Мы привыкли, что звук можно усиливать только электрическим способом. Однако, это неверно.
Можно построить девайс, который будет усиливать звук… струей воды!
Соберем такое устройство.
Оно состоит из сопла, из которого вытекает струя воды (1). Струя падает на резиновую мембрану (2). Мембрана натянута на металлической трубе (3), с одной стороны трубы возле мембраны в ней сделан патрубок, на котором надет картонный рупор (5).
Главная задача, чтобы из сопла выходил именно ламинарный поток воды. То есть струя должна быть абсолютно ровной, не разбиваясь на капли. При этом высоту сопла над мембраной нужно подобрать такой, чтобы струя была максимальной длины — при поднятии сопла еще чуть выше струя разобьется на капли. Этого добиться не так просто — выход из бака должен быть набит ватой или другим подобным волокнистым материалом, разбивающим любые потоки внутри бака с водой. Также волокнистый материал должен гасить звуковые колебания, могущие идти из бака с водой. Очень важным является и форма сопла.
Более того — сопло у нас основной элемент.
Дело в том, что если на сопло поступают звуковые колебания, то от них ламинарное течение воды нарушается и вода разбивается на капли, которые ударяются о резиновую мембрану. При этом эти капли оказываются «модулированы» звуковыми колебаниями. Усиление звука зависит от высоты сопла над мембраной (то есть от кинетической энергии, которую запасла вода при падении) и от размера мембраны.
Настройка такого прибора — искусство. Нужно подбирать диаметр сопла и давление воды в баке. Нужно предусмотреть мембрану, прикрепленную к соплу для передачи звуковых колебаний и изолировать остальные части от звука. Наводки могут быть отовсюду — вплоть от вагонов подземки за четыре квартала или от телеги с брюквой под стенами храма. Нужно будет поиграться и с формой и размером резиновой мембраны — от этого зависит АЧХ характеристика усиления.
Конечно, коэффициент усиления не так высок, а диапазон частот узковат, особенно плохо с высокими частотами.
Поэтому из спектра человеческого голоса более-менее усиливают узкий кусок средних частот, в районе 3 KHz, ну как совсем старая радиоточка, хотя в ней высоких частот будет поболее.
Вообще лучшая частота усиления — это которая совпадает с частотой естественного распада струи на капли.
Эта девайсина изобретена не сегодня, впервые она была собрана в 18-м веке. Но после первых демонстраций она была разобрана. Зрителям усиленный звук голоса показался настолько страшным, что они просто разбежались!
Однако, «демонический» звук попаданцу может оказаться очень даже на пользу.
Сама конструкция усилителя такова, что может быть воспроизведена в любую эпоху, начиная с шумеров. Все металлические части могут быть заменены деревянными (за исключением приемной мембраны в сопле — там нужна высокая жесткость). Усилительная мембрана вместо резиновой может быть из любого тонкого и упругого органического материала — это и рыбий пузырь и тонкая кожа, и стенка бычьего желудка.
Зато представьте — если где-нибудь в храме аккуратно вынести металлическую мембрану-микрофон за пределы помещения (чтобы не было видно и слышно говорящего), то как будет рычать и рокотать потусторонний голос в полутемном зале! Надо еще замуровать бутылки в стены с открытым горлышком для пущего резонанса. Незабываемые впечатления зрителям обеспечены.
Есть способ проще и приятнее (без страшных спецэфектов):
перед мембраной, на расстоянии миллиметра, установлен срез трубки, из которой идет равномерный поток воздуха (меха+ ресивер в виде мехов с грузом). Вся конструкция сидит в рупоре, мембрана на входном отверстии, трубка проходит через выходное.
Когда мембрана дрожит, расстояние меняется и таким образом выходящий воздух модулируется колебаниями мембраны.
Коэффициент усиления зависит от давления воздуха и хода мембраны.
Впрочем при неправильной регулировке можно получить и рычания (усиление только низких частот) и шипение.
Не понял конструкцию.
И еще один штрих — металлическая мембрана-микрофон не должны быть слишком чувствительной, иначе пойдет самовозбуждение.
http://hrenovina.net/4515
Пневматический усилитель звука. Войсом орать на мембрану, вероятно, тоже можно.
Работает по принципу ревуна — открывание и закрывание потока создает волну. Соответственно, две идентичных решетки, незначительное смещение которых создает значительное изменение сечения трубы, через которую идет сжатый воздух. Электричество не требуется, энергию можно «накопить» в баллоне.
Сам ревун таки тоже небесполезная штука — прост как цилиндр (диск, лента — пофиг) с дырками, а воет так, что… В реале были попытки действовать ими на толпу, х.з. насколько успешные — теоретически, должно оказывать деморализующее действие. Но у на тут все ученые, а тогда могли и обосраться, т.к. принцип понятен не был и все сверхгромкие звуки приписывались сверхъестественному.
