количество устройств и механизмов, предназначенных для истребления всего живого. Однако практика войн показывает, что убийство врагов редко приводит к окончательной победе. На место погибших воинов становятся другие, и продолжаться конфликт может долго. История знает примеры войн, длившихся столетиями. В двадцатом веке изобретатели в разных странах задумались о способах нейтрализации противника так называемыми нелетальными способами. Начались работы над психотропными средствами, одним из которых является инфразвуковое оружие. История создания и современное состояние его уже несколько десятилетий скрыты за завесой тайны.

Что такое инфразвук

Волны, распространяемые в атмосферном воздухе, условно делятся на три основных частотных диапазона. Слышимый спектр, занимающий по максимальной оценке промежуток между 20 и 20 000 Герц, относится к акустическому или звуковому диапазону. Границы его условны и зависят от особенностей слуха, подлежащих объективной оценке после построения аудиограммы, индивидуальной для каждого человека. Более высокие тона называются ультразвуком. Частоты от нуля (то есть полной тишины) до 20 Герц относятся к инфраакустическому диапазону. Столь редкие колебания воздушной среды человек не чувствует. Но отсутствие ощущений не означает, что они не оказывают никакого воздействия на организм и психику. Именно на эффекте, производимом сверхнизкими частотами на поведение людей, построено инфразвуковое оружие. Идея его создания не нова, она овладела умами еще в первой половине XX века, но ее реализация на практике оказалась достаточно непростой.

Установка Циппермайера

То, что каждое материальное тело имеет свою собственную частоту колебаний, — широко известный научный факт. Если внешнее воздействие с ней совпадает по периоду, то происходит резкое увеличение амплитуды, иногда приводящее к разрушению предмета. Такое явление называется резонансом. Австрийский физик Циппермайер в годы войны пытался применить воздушные волны дозвукового диапазона для поражения британских и американских бомбардировщиков. В 1943 году он даже собрал установку, по его расчетам, способную выводить из строя вражескую авиацию.

Достоверно неизвестно, был ли это ловкий трюк, выполненный с целью убеждения нацистского руководства в перспективах разработки, или Циппермайеру в самом деле удалось расщепить дециметровую доску на двухсотметровой дистанции ударом акустической волны, но дальнейшие эксперименты ни к чему не привели, и проект закрыли. Несмотря на безуспешность, можно утверждать, что вихревая пушка представляла собой инфразвуковое оружие. Фото ее пополнило список «вундерваффе», с помощью которых Гитлер надеялся переломить ход войны.

Опыты доктора Ричарда Валлаушека

В концентрационных лагерях нацисты совершили множество преступлений, часть из которых носила квазинаучный характер. Тирольский исследовательский институт занимался вопросами эффективности акустических воздействий на организм человека. Эксперименты ставились на заключенных и военнопленных: их помещали в низкочастотное поле и наблюдали за ухудшением самочувствия подопытных людей. Чем симптоматика выглядела ужаснее (рвота, паника, помешательство, ухудшение и прекращение дыхательной функции, нарушения пищеварения), тем более совершенным считалось инфразвуковое оружие.

Это изуверство продолжалось под руководством врача-убийцы и военного преступника доктора Ричарда Валлаушека до января 1945 года. Установка представляла собой особый генератор, работавший на кислороде и метане, с излучателями, похожими на гигантские (3,25 метров в диаметре) динамики, но действовала она только на близком расстоянии (до 60 метров). По законам физики, интенсивность воздействия падала квадратично расстоянию.

«Психотропная» частота

После войны немецкое инфразвуковое оружие — звуковая пушка, сконструированная Валлаушеком, — досталось американцам, они захватили его в городе Хиллерслебен. Большого интереса пушка тогда не вызвала, но о ней вспомнили в начале космической эры, когда возникли сомнения в том, что астронавты смогут выполнять свои обязанности в условиях сильных вибраций, неизбежных во время старта. В НАСА решили ознакомиться с результатами опытов, производившихся в фашистской Германии. Дополнительные эксперименты позволили определить наиболее «психотропную» частоту, равную 19 герцам, при воздействии которой с интенсивностью 155 дБ у облучаемого лица возникают галлюцинации. Многим ученым в США казалось, что найден ключ, используя который, можно легко создать инфразвуковое оружие. Это оказалось, однако, не так просто на практике.

Слухи и домыслы

Достоверно выяснить, каким образом можно влиять на сознание и самочувствие человека, по всей видимости, пока еще не удалось. В СМИ время от времени мелькают сенсационные сообщения о якобы проводившихся в СССР экспериментах над обычными людьми, стоявшими в очередях и охватываемыми необъяснимой паникой во время следования мимо них загадочных автомобилей. Документальных подтверждений этим фактам нет, но падкие до сенсаций обыватели охотно верят и непроверенной информации.

Медики же утверждают, что головную боль вызывают колебания от 20 до 30 Гц. Есть свои резонансные частоты и у других жизненно важных органов, например у сердца (5 Гц), желудка (3 Гц), почек (7 Гц) и так далее. Однако эти сведения сами по себе не означают, что инфразвуковое оружие массового поражения может быть создано в ближайшее время.

