LRADのしくみ

2005年11月、海賊はソマリア沖のクルーズ船SeabournSpiritを攻撃しました。海賊は小さなボートに乗っていましたが、機関銃とロケット推進手榴弾を持っていました。一方、クルーズ船には長距離音響装置（LRAD）が搭載されていました。

多くのメディアは、シーボーンスピリットを無傷のままにして、海賊に警告を発したことでLRADの功績を認めました。報道のいくつかはかなり劇的でした。ニュース記事では、LRADは、海賊に一筋の音を発し、海賊を追い払う音響兵器であると説明されていました。

音を武器にするものは何ですか？この記事では、サウンドの基本を確認し、LRADがどのように「サウンドのビーム」を生成するかについて正確に説明します。また、LRADの雹と警告の能力、およびその他の音の用途についても説明します。

騒音レベル

音が大きいほど、耳の構造が動きます。ピッチが高いほど、動きが速くなります。大きな音や高音は、痛みのしきい値、つまり音が痛みを伴うポイントを超える可能性があります。日常の音をLRADと比較すると次のようになります。

• 通常の会話：60 dB
• 芝刈り機：90 dB
• 痛みの閾値：人の耐性に応じて130dB
• LRADの最大連続音量：162dB

内容

1. 音と聴覚のレビュー
2. LRADユニットのしくみ
3. LRADと指向性サウンド
4. LRADの長所と短所

何がそれを作り出しても、音は常に波でできています。これらの波は、空気、水、地面などの物質の中を移動します。彼らは行くにつれて問題と（そして場合によってはお互いに）相互作用します。以下のアニメーションは、音波の基本とそれらがどのように伝わるかを示しています。音波がどのように機能するかをすでに知っている場合は、次のセクションにスキップしてください。

音波は、歪みや変化をあまり起こさずに相互に通過できます。しかし、適切な条件では、音波は互いに劇的に変化する可能性があります。たとえば、位相がずれている（圧縮と希薄化が逆になっている）同一の音波は、互いに打ち消し合う可能性があります。一方、同相の同一の波は、圧縮と希薄化を組み合わせて、振幅を2倍にします。

音波が伝わると、それらは湾曲した波面で全方向に広がります。ソースから離れるほど、広がりが大きくなり、音が静かになります。しかし、高周波は低周波ほど広がりません。また、長波長の波は一般に短波長の波よりも遠くまで伝わります。

音について学ぶことは他にもたくさんありますが、これはLRADを理解するために知っておく必要があることです。次に、LRADがどのように音を生成し、これらの物理的特性を利用するかを見ていきます。

LRADの仕事は音を出すことです-たくさんの音。比較的長距離で聞こえる非常に大きな音を生成します。しかし、それは武器として使用するための痛みを伴う音を出すことに限定されません。また、声や録音を大音量でクリアなレベルに増幅することもできますが、痛みや衰弱はありません。

このすべての音を出すために1つの大きな可動装置を使用する代わりに、LRADは多くの小さな装置を使用します。スピーカーは通常の音を作るために1つの急速に動いダイアフラムを使用しています。 LRADが使用する圧電トランスデューサのアレイがあります。トランスデューサーは、ある種類のエネルギーを別の種類のエネルギーに変換するデバイスです。この場合、電気インパルスを音に変えます。

圧電材料は、永久に電気的に分極された物質であり、正に帯電した側と負に帯電した側があります。圧電材料に圧力を加えると、電気インパルスが発生します。一方、電荷を加えると、分子が動き、形が変わります。LRADは、バッテリー、発電機、またはその他の電源からの電流を使用して、多くの圧電トランスデューサーに電荷を印加します。トランスデューサーは急速に形状を変化させ、音波を生成します。

圧電材料に電荷を加えると、圧電材料の形状が変化します。

これらのトランスデューサーはすべて取り付け面に取り付けられています。それらは、より多くのものがより小さなスペースに収まるようにずらされています。これは、LRADが非常に大きな音を生成するのに役立ちます。トランスデューサーから同じ波が発生し、それらの振幅が組み合わさってより大きな音が生成されます。

