РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Физика процесса наукой не объяснена» : история акустики в России

Передо мной играл настоящий рояль. Я даже мог узнать какой – концертный рояль из музыкальной школы им. Дунаевского, на котором две мои дочки постоянно играют отчетные концерты: его звучание трудно с чем-то перепутать. Я открыл глаза: звук доносился из необычных плоских акустических систем, которые вручную изготавливает маленькая компания из трех человек из поселка Афипский недалеко от Краснодара.
«Физика процесса наукой не объяснена» : история акустики в России

Честно говоря, послушать акустику компании Sheet Control я решил чисто из любопытства, уж больно необычного вида она была. Однако звук оказался настолько хорошим, а технология настолько необычной, что я провел в разговорах с основателями компании Дмитрием Петренко и Алексеем Петрушевским несколько часов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сейсмические волны

Технология, которая лежит в основе акустики Sheet Control, называется DML (колонки распределенного типа), но чаще всего их называют по аббревиатуре компании – NXT (New Transducers Ltd), которая официально с 1996 года стала правообладательницей патента и начала продвигать эту технологию в области построения акустических систем различного назначения. Основной принцип данной технологии – вместо динамика используется достаточно плотная панель, мембрана. Если к ней приложить источник возбуждения акустического диапазона, то она совершает колебательные движения: от места приложения силы распространяются «сейсмические» волны. Поверхностная волна бежит до края, переотражается и, возвращаясь, суммируется в кластеры стоячих волн.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Акустику компании Sheet Control

Процесс происходит практически моментально и определяется скоростью распространения волны в материале мембраны. Различные частоты образуют на поверхности различные блоки излучающих кластеров. Каждая зона панели начинает излучать в определенном частотном диапазоне. Бас – здесь, мид-бас – здесь, высокие – здесь, средние – здесь. А панель – единая. «Большая трудность – сделать панель широкополосной, чтобы она излучала весь слышимый диапазон с достаточно линейной характеристикой, – говорит Дмитрий. – Насколько мы знаем, до нас это не удавалось никому на таком высоком уровне».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Физика процесса и свойств этой волны наукой точно не объяснена, – дополняет Алексей. – Мембрана излучает одинаково в обе стороны, синфазно и когерентно. И эффекта акустического короткого замыкания мы здесь вообще не наблюдаем, то есть нам не нужен большой корпус колонки». Вторая особенность – спад давления в акустике NXT происходит обратно расстоянию, тогда как в традиционных динамических громкоговорителях – обратно квадрату. Если проще, NXT-колонки более дальнобойные. И этот эффект необъясним традиционной акустической теорией. Впрочем, точной теории акустики скрипок тоже нет.

youtube
Нажми и смотри
Нажми и смотри

Мембрана

Скрипку я упомянул неслучайно. Отличие NXT-акустики – потрясающая правдоподобность звучания, практически концертная подача. Если закрыть глаза, ощущение такое, что сидишь перед живым исполнителем. Почему? Многие классические инструменты, такие как скрипка или рояль, излучают по схожему с NXT принципу – по сути, та же возбуждающаяся мембрана. Наверное, поэтому мозг интерпретирует звуки, воспроизводимые колонкой, как естественные и натуральные.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

И как в скрипке главное – сам корпус, резонатор, так и в NXT-акустике главное – мембрана. И поиск идеального рецепта ничем не отличается от экспериментов средневековых мастеров из Кремоны. Звучать может любая мембрана, вопрос как. Для получения превосходного качества звучания механические свойства самой панели должны быть строго определенного типа. Два года ушло на поиски оптимальных параметров мембраны. «Проще сказать, какие материалы для мембраны мы не перепробовали», – смеется Дмитрий. Все виды пенопластов и полистиролы, которые используют некоторые производители, – звучание не удовлетворило, звук выходил синтетическим. Пробовали ДВП, фанеру любых свойств и толщин, стекло, металл, бальсу и углепластиковые панели. Некоторые компании применяют углепластиковые панели, но они довольно жестки и упруги, что приводит к излишнему самовозбуждению и специфическому «карбоновому» окрасу звука. А Дмитрию и Алексею нужно было не просто Hi-Fi-звучание, а безоговорочный Hi-End. С большим отрывом победила бумага. Правда, не простая, а бумажные композиты. Два листа бумаги, а между ними сотовая структура.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Плотная мембрана новой акустики
В NXT-акустике вместо динамика используется плотная мембрана. Если к ней приложить источник возбуждения акустического диапазона, то она приходит в колебательные движения: от места приложения силы распространяются «сейсмические» волны, которые переотражаются и, возвращаясь, суммируются в кластеры стоячих волн. Различные частоты образуют на поверхности блоки кластеров, которые начинают излучать в определенном частотном диапазоне.

