Рупор – слушать, а не слышать

СлУшать, а не слЫшать.

Вступление и уговоры – пропускаем.

Ответы на вопросы почему и зачем ищем в первоисточниках:

1. учебник физики средней школы – теория распространения волн,  Гюйгенс Х. ван З., Френель О.Ж.
2. Эфрусси М.М.;
3. Алдошина И.А.

Мое мнение результат моей практики и остается мнением. Статья – плагиат полнейший, как и все знания.

Ограничения (именно в такой последовательности):

1.  разрешение жены на установку подобного дэвайса в среднестатистической  квартире;
2. малый выбор адекватной цены и размеров подходящих динамических головок, наилучшие мои результаты у 4″ 6,5″ и 8″;
3. только широкополосники ;
4. лень, которую надо было поставить первой в этом списке.

И это ВСЁ!

Идея: её надо принять как догму, иначе возвращаемся к первоисточникам и истории!

ВИКИ: Искусство трубить в полый рог животного или в раковину было известно уже в глубокой древности. Впоследствии люди научились их делать.

Эти инструменты издавали звуки натурального звукоряда. Отсюда появились военные и охотничьи фанфары и сигналы, основанные на звуках натурального звукоряда, прочно вошедшие в музыкальную практику.

Форма девайса-ящика (иначе не назовешь):

1. предрупорная камера – какая получится;
2. собственно – труба, не экспонента, а трактриса, точнее её половина .

ВИКИ: Такую линию описывает (при некоторых допущениях, см. ниже) предмет, волочащийся на верёвке длины a за точкой, движущейся по оси абсцисс^[1][2]. Трактриса также является кривой погони.

В идеале – вот это (естественно без крон, изменяющих канальную длину):

Теперь если вместо мундштука музыканта установить бетонный шарик, с одной стороны которого динамик, а с другой через отверстие в трубу:

Но это идея, хотя, почему бы и нет? Домочадцы не поймут.

---

Состав трубы

В своем пологом начале/конце трактриса близка к экспоненте, а в конце (примерно последняя ¼ трубы в нашем случае почти 90°) дуга окружности. Поэтому Эфрусси М.М. предлагает формулу расчета – экспоненту:

Si = So*EXP(K*X)

И так , труба состоит из:

1. предрупорной камеры;
2. горла, входа в экспоненту;
3. собственно экспонента;
4. устья, раструба, выхода экспоненты с раскрывом почти 180°.

---

Начало расчетов

Предрупорная камера получится сама собой при «скручивании» трубы до вменяемых размеров. Строго говоря, эта камера – фильтр ВЧ, но об этом не здесь.

Площадь горла/входа определяется почти эмпирическим (опытным) здравым путем и составляет от 0,21 до 0,25 наружного диаметра динамической головки.

Sгорла = 0,21 … 0,25 * Sдин.

Из моего опыта, чем «жестче» ход диффузора, тем площадь горла ближе к 0,21.

Теперь смысл экспоненты (начала трактрисы)

Площадь поперечного сечения рупора увеличивается от горла к устью по экспоненциальному закону. Основную формулу еще раз (с уважением к Эфрусси М.М.):

Si = So*EXP(K*Х) , где:

1. Si – искомая площадь сечения трубы в конкретной точке на расстоянии Х от горла/входа;
2. So – начальная площадь трубы = площадь горла;
3. К – коэффициент расширения равен частному от деления числа 12,56 на длину волны выбранной нижней частоты, К = 12,56/лямбда п. 4.
4. Х – это расстояние от горла (начала) рупора до искомого сечения c выбранным шагом.

Для примера – для 20 Гц k = 0,007

Забиваем все формулы в эксэль таблицу и получаем что-то подобно-универсальное. Исходными – внешний диаметр головки (как правило он в дюймах есть в названии) и желаемую нижнюю. Получаем похожее для 6,5″:

Вот тут ловушка, лучше звучит 80 Гц правильно согласованный, чем 20 Гц с несоответствующей головкой. Этот обман только себя. Колонка А начиная с А10 = расстояния до искомого сечения с выбранным шагом.

О таблице:

Все величины в сантиметрах, не смешивайте с метрами!

Верхние над таблицей ячейки для ввода и вспомогательные.

Колонка А начиная с А10 = шаг, может меняться, для удобства рисования лучше 5 см. Расстояние Х=0 и есть площадь горла.

Колонка В начиная с В10 искомая площадь сечения трубы с заданным шагом (формула Эфрусси с вложенным расчетом К расширения от заданной частоты).

Для контроля вычислений – первоисточник М.М. Эфрусси:

Колонка Е – уже практика рисования – глубина прямоугольника соответствующей площади при выбранной фиксированной внутренней ширине ящика = частное от деления …

Внутреннюю ширину ящика по фронту выбираю минимальную, чтобы внутрь влез динамик. Алдошина рекомендует минимальную ровную поверхность вокруг излучателя. Проверено – работает. Почему так ? – первоисточники.

Справа габаритные размеры выбранного динамика для рисования.

Вниз таблица по колонке А простирается не более 250 см. На практике вряд ли можно свернуть трубу более 2 метров при вменяемых размерах акустики (домашней).

И так. Мы имеем:

1. габаритные размеры головки;
2. выбрана внутренняя ширина (соответствующая внешнему диаметру динамика);
3. выбран шаг поперечных сечений;
4. известны пошаговые глубины прямоугольных сечений.

Для рисования/черчения этого достаточно. Осталось выбрать форму рупора. Гуглим «рупорная акустика» и выбираем. Мне приглянулась от авторитетов – Лаутэров.

Хотя каждый волен выбирать сам. Собственно рисование. Вооружаемся миллиметровкой больше метра, карандашом, резинкой и циркулем. Практика моя видна снизу на фото. Сзади головки оставляем примерно глубину динамика.

Толщину переборок максимальную из имеющегося в продаже «глухого» материала. Мне нравится ОСБ 22 мм. А если взять трехслойный разнородный по «звонкости» (фанера+осб+двп) проклеенный материал общей толщиной около 25 мм будет просто сказка!

Расстояния между сечениями меряются по воображаемой середине волновода. Скругления  на краях обозначаем циркулем. Затем аппроксимируем-лекалим от руки. Никаких острых углов! Звук этого не допускает!

На фото видны «изломы» переборок – расширение нелинейное, по возможности. Стараемся максимально использовать отведенный женой объем ящика – без фанатизма…

В последних моих моделях устье направлено вниз с усиленной 5 см «юбкой» того же материала. В этом случае акустика стоит на шипах 5-7 см. Этим добиваюсь отсутствия противофазности от диффузора и устья. С устьем вниз добиваюсь большего диаметра самого устья. Результат – бас лучше.

О басах. В акустике на фото ниже головки предусмотрена установка пассивного диффузора, поэтому предрупорная в виде клина вниз, а горло находится в начале поворота.

Изготовление (всё как всегда):

Скругляю плиточным клеем с ПВА, в углах вкручены не до конца knauf-саморезы, после высыхание нет просадки и держится мертво. Затем все досткуные поверхности прохожу 3-4 слоями ПВА. Не забываем сразу положить кабель. Демпфирование, разъемы, отделка и пр. по вкусу. Вот и все премудрости…

Сходите в филармонию на живой концерт, чтобы знать как звучат инструменты!

Автор: Юрий Е.