Как работает ЛРАД

В ноябре 2005 года пираты напали на круизный лайнер Seabourn Spirit у берегов Сомали. Пираты находились на небольшой лодке, но у них были пулеметы и гранатометы . Круизный лайнер, с другой стороны, имел акустическое устройство дальнего действия (LRAD) .

Многие средства массовой информации считают, что LRAD предупредил пиратов, оставив Seabourn Spirit невредимым. Некоторые репортажи были довольно драматичными. В новостях LRAD описывался как звуковое оружие, стреляющее звуковым лучом в пиратов и отгоняющее их.

Что делает звук оружием? В этой статье мы рассмотрим основы звука и обсудим, как именно LRAD создает свой «звуковой луч». Мы также рассмотрим возможности LRAD по вызову и предупреждению, а также другие способы использования звука.

Уровни шума

Чем громче звук, тем больше он перемещает структуры в вашем ухе. Чем выше его тон, тем быстрее он перемещает их. Громкие или высокие звуки могут пересечь болевой порог или точку, при которой звук становится болезненным. Вот как некоторые повседневные звуки сравниваются с LRAD:

• Обычный разговор: 60 дБ
• Газонокосилка: 90 дБ
• Болевой порог: 130 дБ, в зависимости от переносимости человека
• Максимальная непрерывная громкость LRAD: 162 дБ

1. Обзор звука и слуха
2. Как работает блок LRAD
3. LRAD и направленный звук
4. Плюсы и минусы LRAD

Что бы его ни создавало, звук всегда состоит из волн . Эти волны движутся через материю, такую ​​как воздух, вода или земля. Они взаимодействуют с материей (а в некоторых случаях и друг с другом) по ходу дела. Анимация ниже покажет вам основы звуковых волн и то, как они распространяются. Если вы уже знаете, как работают звуковые волны, просто переходите к следующему разделу .

Звуковые волны могут проходить друг через друга без особых искажений или изменений. Но в правильных условиях звуковые волны могут резко менять друг друга. Например, идентичные звуковые волны, находящиеся в противофазе (их сжатие и разрежение меняются местами), могут компенсировать друг друга. С другой стороны, одинаковые волны, находящиеся в фазе , объединяют свои сжатия и разрежения, удваивая свою амплитуду.

Когда звуковые волны распространяются, они распространяются во всех направлениях в виде искривленного волнового фронта . Чем дальше они удаляются от источника, тем больше они распространяются и тем тише становится звук. Но высокочастотные волны не распространяются так сильно, как низкочастотные волны. Кроме того, волны с большими длинами волн обычно распространяются дальше, чем волны с короткими длинами волн.

Есть много других вещей, которые нужно узнать о звуке, но это то, что вам нужно знать, чтобы понять LRAD. Далее мы рассмотрим, как LRAD создает звук и использует преимущества этих физических свойств.

Работа LRAD состоит в том, чтобы издавать звук, много звука. Он производит очень громкий звук, который слышен на относительно больших расстояниях. Но это не ограничивается созданием болезненного шума для использования в качестве оружия. Он также может усиливать голоса или записи до уровня, который будет громким и четким, но не будет болезненным или изнурительным.

Вместо того, чтобы использовать одно большое движущееся устройство для создания всего этого звука, LRAD использует множество маленьких устройств. В динамике для воспроизведения звука обычно используется одна быстро движущаяся диафрагма. LRAD использует набор пьезоэлектрических преобразователей . Преобразователь — это просто устройство, которое преобразует один вид энергии в другой вид энергии. В этом случае он преобразует электрические импульсы в звук.

Пьезоэлектрический материал — это вещество, которое постоянно электрически поляризовано — у него есть положительно заряженная сторона и отрицательно заряженная сторона. Если вы оказываете давление на пьезоэлектрический материал, он создает электрический импульс. С другой стороны, если вы приложите к нему электрический заряд, его молекулы начнут двигаться, и он изменит форму. Используя электрический ток от батареи, генератора или другого источника, LRAD подает электрический заряд на множество пьезоэлектрических преобразователей. Преобразователи быстро меняют свою форму и создают звуковые волны.

Приложение заряда к пьезоэлектрическому материалу заставляет его менять форму.