Что выдается за особое оружие на бытовом уровне и во время войны

Рынок диктует свои законы: индивидуальные средства обороны продаются во всем мире, а новинки широко рекламируются. Приборы компактных размеров и небольшого веса, способные оказывать направленное мощное звуковое воздействие на нападающих, стали в последние годы ходовым товаром. Известны случаи их успешного применения (например, против сомалийских пиратов). Как правило, это не инфразвуковое оружие — оно работает на частотах звуковых, слышимых человеческим ухом (2-3 кГц), и является просто сильным раздражителем, ошарашивающим агрессора и выводящим его из психического равновесия. Это же касается и более мощных систем, используемых американскими войсками в Ираке и других странах для подавления проявления массовых недовольств. Сильный и резкий шум действует безотказно, он дезорганизует, особенно если возникает внезапно. Его несложно создать с помощью обычных трансляционных установок. А вот инфразвуковое оружие, если оно существует, действует скрытно и избирательно.

В наши дни

Работы в области психотропного субакустического воздействия, несомненно, ведутся в разных странах, в том числе и в России. Главным камнем преткновения, по всей видимости, стали способы излучения волн достаточной эффективности и нужного диапазона. Даже людям, не очень знакомым с техникой, понятно, что обычный электромагнитный динамик, даже очень высокого качества, с задачей не справится: у него слишком низкий КПД и малые возможности направленного воздействия. Создать колебательную систему с диапазоном ниже 20 Гц огромной мощности практически невозможно. Панику вызывала примененная войсками НАТО «акустическая бомба», но действие ее слишком кратковременно. Не таким должно быть современное инфразвуковое оружие. Схема его излучателей, скорее всего, будет строиться на пьезоэлектрических элементах, практически не имеющих ограничений по частотному диапазону.

Российское руководство, очевидно, понимает важность этого вида перспективных вооружений.

fb.ru

АКУСТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

   Акустическое воздействие на обьект — это довольно сложный и интересный процесс. Например, ультразвук характеризуется большим значением интенсивности, которое можно сфокусировать в небольшом объёме. Эффект зависит от интенсивности, длительности воздействия и состояния организма. Ультразвук может влиять двумя путями: 1. Диффузное воздействие – происходит через воздух; 2. Локальное. При диффузном воздействии происходят нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, может понизиться слух, нарушаются состав и функции крови, может происходить утомление, головные боли. При контактном (локальном) воздействии нарушается капиллярный кровоток, снижается болевая чувствительность (это используется при реабилитации). Может происходить разрежение плотности костей. 

   Инфразвук очень часто сочетается с низкочастотной вибрацией, вызывает возникновение неприятных ощущений, нарушения в центральной нервной системе, могут быть головные боли, головокружения, нарушения в вестибулярном аппарате, дыхательной системе, может быть вызвано осязаемое движение барабанных перепонок, снижение внимания и работоспособности. Кроме этого, возникает чувство страха, сонливость, даже затруднение речи, у наиболее чувствительных людей усиливается эмоциональная неустойчивость, формируется неуверенность в себе. 

   В целом, защита от любого акустического воздействия включает в себя снижение звуковой мощности источников, изменение направления воздействия, акустическую обработку помещений, также используют звукоизоляцию, средства индивидуальной защиты, к которым относят специальные наушники, шлемы и ушные вкладыши. Непосредственно к воздействию акустических колебаний принадлежит воздействие ударной волны, при этом влияет не только воздушная волна, в виде акустических колебаний, но и фронт избыточного давления, который охватывает любой живой организм, а значит, может быть перемещение тела в пространстве. 

   Повреждение от ударной волны определяется фронтом избыточного давления, действующего на организм. Если избыточное давление до 10 кПа, то возникает лишь неприятное ощущение, но это безопасно. Если до 40 КПа – возникают лёгкие поражения в виде звона в ушах, головокружении, головной боли, могут быть лёгкие вывихи или ушибы. Если до 60 кПа – поражение средней тяжести в виде вывихов конечностей, контузии головного мозга, повреждения органов слуха, кровотечения из носа и ушей. Воздействие до 100 кПа – тяжёлые повреждения в виде контузии организма, перелома костей, кровотечения из носа, ушей и внутренних органов, могут быть повреждения внутренних органов. Если воздействие более 100 кПа, то наступает смерть. Так что поосторожнее с экспериментами, ультра и инфразвуковая пушка — опасное орудие!

   Форум по акустическим излучателям

   Обсудить статью АКУСТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

radioskot.ru

Инфразвуковой виброакустический широковещательный интерфейс | Наука будущего

Автор:Яшкардин Владимир
Дата публикации: 
20.02.2013
Версия 29 от 09.01.2015
Последние изменения: п.5.2.3.4 П.5.2.3.5
[email protected]