Есть свидетельства, что дикари впадали в панику от огнестрела только из-за звука выстрела (поскольку отношение к потерям от «понятного» холодняка и луков/арбалетов было достаточно адекватным).
Не, ну это уже хайтек! Да какой хайтек — это же стимпанк!!
И, кстати, сирену вот с диском с дырками я буду отдельно описывать.
Я как-то в детстве ее сделал из пылесоса и толстого картонного круга — удивительный эффект.
А в статье предлагаю куда ниже качеством и параметрами, но крайне примитивный струйный.
Точно! Зачем баллон? Котёл и ни каких гвоздёв.
Близкий родственник моего, только описанный мною вариант попроще в изготовлении.
вместо щелевого клапана — просто трубка и мембрана размещенная максимально близко к срезу трубки.
Принцип тот же, незначительное смещение мембраны вызывает значительное изменение щели между срезом трубки и поверхностью мембраны.
Ну а обвязка аналогична, большой рупор для усиленного звука, маленький рупор куда кричать, насос (меха) и ресивер (тоже меха но под грузом)..
А где/куда в твоей схеме подается сжатый воздух? И вообще IMHO конструкции все ж таки принципиально разные. Момент — струйка воды на грани неустойчивости, чтобы сбивалась звуковыми колебаниями, т.е. не выдержит даже незначительной внешней вибрации, да и от порывов ветра ее придется защищать. А пневмоусилителю пофиг — на базе него хоть матюгальник на движущейся повозке делай.
Гидно и пневмо? конечно разные, а вот мой и твой — принцип один и тот же.
Воздух подается в трубку которая практически упирается в мембрану. т.е. меется кольцевая щель между срезом трубки и мембраной. Когда мембрана дрожит щель меняет свой размер. Вся эта конструкция находится в рупоре, для усиления эффекта.
Короче конструкции — близнецы братья,только щелевой клапан по разному выполнен.
А, понятно. Я просто подумал, что ты автор статьи, а твоя конструкция тоже в комментах.
В общем, если присреццо, то надо делать пневмо — оно реально работало, хотя технология и загнулась, нро не по своей вине. Электрика была, но она там вообще не нужна, только для удобства пользования конечным девайсом.
Статья по изготовлению патефонных пластинок просится — можно ли ее как-то осуществить без электричества, я не уверен. Резец для мастер-копии херачит довольно мощно и с самого начала электрический.
А еще здесь я не видел ни слова про фотографию (может плохо смотрел) — весьма значимое достижение, процесс несложен для 19 в. и профит неслабый. Одно из тех изобретений, где автор реально разбогател на нем, в противовес многим, где физия умершего в нищете изобретателя теперь нарисована на соответствующей страничке учебника 🙂
Электричество как привод патефона лишнее, пружина вполне справлялась с этой задачей. Привод иглы тоже вполне может быть механическим, у Эдисона же получилось?
Но вот точная механика (винт) для нарезки мастеркопии уже является серьезным вызовом для времен до промышленной революции. Хотя наверное можно сделать и обходной маневр, например большое (метрового диаметра) колесо которое приводится во вращение ременной передачей от колеса в 5мм. при этом кулачок на ободе приводит к поступательному движению рычага с резцом.
Получится конечно несколько неодинаковое расстояние между дорожками в начале и в конце пластинки, но при большом диаметре колеса разница будет невелика, и не особого влияния не окажет.
Впрочем это уже подробности.
Для патефона нужна так же кое какая химия, и электричество чтобы при помощи гальванопластики делать с мастеркопии штамп. Проблемы решаемые хотя и потребуют экспериментов.
А вот с фотографией есть вопросы, химия там более существенная если я не путаю. Камеру то сделать легко…
>> А вот с фотографией есть вопросы, химия там более существенная если я не путаю. Камеру то сделать легко…
Если не боятся получасовой экспозиции то химия фотографии довольно проста. 🙂
Фотография еще будет.
А про автора, который разбогател… Я бы сказал — спорное утверждение. Но для попаданца это значения не имеет.
Ещё одно изобретение, опоздавшее ко времени: пневмоника.
То же, что пневматика, но на взаимодействии воздушный струй, без каких-либо движущихся механических элементов. Родись она на полвека раньше, многие вещи в нашем мире выглядели бы иначе. А для изготовления пневмонических автоматов достаточно иметь гончарную глину и воздушный насос.
Статья из «Науки и жизнь» за 1965 год: http://2dig.ru/journals/article/66/
Серьезный вычислитель так делать мне кажется гемморойно(хотя конечно заманчиво просто штамповать готовые пневмомакросхемы 🙂 ), а для несложного регулятора заманчиво, да.
