"Беседка тишины" и звукопоглощающий парк: как "выключить" шум города

Автомобили, телевизоры, громкая речь, звуковая реклама, самолеты – все это создает шумовое загрязнение. Оно вгоняет нас в стресс, поднимает давление, лишает сна и даже провоцирует набор веса. Оказывается, навязчивый шум можно приглушить.

В России придумали ограждение, которое защитит дома, расположенные вдоль трассы, а в Сингапуре – специальные окна, что не пропустят соседскую громкую музыку. Особые глушители создают и для самолетов. О том, что еще изобрели ученые, чтобы сделать нашу жизнь тише, рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Шум большого города

Сейчас столица России занимает одиннадцатое место в рейтинге самых шумных городов мира. И с каждым годом жизнь в Москве становится на децибел громче. От изматывающего гула не укрыться даже в собственной квартире. Но настоящим кошмаром городских жителей стали дрифтеры.

В Великобритании уже вовсю борются с уличными гонщиками. В нескольких районах королевства установили шумовые камеры с микрофонами.

"Это системная коробка с модемом. Две камеры установлены под углом 180 градусов друг к другу, микрофон крепится на фонарный столб на расстоянии четырех-пяти метров от них. Техника фиксирует слишком громкие двигатели и выхлопы машин. А затем все, что она записала, отправляется в облако для удаленного обзора и в полицию", – рассказал руководитель компании-производителя камер для измерения шума Рубен Пекхэм.

Фото: © Скриншот видео

Как нейросети борются с уличными гонщиками

В полиции по номеру машины вычисляют владельца слишком громкого авто и выписывают штраф. Подобную систему хотят внедрить и России. Только, в отличие от Великобритании, из процесса планируют полностью исключить людей. Судить и наказывать нарушителей будет искусственный интеллект.

"Система искусственного интеллекта, камеры уже давным-давно вооружены звукоулавливающими микрофонами. Они фиксируют, что в этом квадрате произошло шумовое загрязнение в таком-то пределе. Камера находит источник шумового загрязнения и определяет авто- и мотосредство передвижения, определяет номер. И этому владельцу приходит через "Госуслуги" штраф", – отметил вице-спикер Государственной Думы РФ Борис Чернышов.

Если систему успешно запустят, у москвичей наконец перестанет закладывать уши от рева двигателей машин и мотоциклов.

Акустический щит 

Но даже без гонок под окнами побыть в тишине в собственной квартире для городских жителей настоящая проблема. Особенно если рядом находится оживленное шоссе. Неужели единственный выход – это наглухо закрыть все окна и сидеть в тихой, но душной комнате?

В Сингапуре придумали как защитить жилье от уличного шума, не лишая его обитателей свежего воздуха. Инженеры изобрели акустический щит – устройство из двух десятков динамиков. Они крепятся вокруг окна и отражают громкие звуки.

"Звук глушит акустический сигнал-антипод. Датчик улавливает шум из внешнего мира. А сигналы, поступающие в микрофон, проходят через микропроцессор, который анализирует звуковую волну. После этого динамики, направленные на улицу, производят шум на тех же частотах, что и движение транспорта, но с обратной амплитудой", – пояснил профессор Наньянского технологического университета Вун-Сенг Ган.

Фото: © Скриншот видео

"Беседка тишины" в центре мегаполиса

Благодаря изобретению ученых из Петербурга насладиться тишиной можно даже посреди оживленной улицы. Инженеры уверяют, что городской шум можно снизить в десять раз. Это не просто арт-объект, это так называемые резонаторы Геймгольца.

"Резонатор Геймгольца — это сосуд, у которого есть объем и горлышко. И если акустическая волна падает на такой сосуд, то он будет поглощать определенную ее частоту. Например, вы можете представить бутылку, в которую дуете, и она издает определенный звук. И если этот же звук будет падать на бутылку, то она будет поглощать этот же звук", – говорит студентка физического факультета Национального исследовательского университета ИТМО Александра Павлюк.

Из шумопоглощающих сосудов можно построить ограждения вдоль автострад или, например, беседки тишины на улицах оживленного мегаполиса.

Фото: © Скриншот видео

"В этой части установки находится источник шума, например, проезжающий мимо грузовик. А это наша беседка, внутри нее может находиться человек, который абсолютно не будет слышать проезжающий мимо шумящий транспорт. Подаем звуковую волну отсюда и принимаем ее как внутри, так и снаружи беседки. И по результатам этих измерений судим о том, насколько сильно мы подавили шум", – рассказал научный сотрудник физического факультета Национального исследовательского университета ИТМО Андрей Лутовинов.

Пластиковые трубы поглощают как тот звук, что приходит снаружи, так и тот, что идет изнутри.