前のページでは、LRADがどのように大量のボリュームを作成するかを確認しました。これが、LRADが大量のボリュームを作成する方法です。しかし、LRADからの音も比較的指向性があります。通常のスピーカーからの音ほど分散しません。デバイスの後ろまたは隣の人はまだ音を聞きます、それはそれほど大きくありません。ビームの外側でも音が大きくなる可能性があるため、オペレーターや近くの人員は耳栓を着用することがよくあります。

LRADは、音波の位相、デバイスのサイズ、および空気の特性を使用して、より指向性のあるサウンドを作成します。

その結果、本質的には、マイク、録音デバイス、またはフレーズ変換デバイスからの入力を受信できるスピーカーになります。次に、その入力を増幅して、法執行機関、セキュリティ、および軍人が指示や警告を出したり、建物を片付けたり、群衆を分散させたりできるようにします。これらの口頭での指示で結果が得られない場合、LRADは、痛みのしきい値に近づくか、それを超える大きな警告音を出すことがあります。

痛みや見当識障害を引き起こすために使用される場合、LRADは非致死性兵器です。次に、この方法でLRADを使用することの長所と短所を見ていきます。

LRAD2000xの概要

LRAD 2000xの基本仕様：

• 範囲：8,900メートル（音声）
• ビーム幅：+/-15°@1.0kHz / -3dB
• 最大出力：1メートルで162dB SPL

American Technology Corporation（現在のLRAD Corporation）は、2000年のUSS Coleへの攻撃後にLRADを開発しました。その本来の目的は、米軍艦の安全地帯の強化を支援することでした。LRADのデフォルト設定を使用すると、船の乗組員は、軍艦に接近しているため、進路を変更する必要があることを船に警告できます。コミュニケーションに使用する場合、それは大きくて明瞭ですが、通常は痛みを伴いません。しかし、船が進路を変更しない場合、船の乗組員はLRADのデフォルト設定を上書きできます。その後、抑止力として機能する、大きくて刺激的で、潜在的に痛みを伴うノイズを生成する可能性があります。理想的には、船が致命的な力を使わなくても、船はそのエリアを離れるでしょう。

警察と陸上の軍事ユニットは、LRADの用途を見つけました。同じ原則を使用して、当局は大勢の人々に聞こえる警告と指示を与えることができます。法執行官は、このデバイスを使用して、大勢の人々に指示を与えたり、解散を命じたり、大きな音のレベルを使用して、人々がエリアに入るのを阻止したり、警告したりすることができます。

しかし、人権団体と聴覚専門家は同様にLRADについて懸念を表明しています。National Institute on Deafness and Other Communication Disordersによると、90 dBを超える音は、人の聴覚を損なう可能性があります[参照]。したがって、LRADは、通信のみに使用されている場合でも、不正行為があるかどうかに関係なく、その経路にいる人の聴力を脅かす可能性があります。

スタンガン、催涙ガス、致死性の低い弾薬のように、LRADは群衆の制御やその他の状況で非致死性兵器として使用できます。非致死性兵器はやや物議を醸しています。人権団体は、彼らはそれほど致命的ではありませんが、それでも武器であり、いくつかの状況で死を引き起こしていると強調しています。特にLRADは、その効果が永続的であり、非致死性兵器の効果が一時的であると考えられているため、批判を集めています。

最後に、単純な耳栓を着用するとLRADが役に立たなくなる可能性があるため、LRADの有効性に疑問を呈する人もいます。

サウンド、LRAD、およびその他の関連トピックに関する情報へのリンクについては、次のページを確認してください。

サウンドの他の用途

音はコミュニケーションや音楽以外にもいろいろなことに役立ちます。ここではいくつかの例を示します。

• 「蚊」：若い人は年配の人よりも高い音を聞くことができます。モスキートはこれを利用して、高音を出し、浮浪している10代の若者を追い払い、ほとんどの大人に影響を与えません。
• 超音波 ：医療診断を行うために使用される超音波エミッターにより、医師は内臓や発育中の胎児を検査できます。
• SONAR ：音波はオブジェクトから跳ね返り、SONARはこのプロパティを水中のオブジェクトの位置とナビゲーションに使用します。
• 体外衝撃波結石破砕術（ESWL）：これは強力な音波を使用して腎臓結石を破壊するための空想用語です。
• ソニックスクリュードライバー： BBCのテレビシリーズ「ドクターフー」では、ドクターはソニックインパルスを発するドライバーを使用してほぼすべてのことを行います。

関連記事

その他のすばらしいリンク

=