Все эти преобразователи прикреплены к монтажной поверхности. Они расположены в шахматном порядке, чтобы большее их количество могло поместиться в меньшем пространстве. Это помогает LRAD создавать очень громкие звуки — от преобразователей исходят идентичные волны, а их амплитуды объединяются для создания более громких звуков.

На предыдущей странице мы рассмотрели, как LRAD создает большой объем. Так вот как LRAD создает большой объем. Но звук, исходящий от LRAD, также относительно направлен . Он не рассеивается так сильно, как звуки из обычных динамиков. Люди позади или рядом с устройством по-прежнему слышат звук, он не такой громкий. Даже за пределами луча звук может быть громким, поэтому операторы и персонал, находящийся поблизости, часто носят защитные наушники.

LRAD использует фазу звуковых волн, размер устройства и свойства воздуха для создания более направленного звука:

В результате получается громкоговоритель , который может принимать входные данные от микрофона, записывающего устройства или устройства перевода Phraselator . Затем он может усилить этот ввод, позволяя правоохранительным органам, службам безопасности и военному персоналу давать инструкции и предупреждения или очищать здания и рассеивать толпы. Если эти словесные инструкции не дают результата, LRAD может издавать громкий предупредительный тон, который приближается к порогу боли или превышает его.

При использовании для причинения боли или дезориентации LRAD является несмертельным оружием . Далее мы рассмотрим плюсы и минусы использования LRAD таким образом.

LRAD 2000x Быстрые факты

Основные характеристики LRAD 2000x :

• Дальность: 8900 метров (речь)
• Ширина луча: +/-15° при 1,0 кГц/-3 дБ
• Maximum output: 162dB SPL at 1 meter

American Technology Corporation (now the LRAD corporation) developed the LRAD after the attack on the USS Cole in 2000. Its original purpose was to help enforce the safe zones around United States military vessels. Using the LRAD's default settings, a ship's crew can warn a craft that it is approaching a military ship and must change course. When used for communication, it's loud and clear but not usually painful. But if the craft doesn't change course, the ship's crew can override the LRAD's default settings. It can then produce a loud, irritating, potentially painful noise that acts as a deterrent. Ideally, the craft would then leave the area without the ship having to use lethal force.

Police and land-based military units have found uses for the LRAD. Using the same principles, authorities can give warnings and instructions that are audible to a large group of people. Law enforcement officials can use the devices to give instructions to large groups of people or order them to disperse, or to use loud sound levels to deter people from entering an area or warn them away.

However, human rights groups and hearing specialists alike have raised concerns about the LRAD. According to the National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, any sound over 90 dB can damage a person's hearing [ref]. So the LRAD can threaten the hearing of anyone in its path, regardless of whether there is any wrongdoing, even when used only for communication.

Подобно электрошокерам, слезоточивому газу и менее смертоносным боеприпасам, LRAD можно использовать для подавления массовых беспорядков и в других ситуациях в качестве несмертельного оружия. Нелетальное оружие несколько спорно. Правозащитные группы подчеркивают, что, хотя они менее смертоносны, они все же являются оружием и при некоторых обстоятельствах приводили к гибели людей. В частности, LRAD вызвал критику, поскольку его эффекты могут быть постоянными, а эффекты нелетального оружия должны быть временными.

Наконец, некоторые люди сомневаются в эффективности LRAD, поскольку ношение простой защиты для ушей может сделать его бесполезным.

На следующей странице вы найдете ссылки с информацией о звуке, LRAD и других связанных темах.

Другое использование звука

Звук полезен не только для общения и музыки, но и для многих других целей. Вот некоторые примеры:

• «Комар» : молодые люди могут слышать более высокие звуки, чем пожилые люди. Mosquito использует это в своих интересах, издавая высокий звук, чтобы отогнать слоняющихся подростков, не затрагивая большинство взрослых.
• Ультразвук : ультразвуковые излучатели, используемые для постановки медицинских диагнозов, позволяют врачам исследовать внутренние органы и развивающийся плод.
• SONAR : Звуковые волны отражаются от объектов, и SONAR использует это свойство для определения местоположения и навигации под водой.
• Экстракорпоральная ударно-волновая литотрипсия (ESWL): это причудливый термин для использования мощных звуковых волн для разрушения камней в почках.
• Звуковая отвертка: В телесериале BBC «Доктор Кто» Доктор использует отвертку, излучающую звуковые импульсы, чтобы делать что угодно.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок

знак равно