Акустические шипы — для чего это нужно? video


Эдда о шипах, или почему уменьшение площади опоры не гасит резонансы

Поводом к этой публикации стала дискуссия о шипах после нашей последней статьи об АС Neat IOTA Alpha. Так некоторые читатели утверждали (снабжая комментарии «пруфами»), что использование шипов в качестве развязки между акустической системой и полом гасит паразитные резонансы, таким образом, существенно улучшая звук акустической системы.

Это расхожее представление укоренилось в сознании многих аудиофилов и меломанов, которые, не теряя времени, ринулись приобретать остроконечные подставки под колонки, в надежде получить «тот самый» «божественный звук» (тм) без паразитных вредных резонансов. Однако всё оказалось несколько сложнее, чем просто купить шипы и прикрутить их к системе, так как они (шипы) сами по себе ничего не гасят и не устраняют. Уменьшение площади опоры, безусловно, многократно увеличивает давление в точках соприкосновения с полом, при этом энергия вибрации остаётся практически неизменной и прекрасно передаётся в пол. По какой причине так происходит, и каким образом можно заставить шипы работать рассмотрим далее. Справедливости ради хочу отметить, что при определённых условиях шипы начинают работать в качестве «звукоулучшителя», но для этого нужны не только шипы и они не являются виброизолятором. Именно поэтому ряд товарищей, которые пишут о «шипованном» эффекте на форумах не всегда лгут и заблуждаются. Для того, чтобы понять, что и как, имеет смысл рассмотреть как сами псевдонаучные воззрения о влиянии шипов, так и вполне научное обоснование того, как они могут работать.

Прорицание вельвы о шипах

Традиционно немного мифологии и юмора.
На самом деле шипы для акустических систем появились в средневековой скандинавии около 9-го века н.э. Суровые викинги интуитивно почувствовали, что такой подход позволит им избавиться от паразитных резонансов, устранить вибрацию корпуса драккара при прослушивании pagan metal и боевых барабанов.

Среди упоминаний о шипах сохранился фрагмент тематической эдды. Привожу небольшой отрывок из этого произведения:

Внимайте мне все священные роды, Великие с малыми дети Хеймдалля, О, Один, я расскажу им, о прошлом шипов, Что выковал Велунд для радости смертных.

В начале времен, когда жил Имир, Не было в мире шипов для колонок, А музыки звуки и мощь резонанса, Драккары в походах трещать заставляли.

Раскалывал лодки тот звук паразитный, И храбрые воины в хель отправлялись, Пока не придумал великий бог Велунд, Шипы, что избавят от вредных вибраций.

Как явствует из эдды, чудесные свойства шипов приписывали великому богу-кузнецу Велунду. Из опыта древних скандинавов их современные последователи сделали вывод:

Для того, чтобы максимально редуцировать передачу вибрации акустического оформления АС соприкасающимся с ним предметам (перекрытиям помещения, полкам, например). Эффект применения шипов основан на радикальном снижении площади контактирующих поверхностей, которая сводится к площади острия шипов/конусов. Важно понимать при этом, что установка АС на шипы НЕ устраняет вибрации корпуса, а лишь снижает эффективность их дальнейшего распространения.

Цитата: пользователь Древний Юзер — audioportal.hi-fi.ru)

Песнь о пятаках и каменных плитах

Но шутки шутками, а если серьёзно, то теория, оправдывающая антивибрационное влияние шипов, гласит о том, что уменьшение площади соприкосновения с поверхностью позволяет уменьшить резонансы. При этом из рассуждений такого плана куда-то исчезает фундаментальный закон сохранения энергии, гласящий среди прочего о том, что энергия (любая) никуда не пропадает. Шип штука твёрдая и, соответственно, является превосходным проводником вибрации.
Грубо говоря, единственное, что делает шип с резонансами – это концентрирует энергию вибрации (резонанса) в точках соприкосновения шипа с полом, а это в сущности ничего не меняет, так как полу передается тоже количество энергии (подробнее о плотности энергии — здесь).

При этом ряд производителей продукции такого рода рекомендует устанавливать их на так называемые «пятаки» (подставки с углублениями). Подставки изготавливаются из металлов с плотностью меньшей чем у шипов (последние, как правило, производят из калёной стали). Подобное решение, с точки зрения физики, обладает незначительными виброизоляционными свойствами, относительно мягкие металлы (медь, алюминий) способны отчасти поглощать резонансы за счет деформации сдвига.