Ручная работа

«Но бумага бумаге рознь, – делится секретами Дмитрий. – Чтобы она играла хорошо, ее нужно подготовить. Например, упругость и прочность этого пирога мы регулируем поверхностными пропитками на основе нанопорошков различных органических и минеральных материалов. Иногда используем нанопорошок скорлупы грецкого ореха, иногда – рисовой шелухи, иногда – кварцевый нанопорошок. У нас в Краснодарском крае есть человек, который занимается для нас производством нанопорошков». Кварцевая пропитка, например, дает детальное, острое, звонкое, нарядное, яркое звучание. А пропитка грецким орехом – более естественный и бархатистый звук. Для изготовления мембраны нужна не просто бумага, а сэндвич-панель с сотовым наполнением. Сотовый картон российского производства, который бы подходил, просто отсутствует, поэтому на первом этапе ребята использовали голландский картон Reboard, применяемый для рекламных задач. Надо понимать, что картон – это только заготовка. Его приходилось вручную вышкуривать до возможного минимума, а потом укреплять нанопорошками.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сегодня мембраны в Sheet Control делают самостоятельно. Поверхностный слой изготавливается из особых сортов бумаги, а в качестве структурного материала используют очень легкие арамидные соты, которые применяются в аэрокосмической области. Такие мембраны позволяют получить еще более убедительный и качественный звук. Большая работа проделана по клеевому составу. У классических сотовых картонов проблемы с механической прочностью. А так как все это находится в постоянном вибронагруженном режиме, для долговременной работы нужен специальный клей. Пришлось также разработать особый метод торцевания поверхности: если оставить ее открытой, то будет песочный и шершавый звук.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Наши эксперименты показывают, что на новых мембранах мы уже 18 кГц обеспечиваем железно, – говорит Дмитрий. – Думаю, мы еще поработаем и дойдем до 20 кГц в ближайшее время. На данный момент мы можем похвастаться NXT-сабвуферами, которые до 25 Гц имеют линейную характеристику. При этом уровень искажения очень низкий и бас выходит потрясающе чистым».

Приводы

Для передачи колебаний нужны приводы. Небольшие и компактные пьезоприводы в Sheet Control не используют: они ограничены по амплитуде. К тому же классические усилители изначально проектируются под электродинамическую нагрузку. Поэтому ребята предпочли эксайтеры – электродинамические возбудители колебаний на мембране, схожие по конструкции с приводом классических динамиков, только катушка крепится непосредственно на мембране. До недавнего времени применяли эксайтеры американской компании Dayton Audio, но у них ограниченная мощность. Для увеличения мощности пришлось идти на компромисс и делать сборки по два, четыре или вообще восемь штук на мембране в наиболее мощной системе Octo Pro. «Сейчас мы разрабатываем собственные приводы, – говорит Алексей. – На нашем сабвуфере изначально стоит наш привод, потому что такой мощности и амплитуды эксайтеров никто не производит. Собственная магнитная система на неодимовых магнитах и мощные катушки. Опять же компактная, что важно: наши системы традиционно тонкие».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Звуковые волны, визуализация

Эмпирика и немного науки

Сейчас NXT-акустика делается эмпирическим путем, что и роднит ее с музыкальными инструментами. Поле, создаваемое громкоговорителями такого типа, называют диффузным. Можно представить поверхность, образованную как бы большим количеством маленьких хаотично расположенных динамиков. Вполне возможно, ухо способно улавливать поперечную составляющую акустических колебаний, которая доносит до нас информацию особого характера и отвечает за натуральность звучания. Опять же за счет этого диффузного поля мы можем легко передвигаться по комнате и трехмерная звуковая схема сохраняется. Но, повторюсь, точной теории сейчас нет.