<big>Содержание:</big>

<dl>1. Вступление1.1 Резонатор , генератор, энергетический поток1.2 Звуковые генераторы на воздушных потоках.2. Электрические передатчики энергии.2.1 Функциональная схема генератора.2.2 Функциональная схема передатчика.2.3 Функциональная схема передатчика с частотной модуляцией.3. Виброакустический инфразвуковой генератор SCIROCCO с питанием от ветрового потока.3.1 Функциональная схема и оценочный расчёт мощности генератора.3.2 Описание работы генератора SCIROCCO.3.3 Кориолисов усилитель. Ориентация передатчика. Диаграмма направленности излучения.3.4 Выбор места расположения передатчика с генератором SCIROCCO.4. Виброакустические инфразвуковые генераторы на плато Гизы.4.1 Историческая справка.4.2 Три модели виброакустических генераторов.4.3 Виброакустический инфразвуковой генератор пирамиды Хеопса.4.4 Рождение пирамид.4.5 Гибель пирамид.5. Приёмники инфразвука.5.1 Сигнальные приёмники.5.2 Информационные приёмники.<dl>5.2.1 Объёмно-камертонные инфразвуковые информационные приёмники.5.2.1.1 Купольные объёмно-камертонные инфразвуковые приёмники.5.2.1.2 Барабанные объёмно-камертонные инфразвуковые приёмники.5.2.1.3 Скальные объёмно-камертонные инфразвуковые приёмники.5.2.2 Объёмно-наскальные инфразвуковые информационные приёмники.5.2.2.1 Тумулусы- инфразвуковые объёмно-наскальные псевдокупольные приёмники.5.2.2.2 Дольмены- инфразвуковые объёмно-наскальные инфразвуковые приёмники.5.2.2.3 Мастабы- инфразвуковые объёмно-наскальные инфразвуковые приёмники.5.2.2.4 Нураги- инфразвуковые объёмно-наскальные инфразвуковые приёмники.5.2.3 Камертонные инфразвуковые информационные приёмники.5.2.3.1 Фигурные камертонные инфразвуковые приёмники.5.2.3.2 Стержневые камертонные приёмники.5.2.3.3 Колоннады.5.2.3.4 Башни с объёмными (воздушными) резонаторами..5.2.3.5 Колокольни.5.2.4 Наземные купольные приёмники. Нефы, соборы, мечети, ступы, пагоды.5.2.4.1 Частотные характеристики наземных купольных приёмников.</dl>6. Основное назначение инфразвукового интерфейса SCIROCCO.7. Заключение.8. Заявление об авторстве.9. Источники информации.10. Публикации в научных рецензированных изданиях.</dl>

1.Вступление

Виброакустические инфразвуковые интерфейсы предназначены для широковещательной передачи энергии в упругой среде(вода, грунт).
Активно применяются морскими животными (киты, касатки) для общения на расстояниях свыше 1000 км (диапазон 18..30Гц).
Максимальное расстояние, зафиксированное для синего кита, составило 1300 км(Miller, 1951; Scharf, 1970) [1].
Аналогичные системы разрабатывались в 20 веке для организации связи с подвижными подводными объектами.
Но, добиться удовлетворительных результатов в звуковом диапазоне не получилось.
Вместо этого были разработаны электрические передатчики с радиосигналом диапазона сверхнизкой частоты SLF(СНЧ)(30-300Гц).
Эффективные размеры антенн для таких частот составляют тысячи километров (L=3*108/300=3*106м=3000км).
Реально делают антенны в десятки километров, при этом КПД антенн становится очень низким и приходится компенсировать это большой мощностью питания.
Для работы этих передатчиков используют электростанции большой мощности.
Из открытых источников сегодня известны:
-Система «Зевс»  , Россия, 82 Гц.
-Система «Seafarer», США, 76 Гц .
Вероятно, что Россия и США, смогли построить передатчики в диапазоне ELF(КНЧ) (3-30Гц), но эта информация крайне секретная.
Стоимость и размеры таких передатчиков чрезвычайно огромны.
Радиосигналы таких частот легко проникают в толщу воды и льда, что делает их незаменимыми для связи с подводными объектами в любой точке планеты и на любой глубине океана.

В статье мы рассмотрим несколько инфразвуковых передатчиков диапазона 9-16 Гц.
Это древние инфразвуковые генераторы, работающие на энергии воздушных потоков.
Инфразвуковые передатчики весьма эффективны, так как скорость звука значительно меньше скорости электромагнитной волны.
Длина волны звука для частоты 12.25 Гц в воздухе составляет 28 м, в камне 460 м.
Эффективная антенна должна быть сопоставима с половиной длиной волны в среде распространения.
Поэтому получить эффективные антенны(вибраторы) в звуковом диапазоне значительно легче, чем в электрическом диапазоне. 

Хотя российским инженерам не удалось построить инфразвуковую систему вещания, но мы можем описать принцип работы этих древних энергетических установок.
Для этого будем использовать известные научные знания и понятия, такие как резонатор, генератор, энергия, энергетический поток.
Так же будем использовать ТОР(теоретические основы радиотехники), так как это наиболее развитая научная теория описывающая передачу энергии волновыми процессами.

1.1 Резонатор , генератор, энергетический поток.[2]

Резонатор — это объект, который может совершать свободный затухающий колебательный процесс после однократного энергетического воздействия на объект.
Резонатор характеризуется собственной частотой возбуждения и добротностью.
Добротность определяет затухание свободных колебаний, чем выше добротность, тем больше свободных колебаний совершит резонатор.
Резонатор, получив порцию энергии, расходует её с каждым колебанием.
Часть энергии теряется на нагрев за счёт сил трения.
Другая часть энергии передается в физическую среду в виде волновой энергии в определённой полосе частот.
Чем меньше ширина полосы частот, в которой передается энергия, и меньше потери на трение, тем выше добротность резонатора.

