Обклеил двери изнутри толстым слоем «шумки», а бас в салоне как гудел, так и гудит. Знакомая история. Причина простая: звукопоглощение работает совсем не так, как обещают на упаковке, и совсем не на тех частотах, где ты ждёшь.
Как поглотитель гасит звук?
Пористый материал (войлок, поролон, волокно) похож на губку с тысячами узких каналов. Волна заставляет воздух в них двигаться туда-сюда, воздух трётся о стенки пор и теряет энергию. Сильнее всего это происходит там, где частицы воздуха двигаются быстрее. А у жёсткой стенки скорость частиц равна нулю и максимальна на расстоянии в четверть длины волны. Отсюда главное правило: поглотитель работает, когда его толщина сопоставима с четвертью длины волны.
| Частота | Четверть длины волны |
|---|---|
| 250 Гц | 34 см |
| 500 Гц | 17 см |
| 1 кГц | 8,6 см |
| 2 кГц | 4,3 см |
Сравни с толщиной, которая реально влезает в дверь или под обшивку. Всё понятно без слов.
На графике расчёт по модели Delany–Bazley для условного лёгкого войлока на жёсткой стенке. Слой 10 мм на 1 кГц поглощает около 12% энергии, 20 мм около 29%, 50 мм около 89%. На 250 Гц даже 50 мм дают лишь 17%. Конкретный материал будет отличаться, но порядок цифр именно такой.
Где поглотитель переоценивают, а где недооценивают
| Миф | Как на деле |
|---|---|
| «Толстый слой шумки уберёт гул баса» | На частотах ниже 200 Гц пористый слой толщиной пару сантиметров почти прозрачен для звука. Гул в салоне это моды и стоячие волны, и лечат их положением динамиков, фазой и эквалайзером. Плюс борьба с дребезгом панелей, но это уже виброизоляция, а не поглощение. |
| «Звукопоглощение и звукоизоляция одно и то же» | Нет. Изоляция не пускает звук через преграду: тут нужны масса и герметичность. Поглощение гасит звук, который уже внутри, и уменьшает отражения. Кусок поролона почти не мешает дорожному шуму пройти в салон, а тяжёлая мастика почти не поглощает отражения. Обе задачи нужны, но решаются разными материалами. |
| «Чем больше поглотителя в салоне, тем лучше звук» | Салон и так маленький и довольно «мёртвый» по времени реверберации. Если обшить всё подряд, ВЧ провалятся, а СЧ и бас останутся как были, и тональный баланс поедет в сторону глухого звука. Поглотитель нужен точечно: там, где есть конкретное вредное отражение. |
| «Поглотитель внутри двери ничего не даёт» | Даёт, только не в салоне. Волна с тыла диффузора отражается от внутренней стенки двери и возвращается к диффузору. Слой поглотителя напротив динамика гасит эти отражения на СЧ, и мидбас звучит чище. Здесь работает то же правило четверти волны: для мидбаса эффект будет скромный, для СЧ заметнее. |
Где поглощение реально помогает в машине?
- Внутри двери напротив мидбаса: убирает отражения от стенки обратно на диффузор.
- Внутри корпусов СЧ динамиков и в закрытых ящиках: наполнитель гасит стоячие волны внутри объёма.
- Точечно у ранних отражений, например у стойки или под лобовым, если отражение портит сцену (см. ранние отражения).
- Для дорожного шума в паре с изоляцией: поглотитель за обшивкой снижает шум, который уже прошёл внутрь.
У меня в Mark X СЧ стоят на панели во фри-эйр и играют на переотражение от лобового. Если закрыть это стекло поглотителем, весь замысел сломается. Поглощение не бывает «везде полезным», оно всегда про конкретное место.
На чём ошибаются с поглотителем
- Ждать от 1–2 см поролона эффекта на басу.
- Путать задачи: класть поглотитель там, где нужна масса, и наоборот.
- Закрывать отражающие поверхности, на которые рассчитана установка СЧ или твитеров.
Что ещё уточняют про войлок и поролон
У жёсткой стенки скорость частиц воздуха равна нулю, а максимальной она становится на расстоянии четверти длины волны. Пористый поглотитель гасит звук трением воздуха в порах, поэтому работает там, где воздух движется быстро. Для 1 кГц четверть волны около 8,6 см, для 250 Гц уже 34 см, и такой слой в машину не влезет.
Обычно 10–20 мм: столько, сколько влезает без касания диффузора, это ориентир. По расчёту для лёгкого войлока слой 20 мм на 1 кГц поглощает около 29% энергии, а на 250 Гц почти ничего. Поэтому поглотитель в двери гасит в первую очередь верх полосы мидбаса и отражения на СЧ, а бас он не трогает.
Лучше поглощает материал с открытыми порами: войлок, волокно, открытоячеистый поролон. Звукопоглощение идёт за счёт трения воздуха в порах, а в закрытые ячейки воздух не заходит, поэтому такой материал работает скорее как уплотнитель и антискрип. Подробнее о типах в статье про вспененные и войлочные материалы.
Да, в закрытом ящике и корпусе СЧ наполнитель обычно ставят. Он гасит стоячие волны внутри объёма и отражения от стенок обратно на диффузор, особенно на средних частотах. На самом низком басу наполнитель почти не поглощает, там его действие в основном на поведение воздуха в ящике. Как набивать, описано в статье про заполнение корпуса.
Проверяют замером до и после в одной и той же точке прослушивания с мелким сглаживанием АЧХ. Если поглотитель убрал вредное отражение, узкие провалы в зоне его работы станут мельче, а на импульсном отклике уменьшится всплеск после основного пика. На басу разницы ждать не стоит: там поглощение тонкого слоя близко к нулю.
Поглотители и изоляция закладываются ещё до первого замера, когда разбираешь двери и панели. Как спланировать слои и что куда класть, описано в шаге «Аудиоподготовка, шумо- и виброизоляция».
Уже потратил пару рулонов шумки и не понимаешь, помогло ли? Расскажи в Telegram-чате, что и куда клеил, подскажем, где был смысл.
Источники
- M. E. Delany, E. N. Bazley, «Acoustical properties of fibrous absorbent materials», Applied Acoustics, 1970
- ISO 354: Acoustics. Measurement of sound absorption in a reverberation room
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Реверберация RT60, Длина волны, Акустическая развязка.