Однако эффект «пятаков» в большей степени обусловлен применением специальных толстых накладок на днище (которые сделаны подобно стандартным ножкам АС из силикона, войлока или ПВХ). Фактически, основным звеном, гасящим вибрации в таких ситуациях, является эластичный поглотитель, т.е. тот самый войлок или силикон, которые имеют значительно большую деформацию сдвига, нежели металлы.

Путь энергии резонанса можно представить следующим образом: шип из твердого металла – проводник вибрации, «пятак» из мягкого металла – частичное поглощение, эластомер – значительное поглощение. Такая система действительно будет работать, но я так и не понял, зачем в ней 2 первых звена. При использовании подобной конструкции многие люди субъективно отмечают существенные изменения в звуке (остается не понятно, сравнение проводилось с голыми шипами или со стандартными ножками АС).

Наиболее эффективным способом антивибрационного применения шипов из всех методик, которые являются True с точки зрения филофонистской философии (аудиофилии) – это применение массивного основания (каменных плит и т.п.). Использование тяжелого основания обосновано тем, что оно действительно способно эффективно гасить ВЧ-вибрации. Особенно это касается АС со сравнительно небольшой собственной массой.

И ещё немного об использовании шипов

Шипы, равно как и подставки другой формы, могут «помочь» звуку в ситуациях когда нужно чтобы закреплённый на дне АС динамик не терся о подвесами диффузора об пол, например, или когда по тем или иным причинам необходимо просто понять АС на определённую высоту.

Итог

Шипы в качестве вибропоглотителя (изолятора) не работают никогда, в связи с тем, что не могут в силу фундаментальных физических законов снизить амплитудуду вибрационных колебаний, но могут быть использованы в системе, которая будет с той или иной эффективностью выступать в качестве развязки колонок с полом.
Для тех кто осознаёт необходимость в шипах, а также для любителей скандинавского эпоса и в нашем каталоге припасено товаров такого профиля (шипов, пятаков) по самым различным ценам от 119 рублей до $ 50-60. Между тем хотим подчеркнуть, что производители акустических систем, которые представлены в нашем каталоге, серьёзно подходят к созданию аппаратуры. Это значит, что продающиеся у нас АС полностью готовы к полноценному использованию (воспроизведению качественного звука) и не требуют дополнительных доработок.

Шипы для шин: острая тема

В 270 километрах к северу от Хельсинки есть городок Ювяскюля с населением менее 130 тысяч жителей. Неподалеку от него расположен завод Tikka (фин. tikka — дятел), выпускающий шипы для зимних шин. С 2008 года им владеет компания Continental.

Сердечники изготавливают из стали. Сырьем служит металлический порошок, который спрессовывают в соответствующей форме.

Tikka обеспечивает работой 72 сотрудников, включая административный персонал. Они успевают заниматься исследованиями, производством, тестами, сертификацией и продажами — иными словами, полным циклом. Даже львиную долю станков и прочего оборудования делают здесь же по собственным чертежам. Отсюда высочайшее качество и гибкий подход к требованиям заказчика. И это при внушительном объеме производства: 600 млн шипов в год.

Шипы развиваются вместе с шиной, ведь они вносят свой вклад в ее основные характеристики — сцепные свойства с дорогой всех типов, расход топлива и комфорт при езде. Одна из самых сложных задач — сделать так, чтобы «железный гвоздь» сохранял свои свойства в течение многих тысяч километров пробега и при этом изнашивался одновременно с протектором. Если поставлена цель разработать первоклассную зимнюю шину, шипы под нее тщательно подбирают и даже изготавливают индивидуально.

Выходящие из пресса заготовки для сердечников цветом и видом напоминают грифель карандаша. Кстати, они столь же хрупкие: легко переламываются надвое пальцами.

Дабы сердечники набрали необходимую прочность, их отправляют на термическую обработку в печь. Процесс идет без доступа кислорода при температуре 1500 ºС.

Готовые сердечники весят 0,3–0,4 г — существенно меньше, чем сравнимая по размерам деталь из обычной стали. Секрет такого облегчения заключен в технологии изготовления (прессование под высоким давлением) и составе сырья: сталь особого сорта, вольфрам, кобальт.