Резонаторы бывают разные:
1.Маятник
2.Струна
3.Колокол
4.Камертон
5.Кварцевый резонатор
6.Атомный резонатор.
Резонаторы могут быть различны, но описываются они одинаковыми уравнениями волновых процессов.
Суть колебательного процесса заключается в гармоническом переходе энергии из потенциальной в кинетическую форму и обратно, за определённый период времени.

Чтобы колебательный процесс не затухал в резонаторе, нужно компенсировать потерю энергии каждый период колебания.
Устройства, которые это делают, называют генераторами.
Генератор должен подключать резонатор к энергетическому потоку через интервал времени кратный периоду колебания резонатора.

Энергетический поток — это поток частиц двигающихся под действием силы создаваемой разницей энергетического потенциала между двумя точками пространства.
Для возникновения потенциала нужна сила, которая может действовать на частицу энергетического потока.
Силы могут иметь различные причины возникновения, но вычисления её действия описываются одинаковыми уравнениями.

Например, возьмём два одинаковых элемента пространства и поместим в одно 50 частиц, а в другое 10 частиц.
Допустим это молекулы воздуха или электроны, между ними существует сила отталкивания.
В этих элементах пространства сила взаимодействия определит энергетический потенциал f1 и f2.
Потенциал f2 будет большим, так как на частицы будет действовать большая сила отталкивания.

Рис.1 Одинаковые элементы пространства с разным количеством взаимодействующих частиц.

Разница потенциалов называется напряжением, оно характеризует суммарную силу, действующую на частицы между двумя точками пространства.
Если теперь соединить эти два элемента пространства физической средой способной пропускать частицы, то возникнет энергетический поток.

Рис.2 Возникновение энергетического потока.

Энергетический поток характеризуется силой потока.
Сила потока определяет скорость переноса энергетического потенциала между двумя точками пространства.
Величина силы потока I зависит от напряжения U(разности потенциалов) и сопротивления среды R.
В общем случае это закон Ома I=U/R.
Частицы преодолевая сопротивление канала связи, передают свою энергию на нагрев и на полезную работу.
Например, если в воздушный поток поместить парусник, то на него будет действовать сила, которая заставит его двигаться в направлении потока.
При этом поток будет совершать полезную работу (движение парусника) равную A=F*S (где, A-работа в Джоулях, F-сила Ньютонах, S-путь в метрах).
Работа совершаемая в единицу времени называется мощностью P=A/t (измеряется в Ваттах).
Также мощность определяют, как произведение напряжения(разность энергетических потенциалов) на силу потока(скорость переноса энерг. потенциала) P=U*I (Вт).

<caption>Таблица 1. Энергетические потоки</caption>

потокчастицаразность потенциаловсила
дождькапля водывысота (m)гравитация
рекамолекула водыдавление(Pa)гравитация
ветермолекулы воздухадавление(Pa)сжатие
сжатый воздухмолекулы воздухадавление(Pa)сжатие
альфа-радиацияпротон(eV)ядерные силы
бета-радиацияэлектрон(eV)ядерные силы
электрический токэлектроннапряжение (V)Кулона

В различных науках эти процессы называется по-разному, хотя имеют общую сущность.
Например, в пневматике потенциал- давление, напряжение -разность давления и т.п.
Наиболее практически значимо и полно описывает эти процессы электрические науки, например прикладная ТОР(теоретические основы радиотехники).
ТОР может описать все колебательные процессы независимо от их происхождения: механические, атомные, электрические, звуковые.
Основной генератор в радиотехнике построен на кварцевом резонаторе.
Кварцевый резонатор — это камень, который стучит в каждом мобильнике, смартфоне, телевизоре, компьютере, пульте, спутнике и т.д.
Он определяет начало и конец всех движений электронов внутри устройства.
Кроме того, только ТОР полностью описывает передачу генератором волновой энергии в пространстве. 

1.2 Звуковые генераторы на воздушных потоках.

Генератор должен эффективно превращать энергетический поток в волновую энергию среды.
Для этого он и предназначен.
Звуковые генераторы работающие на воздушном энергетическом потоке весьма эффективны.

Начнём с самых древних:
1. Голосовой аппарат человека.
Представляет из себя многомодовый генератор звуковых волн, работающий на энергии сжатого воздуха.
Имеет несколько резонаторов — голосовых связок (85..255 Гц).
Входит в состав передатчика (глотка, язык, ротовая полость, зубы, губы) способного модулировать несущие звуковые частоты обертонами.
Используется человеком для широковещательного обмена информацией в упругой среде через интерфейс «голос-слух».
Весьма эффективен и универсален.
Обеспечивает дальность связи до сотен метров в воздухе.

2. Голосовой аппарат кита.
Способен генерировать инфразвуковые частоты в районе 18-30 Гц.
Весьма эффективен.
Обеспечивает наибольшую дальность передачи сигнала в воде до 1300км.

Созданные человеком:
1. Духовые музыкальные инструменты. (Флейта, труба, валторна и др.)
Звуковой генератор работающий на энергии воздушного потока.
Имеет несколько встроенных резонаторов на разные частоты.
Имеет модуляторы обертонов и элементы усиления амплитуды сигнала.