Существует масса технических нюансов. Например, место крепления привода. Так как мембрана имеет большую плоскость, крепится привод не по центру, а эксцентрично. У каждого типа мембран свои оптимальные места крепления эксайтеров, тут нет гарантированной математической модели, место подбирается эмпирически, на слух. Точное расположение этих точек – один из важных секретов. Буквально на сантиметр смещаешь ее – и магия пропадает. Поэтому важно иметь в команде человека с идеальным слухом. В Sheet Control он есть. Поэтому и с магией у них все в порядке.

Вадим Соков
Вадим Соков 14 Ноября 2021, 13:12
Мировые производители планарной акустики обзавидовались, как я полагаю. Куда уж там кретинам из Wharfedale. У нас свои на левой коленке одним махом всех.
Александр Перебаскин
Александр Перебаскин 20 Сентября 2021, 20:09
А я являюсь пользователем подобной системы, купленой у Шитконтролов в прошлом году. Что могу сказать. Не нравился бы звук, то и не покупал бы. В принципе Шитконтролам удалось не сильно испортить излучатели NXT. Сделаны они на эксайтерах Dayton Audio по даташиту, за что отдельное большое спасибо Шитконтролам. Кроме толченых орехов, которые в принципе ни на что не влияют, все остальное точно как в руководствах из интернета. Миллиметр в миллиметр. Еще раз повторяю, что именно этому я очень рад. Что краснодарской отсебятины почти нет. Насчет "непостижимости" физических принципов даже не знаю, что сказать. Англоязычный интернет просто набит теорией NXT. Возможно краснодарские кулибины плохо владеют английским языком или не умеют пользоваться интернетом, другие объяснения в голову не приходят. Но как-то даташит на эксайтеры и чертеж панели они в интернете нашли, значит уж интернетом-то точно пользуются. А может это с умыслом сказано про "непостижимость", чтобы привлечь внимание к своей "разработке". Ничего непостижимого и таинственного в NXT нет, и даже спад обратно расстоянию довольно логично объяснен. Но вещь безусловно специфическая. Надо к этому звуку привыкать. Но когда привыкнешь, уже обычный звук от динамических головок кажется каким-то не таким. Кстати, сама идея сделать широкополосные NXT от 20 до 20к в принципе ущербна и бессмысленна. Комплект из двух NXT дополнялся еще неким псевдо сабвуфером на 18" головке JBL. "Псевдо" потому, что у Шитконтроловского саба нет корпуса. Это просто головка установленная на дощечке. И звук соответствующий. Тем более, что и данная головка для саба очень плохо подходит. Поэтому саб я почти сразу выкинул. Вывод: NXT это вещь, Шитконтролы старательные копировщики, но в колонкостроении ничего не понимают. Но деньги за свое непонимание берут немалые.
Георгий
Георгий 17 Сентября 2021, 09:55
После нано грецкого ореха можно дальше не читать
Andrey Maki
Andrey Maki 12 Сентября 2021, 16:49
А что здесь обсуждать? Когда человек утверждает, что "спад давления в акустике NXT происходит обратно расстоянию, тогда как в традиционных динамических громкоговорителях – обратно квадрату", он либо идиот, либо жулик. А, скорее всего, и то и другое.
Пашка Браун
Пашка Браун 10 Мая 2021, 09:34
Эмпирическим путём это круто сказано, вы всё своё барахло самопальной делаетз кетайского говна и палочек на коленке, ввиду отсутствия фундаментальных знаний. Спроси тебя про гармоники третьего порядка и твои глупые ЕГЕШНЫЕ зеки, вылезут из орбитальной кости. Лысапед изобретаете. Причём плохонький. Лишь бы в лужу пёрнуть.
Пашка Браун
Пашка Браун 10 Мая 2021, 09:34
Эмпирическим путём это круто сказано, вы всё своё барахло самопальной делаетз кетайского говна и палочек на коленке, ввиду отсутствия фундаментальных знаний. Спроси тебя про гармоники третьего порядка и твои глупые ЕГЕШНЫЕ зеки, вылезут из орбитальной кости. Лысапед изобретаете. Причём плохонький. Лишь бы в лужу пёрнуть.
Пашка Браун
