劉爽凝

“別有憂愁暗恨生，此時(shí)無(wú)聲勝有聲?！币磺杜眯小?，道出白居易對(duì)琵琶女的同病相憐。“同是天涯淪落人，相逢何必曾相識(shí)?！鄙钪幸磺械牟蝗缫?，都隨著琵琶的裂帛之聲徐徐消散，只剩下寂靜的夜空，皎潔的明月，似乎是在悲苦之中給人的一絲希望和寄托。琵琶之曲雖然美妙，可有時(shí)無(wú)聲卻更美好，更何況許多聲音不那么令人愉悅。人們?yōu)榱讼曇舻挠绊?，進(jìn)行了許多嘗試。

消聲的途徑

消除聲音的影響主要有三個(gè)途徑：第一，我們知道聲音是可以被反射的。可以在聲音的傳播過(guò)程中設(shè)置障礙反射聲音。改變聲音傳播的方向，消除聲音的影響：第二，聲音是一種能量，而能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。我們可以使用其他手段將聲音能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這樣也能夠達(dá)到消除聲音的目的；第三，我們知道聲音是一種振動(dòng)的波，如果能夠在聲源處產(chǎn)生一種和聲波振幅相同但振動(dòng)方向相反的波。這樣就能夠從聲源處消除聲音。前兩種消除聲音的途經(jīng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，第三種消除聲音的方法實(shí)施起來(lái)十分困難，只在一些高科技領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

阻尼消聲法

我們經(jīng)常會(huì)被電影院中逼真的音響效果所震撼，這是因?yàn)榫薮蟮挠霸褐懈鱾€(gè)角落擁有專業(yè)的音響設(shè)備，聲音可以從各個(gè)角度釋放出來(lái)。模擬出讓人有身臨其境之感的聲環(huán)境。而現(xiàn)在的電影院。各個(gè)放映廳之間只有一墻之隔，聲音會(huì)隨著墻體傳播。如果沒有良好的隔音設(shè)施，不同電影的聲音就會(huì)相互干擾，嚴(yán)重影響觀眾觀影。為了解決這個(gè)問(wèn)題，放映廳四周墻壁大量使用阻尼隔音氈等隔音材料。隔音材料的特點(diǎn)是單位面積的密度大，聲音難以穿透而被大量反射回來(lái)。另外影廳四周還會(huì)大量運(yùn)用吸音材料，而玻璃纖維和鋁棉是其中最常用的材料，它們的特點(diǎn)是內(nèi)部充滿空隙，如，當(dāng)聲波入射到鋁棉上時(shí)。聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起孔隙中空氣分子的振動(dòng)。由于空氣的粘滯阻力使得空氣與孔隙壁發(fā)生摩擦，聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗。吸音材料和隔音材料的疊加作用使得聲音不斷被影廳四壁反射吸收，不會(huì)影響隔壁影廳。

反射消聲法

摩托車上最引人注目的莫過(guò)于它那粗大的“排氣道”（如圖1），實(shí)際上它是一種消聲器。摩托車消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復(fù)合式消聲器三種。阻性消聲器的管道很長(zhǎng)，在這長(zhǎng)長(zhǎng)的管道中運(yùn)用吸聲材料，讓聲音在傳播的過(guò)程中被材料吸收。從而達(dá)到消聲的目的。這種原理的消聲器一般對(duì)于高頻噪聲效果比較好。抗性消聲器利用聲音傳播管道截面的不斷擴(kuò)張和收縮，將聲音反射回聲源方向，達(dá)到消聲的目的。利用這個(gè)原理的消聲器一般對(duì)于中低頻噪聲效果較好。阻抗復(fù)合型消聲器兼有阻性消聲器和抗性消聲器二者結(jié)構(gòu)，因此兼有二者的長(zhǎng)處，也是現(xiàn)在市場(chǎng)中摩托車配置的主流消聲器。這種消聲器可以吸收各種頻率噪聲，對(duì)于控制噪聲有良好效果。但是即使這樣，摩托車的噪聲還是比汽車大很多。

為什么摩托車排量小于汽車，但是噪聲卻遠(yuǎn)超汽車呢？這還得從噪聲的源頭發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)起?，F(xiàn)在的摩托車多是單缸風(fēng)冷型發(fā)動(dòng)機(jī)，這類發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸只有一套機(jī)件在運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)件的作用力得不到抵消，所以振動(dòng)幅度巨大。而多缸發(fā)動(dòng)機(jī)平衡性更好，震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲更低。同時(shí)起冷卻作用的水箱也可以隔絕一些噪聲。另外汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)置于車艙內(nèi)，而摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)裸露在外部，缺少隔音措施，因此產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)高于同排量的汽車。

無(wú)聲手槍是怎樣消聲的

我們都看過(guò)電影中的特工人員嫻熟地在槍頭裝上一個(gè)消聲器，神不知鬼不覺地執(zhí)行任務(wù)。這個(gè)手槍消聲器看似精密，其實(shí)它的原理很簡(jiǎn)單。如果我們用針將一個(gè)吹起的氣球扎破，會(huì)發(fā)出非常響亮的爆破聲音；但如果我們把氣球尾部慢慢松開，使氣體緩慢釋放，聲音就小很多。手槍消聲器就是利用了這一原理。裝在槍膛尾部的消聲器的體積是槍膛的20～30倍。這樣子彈尾部受壓的空氣就有了很大的釋放空間，子彈爆破時(shí)火藥燃燒所爆發(fā)出來(lái)的壓縮氣體，在這被延長(zhǎng)的槍膛里得以釋放，當(dāng)子彈最終完全離開槍膛時(shí)，開口氣體的壓力減少很多，這意味著槍擊的聲音降低了很多。

聲源消聲法

潛艇是現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中重要的武器，它的最大特點(diǎn)能夠在水下潛行，出其不意地出現(xiàn)在敵人面前。潛艇的隱蔽性是由其自身的安靜程度決定的，噪聲巨大的潛艇很容易被聲吶探測(cè)到。潛艇在水下的噪聲每減小6 dB就可使聲吶的探測(cè)距離縮小一半，一旦潛艇自身噪聲降到90 dB，那么海洋背景噪聲就可以完全掩蓋潛艇行蹤。另外，潛艇的表面還安裝有“消聲瓦”，當(dāng)對(duì)方的主動(dòng)聲吶發(fā)出的聲波遇到潛艇消聲瓦后被吸收，不會(huì)被反射回來(lái)，潛艇自身動(dòng)力裝置和潛艇振動(dòng)所發(fā)出的噪聲，也可以被包裹在潛艇表面的消聲瓦所吸收。消聲瓦的制造水平?jīng)Q定著潛艇生存能力，因此它的材料和結(jié)構(gòu)是高度軍事機(jī)密。另外在潛艇上還出現(xiàn)了“有源消聲技術(shù)”，這就利用了我們前面所說(shuō)的第三種消除聲音方法，它是在噪聲聲源處發(fā)出與噪聲振幅相同但振動(dòng)方向相反的聲波，來(lái)抵消該處原有噪聲，實(shí)踐證明效果明顯。在綜合運(yùn)用了以上措施后，世界上最先進(jìn)的美國(guó)“海狼”級(jí)核潛艇，噪聲達(dá)到了90dB～100 dB，這使它發(fā)出的聲音和海洋的背景聲音完全融合在一起，成為真正“安靜型”潛艇。

責(zé)任編輯 林洋