2. Свисток
Простейший звуковой генератор на энергии воздушного потока.

3. Пирамидальные инфразвуковые генераторы.
Описание этих звуковых генераторов см. в п.3.4 

Все генераторы, передатчики и приёмники работают по общим принципам.
В основе которых лежат резонансные свойства объектов и передача энергии волновым способом.
Поэтому работу этих устройств лучше всего можно объяснить на электрических устройствах.
Так как современная цивилизация здесь сильно преуспела.

2. Электрические передатчики энергии.

2.1 Функциональная схема генератора.[3]

В настоящее время мы умеем создавать радиопередающие устройства, которые используют переменный электрический ток для передачи энергии между объектами.
Эти устройства работают на основе генераторов электрических колебаний(генератор переменного тока).
Генераторы переменного тока создали облик современной цивилизации, почти все достижения современного человечества связаны с этим понятием.
Разработал это устройство, величайший гений человечества- инженер Никола Тесла.

Рис.3 Функциональная схема генератора.

<dl>Для функционирования генератора необходимо:</dl>

 

<dl>1.Энергия (положительный и отрицательный потенциал, создающие энергетический поток).2.Усилитель — устройство, которое усиливает сигнал со входа на выход.3.Резонатор — колебательное устройство имеющее частоту резонанса и высокую добротность.4.Обратная положительная связь(ПОС) -канал, по которому часть энергии сигнала с выхода усилителя, попадает на его вход.</dl><dl>Для того , чтобы генератор начал работать необходимо:1. Чтобы сигнал с выхода усилителя вернулся обратно на вход с задержкой равной периоду колебания (или кратно периоду).2. Амплитуды сигналов на входе и выходе усилителя должны быть равны (т.е. коэффициент усиления обратной связи ПОС должен быть равен единице)</dl>

При этих условия возникнет гармоническое автоколебание, в котором колебательный процесс поддерживается потребляемой энергией.
По сути дела постоянная энергия преобразуется в переменную.
Переменная энергия распространяется в пространстве волновым процессом, который перемещает энергию за счет инерционных свойств среды.
То есть, среда способна перемещать в пространстве перетекающую друг в друга потенциальную и кинетическую энергию, полученную от генератора.
В среде вокруг генератора образуется волнообразное энергетическое поле, которое расширяется в пространстве со скоростью распространения сигнала в данной среде.
Если в это энергетическое поле поместить объект имеющий резонанс на данной длине волны, то этот объект начнёт забирать энергию полученную средой.
В результате часть энергий генератора начинает передаваться этому объекту, который называется приёмником.
Если генератор и приёмник имеют абсолютно одинаковую частоту, то приёмник может забирать такое количество энергий, что генератору начнёт не хватать мощности.
В результате этого амплитуда энергетического поля вокруг генератора начнет уменьшаться, уравновешивая потребление энергии приёмником.
Для нормального функционирования системы генератор — приёмники, мощность генератора должна превышать суммарную мощность всех приёмников (в том числе и паразитных).

2.2 Функциональная схема передатчика.

<dl>Схема передатчика состоит:1. Генератора переменного тока.2. Волнового канала — ограниченного участка среды с заданными свойствами, предназначенного для передачи переменной энергий в заданную точку пространства c минимальными потерями.3. Вибратора(Антенны) — устройство для эффективной передачи энергии на заданной частоте из одной физической среды в другую.4. Согласующих устройств -устройств уравновешивающих скорости потоков энергии между генератором, волноводом и вибратором.5. Физической среды распространения сигнала.</dl>

Рис.4 Функциональная схема передатчика.

Чтобы передатчик мог работать мы должны сделать равными: выходное сопротивление генератора, волновое сопротивления волновода, входное сопротивление вибратора.
Для этого применяют специальные согласующие устройства, которые уравнивают сопротивления между всеми частями передатчика.
Сопротивление в данном случае показывает обратную величину скорости переноса энергетического потенциала единичным зарядом.
Если генератор будет выдавать энергию с большей скоростью, чем может передать волновод, то часть энергии отразится обратно в генератор.
В результате на всех стыках, где сопротивление не выровнено, возникнет отражение энергии в обратную сторону.
Отражаясь обратно, энергия не попадает в среду распространения и эффективность передатчика падает.
Таким образом процесс согласования генератора с вибратором(антенной) — это основа всей волновой технологии.

2.3 Функциональная схема передатчика с частотной модуляцией.

Передавать информацию передатчиком, показанным на рис.4, можно только включая и выключая его, то есть временным кодированием типа азбуки Морзе.
В современных передатчиках информация передается с помощью модуляции несущей частоты(ЧМ), поэтому выключать генератор нет необходимости.
Частота передатчика меняется пропорционально изменению информационного сигнала.

Рис.5 Функциональная схема передатчика с частотной модуляцией.

Для изменения частоты несущего генератора обычно используют смесители, которые позволяют суммировать/вычитать частоты сигналов поданных на их входы.

Второй способ получение ЧМ модуляции, это изменение времени задержки сигнала в цепи обратной связи генератора несущей частоты.

Рис.6 Функциональная схема генератора качающейся частоты.


