Активные системы шумоподавления несовершенны. Они работают лишь до определенной степени, но все равно пропускают интенсивные звуки. Новая компактная плазменная система добивается практически полной тишины.
Система разработана учеными Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии. Технология сочетает в себе сразу два важнейших качества. Во-первых, ее эффективность при подавлении звука составляет почти 100%. Во-вторых, она очень компактна.
Например, при пассивном шумоподавлении, чтобы заглушить звук с частотой 20 Гц, которая имеет длину волны в 17 метров, требуется каменная стена толщиной 4 метра. Плазменная стена полностью гасит звуковую волну, хотя имеет толщину всего 17 мм.
Как это работает?
Принцип работы этого устройства такой же, что и в других системах шумоподавления. Микрофон считывает параметры шума. Далее на основе этих параметров генерируется встречная звуковая волна в противофазе. Волны встречаются и взаимно уничтожаются.
Уникальность плазменной системы EPFL заключается, собственно, в плазме. В качестве генератора встречных волн используется не акустический динамик с тяжелой физической мембраной, а его плазменный аналог. Технологию плазменных динамиков ученые создали еще в 2020 году, но лишь сейчас придумали, как использовать ее не для создания звуков, а для их поглощения.
Проблема с физическими динамиками заключается в их мембранах, которые ограничивают рабочий диапазон частот. Мембраны функционируют механически, то есть, им нужно вибрировать для противодействия звуковым волнам. Но из-за их массы у мембраны появляется инерция, что мешает ей взаимодействовать с быстро меняющимися звуками или высокими частотами.
В плазменном динамике мембраной является сам воздух. При подаче электричества на решетку динамика воздух в ее щелях ионизируется, насыщаясь заряженными частицами. Магнитное поле позволяет управлять этими частицами, заставляя их сталкиваться с другими частицами в окружающем воздухе, что создает колебания - звуковые волны. Система сверхчувствительна к изменению напряжения. Это позволяет ей быстро реагировать на изменения входящей звуковой волны. Соответственно, звук гасится полностью, и никакие его “остатки” не просачиваются сквозь систему шумоподавления.
У этой технологии имеется колоссальный потенциал применений. Потому EPFL уже сотрудничает с компанией Sonexos для совместной разработки коммерческих продуктов.
