ГЛАВА 7. ТЕОРИЯ ЗВУКОПРОВОДОВ

Остановка задачи расчета звукопроводов

В этой главе мы рассмотрим приближенную теорию расчета сложных звукопроводов, дающую, однако, в большинстве случаев достаточно точное решение ряда задач, интересных для практики. Эта теория строится по аналогии с теорией электрических линий и сводится к замене отдельных звеньев звукопровода некоторыми элементами с сосредоточенными постоянными (элементы упругости, массы или трения) или отрезками прямолинейных труб, в которых распространяются плоские волны. Такая трактовка допустима, как можно показать, исходя из более строгих решений, при условии, если размеры отдельных элементов и диаметры труб, по которым распространяются волны, будут малы по сравнению с длиной волны. Элементы в форме труб переменного сечения, связывающие отдельные объемы или служащие переходом от труб одного сечения к трубам другого сечения, нами не рассматриваются. Все изменения сечений между элементами предполагаются происходящими скачками; это не дает существенных погрешностей в результатах, если длина переходной части мала по сравнению с длиной волны. Попытка приближенного расчета переходных элементов в форме конусов проведена в книге Стюарта и Линдсея. Полученные решения имеют достаточно сложную форму и их трудно применять на практике. Однако в этих решениях принципиально не учитывается присоединенная масса, возникающая при изменении сечения. Это их существенный недостаток и в ряде случаев предпочтительнее пользоваться решениями для скачкообразных изменений сечения, где удается

рассчитать присоединенную массу и учесть ее влияние на ход процесса.

Все расчеты будут вестись по методу определения импеданса на входе системы, а также переносного импеданса, представляющего отношение силы, действующей на входе системы к скорости, получающейся в каком-либо элементе системы. Знание входного импеданса позволяет учесть отражение и поглощение звука, а также рассчитать излучение энергии и учесть влияние нагрузки звукопровода, когда он присоединен к некоторому источнику (телефон, искусственное ухо и т. п.).

Рис. 40

Возможно построить общий метод расчета звукопроводов, состоящих из соединения различных элементов (рис. 40): отрезков труб различного диаметра, промежуточных объемов, перегородок с отверстиями элементов трения (в форме тонких каналов или пористых слоев), боковых ответвлений ведущих в полости или трубы и т. п. Для этого придется прежде всего найти приемы расчета импеданса отдельных элементов сложного звукопровода.