Такой генератор называется генератором качающейся частоты, т.е. один генератор раскачивает другой генератор.
Если вместо верхнего генератора, встроить ёмкостной управляемый элемент -варикап, который изменяет свою ёмкость в зависимости от поданного на него напряжения.
То, увеличение ёмкости в цепи обратной связи будет увеличивать задержку сигнала в ПОС, в результате чего частота генератора будет уменьшаться.
Таким образом, мы получим ЧМ-передатчик, в котором частота сигнала будет изменяться пропорционально информационному сигналу поданному на варикап.
В этой схеме происходит модуляция времени задержки цепи положительной обратной связи(ПОС).
Достоинство первой схемы — это стабильность несущей частоты, второй — это простота реализации.

3. Виброакустический инфразвуковой генератор SCIROCCO с питанием от ветрового потока.

3.1 Функциональная схема и оценочный расчёт мощности генератора.

Данный генератор преобразует энергию ветрового потока в инфразвуковую волновую энергию.
Питание генератора осуществляется постоянно дующим ветром, например ШИРОКО(постоянный ветер в Северной Африке).
Ветер один из мощных энергетических источников, который человечество научилось использовать прежде всего.

<dl>Сила ветра вычисляется по формуле: </dl>

<big><big>F=CV2pS/2</big></big>

<dl> [13]</dl>

 

<dl>где:C- коэффициент формы ветровой нагрузки, для плоской большой пластины с острыми углами С=1.33p- плотность воздуха, 1.29 кг/м3S- площадь поперечного сечения ветровой нагрузки, м2V- скорость ветра относительно ветровой нагрузки, м/с</dl>

Вычислим энергетические возможности ветра SCIROCCO.
Среднее значение ветра примерно 10м/с, с порывами до 30м/с, иногда ослабевающим до 2м/с.

<dl>Рассчитаем теоретическую максимальную мощность, которую можно снять c тела поперечным сечением в 1 м</dl>

2

<dl> при силе ветра 10м/с:Сила давления ветра при условии, что тело неподвижно F=1.33*102*1.29*1/2=85,785Н (т.е. примерно 8,4кг)Мощность- это работа совершаемая силой за единицу времени.Если тело неподвижно или двигается со скоростью потока, то потребляемая мощность равна нулю, так как нет полезной работы.Максимальная мощность выделяется при движении тела(ветровой нагрузке) со скоростью 1/3 от скорости потока ветра.Поэтому чтобы вычислить максимально возможную мощность будем считать ,что ветер двигает наше тело со скоростью 3.3м/с.Тогда скорость ветра относительно тела будет равна 10-3.3=6.7 м/с.Сила ветра действующая на тело будет равна F=1.33*6.72*1.29*1/2=38.5НВычислим мощность как отношение работы к времени P=A/t=F*L/t=F*V*t/t=FV=38.54*3.3= 127Вт<dl>Где:P=A/t- мощность, ВтA=F*L- работа, ДжL=V*t- расстояние пройденное телом, мt- время, сV- скорость тела, м/с</dl></dl>

Рис.7 График мощности потребляемой телом с поперечным сечением в 1 м2, движущегося в воздушном потоке, который имеет скорость 10 м/с.

По оси X показана скорость движения тела в м/с.
По оси Y показана мощность потребляемая телом в Вт.
Видно, что данная функция имеет максимум в точке 3.3 м/с (1/3 скорости потока).

Например, максимально возможная мощность потребления пирамиды Хеопса при таком ветре будет равна:
P=S*127 =0.5*230*146*127=2132330 Вт = 2 МВт.
где:
S,м2-площадь поперечного сечения пирамиды (равнобедренный треугольник)
127,Вт/м2 — максимальное количество ватт, которое можно получить с 1 м2 при силе ветра 10м/с.

Очень приличная мощность для любого передатчика.
Например, мощность передатчика Первого канала в Останкино 0,04МВт.

Функциональная схема генератора SCIROCCO построена на классической схеме генератора показанной на рис.3.

Рис.8 Физическая схема виброакустического генератора SCIROCCO.

<dl>На схеме цифрами обозначены:1. Резонатор (камертон).2. Камера активного резонансного усилителя.3. Фокусирующий уголковый отражатель.4. Канал подачи положительного потенциала энергии.5. Канал подачи отрицательного потенциала энергии.6. Гранитная пластина(мембрана) положительного потенциала ветровой энергии.7. Гранитная пластина(мембрана) отрицательного потенциала ветровой энергии.8. Отвод сигнала с выхода усилителя в положительную обратную связь(ПОС).9. Выключатель ПОС.10. Канал положительной обратной связи(ПОС).11. Волновой канал.12. Резонансный вибратор.13. Устройства согласования.</dl>

Все элементы генератора, которые работают с акустической энергией, сделаны из камня, лучше всего из гранита или базальта.
Гранит имеет хорошую твёрдость и хорошо проводит звук со скоростью до 4000м/с.
Все плоскости, по которым движется акустическая волна должны быть гладкими и полированными.
Возможно использование более мягких камней, при этом потери на нагрев поверхностей волноводов и мембран будет больше.