Пашка Браун 10 Мая 2021, 09:34
Эмпирическим путём это круто сказано, вы всё своё барахло самопальной делаетз кетайского говна и палочек на коленке, ввиду отсутствия фундаментальных знаний. Спроси тебя про гармоники третьего порядка и твои глупые ЕГЕШНЫЕ зеки, вылезут из орбитальной кости. Лысапед изобретаете. Причём плохонький. Лишь бы в лужу пёрнуть.
Пашка Браун
Пашка Браун 10 Мая 2021, 09:34
Эмпирическим путём это круто сказано, вы всё своё барахло самопальной делаетз кетайского говна и палочек на коленке, ввиду отсутствия фундаментальных знаний. Спроси тебя про гармоники третьего порядка и твои глупые ЕГЕШНЫЕ зеки, вылезут из орбитальной кости. Лысапед изобретаете. Причём плохонький. Лишь бы в лужу пёрнуть.
Владимир Авраменко
Владимир Авраменко 12 Апреля 2021, 19:39
Написано, вроде бы, правдоподобно. Смущает одно - для обеспечения достаточного звукового давления на низких частотах мембрана должна иметь или очень большую площадь или большой продольный ход, что невозможно из-за жёсткости ячеистой структуры и отсутствия мягкого гофра. Акустические инструменты будут звучать естественно, а вот электро (например бас-гитара) будут неслышимы. К тому же крепление приводов на мембране вызывает много вопросов. Общий принцип напоминает электростаты, которые мне кажутся более перспективными.
Антон Ткачев
Антон Ткачев 10 Апреля 2021, 07:33
Как это "нет точной теории"? Как это 'физика процесса не объяснена"? Как раз таки есть точная теория и всё это поддается строгому точному расчёту. Не вводите людей в заблуждение
Нонна Семенова
Нонна Семенова 10 Января 2021, 22:41
Ну а что со звуком..инфо классное, нужное,но текст еле слышно, даже если положить ухо на экран..когда музыка-да, лучше, но текст сопроводительый тоже нужно...спасибо
ale10786
ale10786 10 Декабря 2020, 16:19
Из-за большой высоты колонок, звук распространяется по сути в цилиндрической системе координат, а там все правильно энергия волны убывает пропорционально 1/R, если отодвинуться от колонок дальше, то опять попадем в сферическую систему, где убывать будет как обычно.
Надим null
Надим null 19 Ноября 2020, 21:45
Старая перепечатка. Ребята уже третье поколение акустики выпустили. Концертная акустика. 360 градусов звук
Андрей Афанасенко
Андрей Афанасенко 16 Ноября 2020, 10:23
Ржака. "TechInsider" скатилась до уровня "аудиомурзилок".
Юрий Иванов
Юрий Иванов 24 Сентября 2019, 18:59
А пошто ФирмА так "говённо" названа???
Игорь Безручкин
Игорь Безручкин 28 Августа 2019, 08:49
> тут нет гарантированной математической модели А сие есть фигня! См. например - http://www.shaping.org/tech/sphere-sound.asp
Игорь Безручкин
Игорь Безручкин 28 Августа 2019, 08:46
Давно известная технология. Помню ещё где-то с 80-х мембранные наушники в СССР выпускались.
Цезарус
Цезарус 26 Августа 2019, 20:22
Вроде уже телеки делают, где звук от экрана идет
Юрий Тёмкин
Юрий Тёмкин 26 Августа 2019, 18:46
Профессор Гладков Борис Васильевич занимался физикой стоячей акустической волны и объяснял  работу изобретенных им устройств.... очень всесторонне талантливый был человек, (можно ознакомиться его работами в википедии) ......после его ухода у меня осталась плоская колонка ... если кому интересно, можете поэкспериментировать...
Лосось Плюшевый
Лосось Плюшевый 26 Августа 2019, 11:05
Интересно, а сколько заплатили за публикацию этого бессвязного антинаучного бреда?
Renics Nicoros
Renics Nicoros 09 Ноября 2020, 12:54
А на чём воспроизводил звук чтобы, оценить звук полноценно? На тех же самых электродинамических головках которые стоят в простых акустических системах. Так это нереально.
Алексей Беспалов
Алексей Беспалов 26 Августа 2019, 09:43
Добрый день! Давно занимаюсь акустикой,но это что-то не зашло....что-то ,как-то узконаправленное звучание.Хотя по видео нельзя  оценить звук полноценно...
Загрузка статьи...