Такие в принципе и в РИ были, но изза развития электроники остались нишевыми, там где нужно было исключить возможность искрения.
http://lestar-u.livejournal.com/8039.html
>> Про пневмонику я как-то читал, как об реальной альтернативе электронике в аппаратах регулирования. Как и вся альтернатива, после повального внедрения микрочипов, она забылась. И вот сегодня, готовя к утилизации самописцы-манометры, к своему огромному удивлению обнаружил, что в качестве такового у нас когда-то использовался пневмонический регулятор аж 71 года рождения. Какими поворотами судьбы его забросило на убогую котельную (я так полагаю, что с МПО «Маш», где всяческую пневматику активно использовали) никто не знает. Я рад как дитя — впервые увидел подобный артефакт в металле, для меня это как гаджет с марса 🙂
В системе Белтрансгаза пневматика использовалась примерно до 2000 года. На подземное хранилище газа я попал только когда там срезали на металлолом последний шкаф пневмоавтоматики, а на одну из автомобильных газовых заправок, где стояла такая автоматика, так и не собрался.
Но там была именно пневматика: все активные элементы были на золотниках и мембранах.
пневмонический граммофон http://www.douglas-self.com/MUSEUM/COMMS/fluidicgramophone/fluidgram.htm
Без фильтрации похоже таки не обойтись. Насколько я понимаю вихрь воздуха действует как циклон в пылесосе, осаживая пыль.
Схема усилителя просто гениальная… четырехкаскадный (причем при желании число каскадов можно и увеличить! Хотя наверное для последних каскадов размер должен быть больше.
Данных о помехах правда нет, подозреваю что высокие частоты будут резаться, но простота конструкции умиляет… Две мембраны и отпечаток в любом пластике/глине.
осталось только добавить источник постоянного давления (меха с грузом? + маленькие меха подкачивающие их при проигрывании).
Вихря там нет вроде, все струйное, но фильтр лишним не будет, иначе эти тонкие трубочки чистить придется регулярно…
Пневмоника https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/692236/
—
В 1964 делали опытный FLODAC — что-то вроде простейшего процессора, 280 воздушных пневмонических элементов, время переключения элемента порядка миллисекунды, частота проца — 10 Гц, время прохождения сигнала — фут за мс, давление 0,8 пси (на грани возможного поддувом из рта ) ).
4 иструкции и 4 4х битных регистра.
DOI Bookmark: 10.1109/AFIPS.1964.74
Пневмоника 2 https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/695210/
Особенно интересно посмотреть на серийно выпускавшийся пневматический 4-канальный ПИД-регулятор — стоечный блок на 8 модулей, где задняя соединительная плита склеена из нескольких слоёв оргстекла, а на каждом слое видны соединительные дорожки. При этом сами модули собраны на «вафельках» — пять листов текстурированного пластика, где каналы организованы удалением перегородок. Такое можно и на фрезере обработать, и вручную организовать. Но вернёмся к пневмонике.
Удивительно, но струйная логика используется не только в ракетных двигателях или газодинамических подшипниках, но и в бытовых газовых счётчиках. Совершенно случайно я наткнулся на пост «Внутренности газового счётчика» на Пикабу и увидел своих старых знакомых
https://pikabu.ru/story/vnutrennosti_gazovogo_schetchika_8005441
Лет 60 назад пневмологику ставили на конвейеры по обработке горячих (читай радиоактивных) элементов. Традиционная электроника там не выдерживала. Собирали довольно сложные логические схемы. Рассказывал нам это человек, который непосредственно участвовал в этих разработках.
КОнечно, страшно. Нелинейность у такого «усилителя» огромна.
Пневматика лучше. Ещё лучше — термодинамический усилитель («поющая труба» с параметрами до срыва в генерацию).
А что, у термодинамического усилителя нелинейность больше и еще страшнее получается?
Нет, не получается, в том-то и дело.
Нелинейность всегда (и легко) можно добавить. А вот линейности при высокой мощности добиться сложно.
>Главная задача, чтобы из сопла выходил именно ламинарный поток воды. То есть струя должна быть абсолютно ровной, не разбиваясь на капли.
Что за бред? Ламинарный — это тот, в котором нет вихрей. А на капли и турбулентный поток сам по себе не бьётся.
Интересно. А на каких вообще частотах может работать струйная автоматика? И от чего предел частоты зависит?
в книге по пневмонике упоминались 10 кгц.
подозреваю что частота зависит от типа газа и минимальных размеров элементов при которых данные эффекты наблюдаются.
А поверхность воды в водоёме не подойдёт? Для «голоса Посейдона».
Я один разглядел аналогию с электронной лампой?
Так можно жидкую «мембрану» юзать? Или нет?
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/747058/