Пояснения к устройству элементов генератора:

<dl>Резонатор(камертон)(1).Резонатор -аналог современного кварцевого резонатора, т.е. электрические генераторы сегодня возбуждаются от камней.Поэтому совсем неудивительно его использование в генераторе SCIROCCO.Резонатор может быть любой формы, пустотелым, открытым, замкнутым и т.д.Он должен быть сделан из твердого(звонкого) материала и иметь выраженный резонанс с высокой добротностью.Для обеспечения высокой добротности, резонатор должен быть приподнят от пола и поставлен на очень твердые подставки (например, кремниевые).Резонаторная камера(2).Должна иметь частоту кратную резонатору.Пол резонаторной камеры должен быть выложен не зажатыми гранитными плитами с зазором и твердыми подкладками.Это усиливает вибрацию в резонаторной камере за счет вторичного переизлучения.Уголковый отражатель фокусирует акустический сигнал на пол камеры в районе резонатора.Это приводит к уменьшению выходного сопротивления усилителя и способствует более эффективной отдаче энергии в волновод.Камера может быть снабжена ревибрационными балками (директорами), которые усиливают сигнал, идущий от уголкового отражателя.В камеру должны быть заведены каналы питания и ПОС.Регулировка частоты камеры осуществляется изменением объёма регулировочного колодца.В регулировочный колодец должен засыпаться высококачественный кварцевый песок.Наиболее лучшее место для резонансной камеры усилителя это геометрический центр пирамиды или центр основания.Каналы питания(4,5).Каналы питания положительным и отрицательным потенциалом представляют собой открытые гранитные волноводы.Они передают звуковую волновую энергию, создаваемую гранитными мембранами(6,7), в резонаторную камеру(2).Начинаются эти каналы под гранитной обшивкой пирамиды и напоминают докторский фонендоскоп.Эти каналы должны быть открыты, так как при запуске генератора первичная энергия может создавать постоянный или очень низкочастотный потенциал.Который определяется медленным изменением ветровой нагрузки.После запуска генератора, пирамида вибрирует с частотой 9-16Гц и с мембран снимается волновая энергия с этой частотой, которая хорошо проходит через воздух и ещё лучше через гранит.Если эти каналы сделать закрытыми гранитом, то запустить генератор не получится, хотя запущенный генератор смог бы при этом работать.Волновые каналы(8,10,11).Волновые каналы используются для передачи волновой энергии генератора..Волноводы не участвующие в запуске генератора(Этап 1), могут быть закрыты гранитом.Использование гранитных линз в волноводе позволяет регулировать время прохождения волны через волновод.Каналы положительной обратной связи(8,10).Очень важные каналы, сигнал идущий с выхода усилителя должен пройти по этим каналам за время кратное периоду волны.Изначально каналы делают с большим временем задержки сигнала.После окончательной сборки генератора производят тонкую подстройку времени задержки сигнала.Для этого в каналы вставляют гранитные линзы заданной толщины.Так как скорость звука в линзе в 15 раз больше, чем в воздухе, то задержка сигнала в канале уменьшается.Подбором линз добиваются надежного запуска генератора на резонансных частотах.Волновод(11).Волноводы предназначены для передачи волновой звуковой энергии.Они характеризуются волновым сопротивлением, т.е. скоростью переноса потенциала единичным элементом среды.Волновое сопротивление волновода должно быть согласовано с выходным сопротивлением генератора и входным сопротивлением вибратора.Это согласование и есть основная сущность инженерного расчета передатчика.Качество согласования этих элементов оценивается коэффициентом стоячей волны(КСВ).КСВ характеризует соотношения переданной и отраженной энергии в волноводе.В согласованном волноводе вся энергия вырабатываемая генератором через волновод поступает в вибратор и далее распространяется в физической среде.При плохом согласовании большая часть энергий отражается обратно в генератор.Расчетом волновых сопротивлений и их согласованием занимается прикладная наука ТОР (теоретические основы радиотехники).Кроме отражения сигнала в волноводах есть невозвратные потери на нагрев волновода.В любом волноводе есть потери энергий при её передачи, за счет трения, изгибов и нарушения симметрии волноводов.Поэтому к чистоте поверхности и симметричности волноводов предъявляют повышенные требования.Устройства согласования(13).Специальные объёмные и отражательные элементы, которые призваны согласовать выходное сопротивление усилителя, волновое сопротивление волновода и входное сопротивление вибратора.Без этих элементов работа передатчика практически бесполезна из-за большого отражения сигнала.Вибратор(12).Устройство для передачи акустической энергии из воздушной среды волновода в среду каменного монолита.Вибратор представляет собой прямоугольное помещение, вырубленное в монолите.Длинная сторона вибратора должна быть равна длине передаваемой волны в воздухе.Остальные размеры, большой роли не играют.</dl>