Вы можете всю ночь веселиться в беседке на вечеринке с танцами и караоке, а соседи при этом будут спокойно спать.

Как спасти уши водителей от шума ревущего мотора

При звуке ревущего мотора хочется заткнуть уши. Мало кто задумывается, но от шума двигателя владельцы машин страдают не меньше пешеходов. В Японии уже нашли способ помочь тем, кто за рулем. Азиатские инженеры создали материал, который даже рев гоночного болида превратит в еле слышное жужжание.

Фото: © Скриншот видео

"Решетчатый рисунок композита покрыт тонкой пластиковой пленкой, которая контролирует колебания воздуха и блокирует звуковую волну. Когда шум попадает на материал, то пластик частично отражает его обратно. И таким образом шум уменьшается. Акустический материал гасит звук в диапазоне от 500 до 1200 герц, как и плотный слой резины. При этом он гораздо легче и дешевле", – отметил инженер-материаловед компании-производителя акустического метаматериала Сусуму Миура.  

Шумопоглощающий парк

Получается, что ученые уже придумали, как бороться с громкими автомобилями. Но ведь шумовое загрязнение создают не только они. Обитатели мегаполисов мучаются еще и от гула самолетов. Особенно страдают те, кто живет недалеко от аэропортов – там покоя нет круглые сутки.

Долгое время инженеры вообще не понимали, как заглушить шум воздушных судов. Ведь звук самолета имеет очень низкую частоту с волной в 11 метров. Обычная шумовая баррикада здесь малоэффективна. Удивительно, но решение проблемы нашлось прямо на поле по соседству с амстердамским аэропортом Схипхол.

Фото: © Скриншот видео

"Эти холмы возведены здесь не просто так. Они защищают от шума жителей домов рядом с одним из самых загруженных аэропортов в мире", – сказал блогер Том Скотт.

Каким образом двухметровые холмы могут заглушить рев самолетного двигателя? Все дело в канавах между этими возвышенностями. Сотрудники аэропорта заметили, что во время осенних и весенних полевых работ двигатели стальных птиц звучат чуть тише. Оказалось, что шум поглощают борозды на полях, разбитых вокруг аэропорта. Так летное поле Схипхола окружил шумопоглощающий парк.

"Мы долго изучали принцип распространения акустической волны и вместе с ландшафтными дизайнерами создали полторы сотни искусственных пирамид из травы. Они расположены на расстоянии 11 метров друг от друга, что соответствует длине, исходящей от аэропорта звуковой волны. Этого достаточно, чтобы снизить уровень шума от самолетов в два раза", – отметил дизайнер шумопоглощающего парка Пол де Корт.

Фото: © Скриншот видео

Можно ли создать бесшумный самолет

Пермские инженеры решили, что эффективнее бороться не с последствиями, а с причиной шумового загрязнения. Огромный ангар со странными матрасами – настоящая научная лаборатория. Причем самая тихая на планете. Здесь работают над созданием бесшумного самолета. Нет, инженеры не придумывают крылья или фюзеляж какой-то особой конструкции. Они замеряют акустику всех механизмов уже существующих стальных птиц.

Для чего? Все просто: каждый автомобилист сталкивался с так называемым "сверчком" – непонятным звуком, который появляется в салоне во время движения. На скорость "сверчок" не влияет, но очень раздражает, и найти его сложно. Подобными поисками как раз и занимаются в пермской лаборатории.

Фото: © Скриншот видео

"Оборудование нашей лаборатории позволяет визуализировать источник шума. То есть определить, что шумит, где шумит и куда шумит. С помощью вот этой многомикрофонной решетки мы можем четко на картинке, на фотографии увидеть, откуда пришел звук", – отметил научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа Центра акустических исследований ПНИПУ Игорь Храмцов.

Звукопоглощающая сэндвич-панель

После того как источник шума найден, инженеры анализируют звуковую волну. По итогам подбирают идеальный материал для обшивки, который сможет поглотить шум.

"Звукопоглощающие конструкции представляют из себя сэндвич-панель. Это жесткое основание, перфорированная пластина и сотовое наполнение. В этом случае рассматриваются звукопоглощающие конструкции, которые применяются в районе воздухозаборного устройства, где находится вентилятор авиационного двигателя", – сказал научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа центра акустических исследований ПНИПУ Олег Кустов.

Фото: © Скриншот видео

Такие звукопоглощающие конструкции можно использовать не только в авиастроении. Ведь кроме самолетов и машин вокруг нас масса мощных источников шума. Гидростанции, теплоэнергоцентрали, газоперерабатывающие заводы и энергетические установки. Все они делают нашу жизнь удобнее, но громче. Если технология пермских ученых поможет снизить этот фоновый шум, жителям мегаполисов не придется бежать в леса, чтобы послушать тишину. Достаточно будет просто открыть окно.