3.2 Описание работы генератора SCIROCCO

<dl>Этап 1. Возбуждение генератора от переменной ветровой нагрузки.Первичный запуск генератора происходит на очень низкой частоте (0,001..1 Гц), которая создается изменением силы ветра во времени.Звуковая волна такой частоты может распространяться только по открытым воздушным каналам, камень для неё не прозрачен.Ветер изменяя свою силу создает на гранитных мембранах(6,7) звуковую волну очень низкой частоты.Звуковая волна созданная изменяющимся ветром по открытым каналам(4,5) попадает в камеру резонансного усилителя (2)Этой энергии достаточно для возбуждения камертона на частоте своего резонанса.При включении Выключателя ПОС(9) обратная положительная связь(8) замыкается через канал (10) на резонансную камеру(2).Это приводит к возникновению генерации с частотой кратной частоте камертона, на которую настроена камера резонансного усилителя(2).Резонансный усилитель состоит из: камеры (2), уголкового отражателя(3), питающих каналов(4,5).Усиленный сигнал с выхода камеры резонансного усилителя попадает на согласующее устройство(13).Согласующее устройство выравнивает волновые сопротивления камеры(2) и волновода(11), чтобы избежать отражения сигнала.По волноводу (11) сигнал поступает в вибратор, который распространяет волновое энергетическое поле в каменном монолите.Часть выходного сигнала отбирается ПОС по волноводу(8) и подаётся по каналу(10) обратно в резонаторную камеру.Генератор начинает возбуждаться, увеличивая мощность потребления с каждым циклом.Этап 2. Разгон генератора на рабочей частоте.Рабочая частота генератора составляет десятки герц (9…16Гц), камень легко проводит такую звуковую частоту, он для неё прозрачен.Вибратор настроенный на рабочую частоту создает в каменном монолите волновое звуковое поле рабочей частоты.Размер основания пирамиды равен длине рабочей звуковой волны в каменном монолите.Пирамида начинает входить в резонанс, постепенно увеличивая амплитуду вибрации на рабочей частоте.Так как гранитные мембраны (6,7) начинают двигаться с рабочей частотой относительно ветра, то они создают звуковую волну рабочей частоты (9..16Гц)Теперь переменный ветер не важен, он может быть любым, в том числе и постоянным.Основное значение частоты звуковой волны создаваемой мембранами будет определятся рабочей частотой генератора.Амплитуда колебания пирамиды будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального потребления мощности.Этап 3. Работа на полной мощности.Так как камень прозрачен для рабочей звуковой волны(9-16Гц), то каменное тело пирамиды начинает активно забирать звуковые волны со всей поверхности мембран.По сути дела вся пирамида становиться звуковым широкополосным усилителем сигнала с частотой задаваемой резонансной камерой.Резонатор высокой добротности поддерживает эту частоту с высокой точностью.Рупорная форма пирамиды фокусирует всю собранную звуковую энергию на каменном монолите под основанием пирамиды.Что в свою очередь ещё больше раскачивает пирамиду.Теперь энергия ветра напрямую потребляется движущейся пирамидой.Тело пирамиды становиться широкополосным(низко добротным) усилителем сигнала, перерабатывающим постоянный энергетический поток, от которого она питается, в переменную энергию.В этом режиме внутренняя структура генератора начинает выполнять только управляющую задающую функцию.Основная мощность волнового сигнала начинает распространяться по поверхности планеты со скоростью от 1500 до 5500 м/с.</dl>

Дополнительный комментарий для не специалистов в волновой теории:

<dl>Хочу более просто пояснить следующие моменты:-Внутри пирамиды нет во

maxpark.com

Ультразвуковая пушка своими руками. | Наука для всех простыми словами

Сегодня в сети можно найти огромное количество конструкций ультразвуковых генераторов, но я бы хотел поделиться конструкцией самого простого и доступного из них.

Ультразвуковая пушка собрана своими руками всего на двух логических инверторах и имеет минимальное количество комплектующих компонентов. Несмотря на простоту сборки, конструкция достаточно мощная и может применяться против пьяных алкашей, собак или подростков, которые засиживаются и поют в чужих подъездах.

Для генератора подойдут микросхемы \u0421d4049 (Hef4049), Cd4069, или отечественные микросхемы к 561 ЛН 2, к 176 ПУ 1, к 176 ПУ 3, к 561 ПУ 4, или любые другие микросхемы стандартной логики с 6-ю или 4-я логическими инверторами, но придется менять цоколевку.
Наша схема ультразвуковой пушки на микросхеме Hef4049 выполнена. Как уже было сказано, нам нужно задействовать всего два логических инвертора, а какие из шести инверторов задействовать — вам решать.
Сигнал с выхода последней логики транзисторами усиливается. Для раскачки последнего (силового) транзистора в моем случае применены два маломощных транзистора КТ 315, но выбор огромный, можно ставить любые NPN транзисторы малой и средней мощности.
Выбор силового ключа тоже не критичен, можно ставить транзисторы из серии Kt815, Kt817, Kt819, Kt805, КТ 829 — последний является составным и будет работать без дополнительного усилителя на маломощных транзисторах. С целью повышения выходной мощности можно использовать мощные составные транзисторы типа КТ 827 — но для его раскачки дополнительный усилитель все-таки будет нужен.
В качестве излучателя можно использовать любые СЧ и вч головки с мощностью 3-20 ватт, можно также задействовать пьезоизлучатели от сирен (как в моем случае.
Подбором конденсатора и сопротивления подстроечного резистора — настраивается частота.
Такая ультразвуковая пушка, собранная своими руками, вполне подойдет для охраны дачной территории или частного дома. Но не нужно забывать — ультразвуковой диапазон опасен! Мы не можем слышать его, но организм чувствует. Дело в том, что уши принимают сигнал, но мозг не способен раскодировать его, отсюда и такая реакция нашего организма. Автор неизвестен.





science.ru-land.com