«Свадьба» корпуса и сердечника происходит методом запрессовки в сборочной машине, в которую разом загружают партию из тысяч заготовок. Tikka производит шипы нескольких типов, отличающихся друг от друга формой и характеристиками. Перед запуском другой модели необходимо полностью очистить станок от заготовок предыдущего цикла. Генеральная уборка занимает восемь часов — целую рабочую смену! Поэтому на заводе стараются запускать в работу крупные партии, чтобы сократить вынужденные простои оборудования.

Обычно корпус шипа светлый, а сердечник черный. На фото показан вклеиваемый шип для шины Continental IceContact 2. Его корпус покрыт клеящим составом, который активируется на финальной стадии производства покрышки — при вулканизации. Таким образом «гвоздь» надежно фиксируется в посадочном отверстии.

Ныне действующий европейский техрегламент для шипованных шин вступил в силу в 2013 году. Главным новшеством стало ограничение максимального количества шипов на метр качения шины. В Финляндии разрешено пятьдесят, в России — шестьдесят. Что это означает на практике? Например, для шины размерности 205/55 R16 допустимое количество «гвоздей» уменьшилось на четверть — с 130 до 96. Это касается шипов, сертифицированных отдельно от покрышки. Одобряется конкретная модель шипов, и их разрешают устанавливать в любые шины. Дополнительные тесты не нужны, нельзя превышать лишь оговоренное в техрегламенте количество шипов. Такой вариант подходит для тех компаний (или бюджетных линеек у именитых марок), которые хотят создать покрышку средненького уровня или даже попроще.

Испытательная база компании Tikka — это лаборатория с полным набором оборудования для всевозможных тестов, а также небольшой полигон на расположенном неподалеку аэродроме. Для тестов в реальных условиях новые шины выдают таксистам. Их пробеги и опыт дают достаточно полезной информации. К слову, Tikka — единственный производитель шипов, располагающий собственной сертификационной лабораторией.

Эта машина вырывает шипы, измеряя необходимое для этого усилие. Чтобы выдернуть вклеенный шип из шины Continental IceContact 2, требуется усилие 50 кг — на 400% больше, чем для шипа, установленного по обычной технологии! Наблюдал своими глазами: «гвоздь» отделяется крайне неохотно, вместе с кусочками резины, которые остаются на его корпусе.

Для контроля размеров сердечников применяют несложный агрегат. Детали поступают на пару расположенных под уклоном трубок. Расстояние между ними увеличивается от начала к концу. В результате самые мелкие заготовки ссыпаются в первое ведро, а самые крупные проходят весь путь до конца и попадают в последнее, четвертое по счету.

Выступание шипов контролируют прибором, похожим на тот, которым измеряют глубину протектора. Европейское и российское законодательство требует, чтобы «жало» выглядывало из протектора не более чем на 1,2 мм.

Желаете улучшить характеристики за счет большего количества «гвоздей»? Нет проблем, но покрышкам придется выдержать дополнительные испытания на износ дорожного покрытия. И лишь при положительном результате их допустят к серийному производству. Катают такие шины не по асфальту, а по гранитным плитам — 400 проездов на скорости 100 км/ч. Все параметры строго регламентированы: процесс подготовки плит, давление в шинах, масса автомобиля, нагрузка на каждое колесо, температура воздуха, «дороги» и покрышки. По окончании тестов фиксируют разницу в массе пяти плит до и после тестового пробега. Если показатели в норме, шине дают путевку в жизнь. И абсолютно не важно, сколько в ней шипов.

Однофланцевые шипы (а)

— устаревшая и вышедшая из массового употребления конструкция.
Двухфланцевые (б)
лучше удерживаются в протекторе, а более широкий верхний фланец вдобавок препятствует попаданию грязи и влаги в посадочное гнездо, что также продлевает срок совместной жизни шипа и шины. Форма и толщина корпуса — на усмотрение производителя.
Шипы с трехфланцевым корпусом (в)
сидят в протекторе еще прочнее. Но они не настолько надежнее в эксплуатации, насколько сложнее и дороже в производстве. По сути, это экзотика: для массовых шин достаточно и двух фланцев. Тем более что производители придумали более эффективные способы фиксации — например, вклейку, как в случае с шиной Continental IceContact 2.

Типы шипов для легковых шин из ассортимента компании Tikka

Осно­вание корпуса круглое круглое овальное
Тип сердечника круглый треугольный прямоугольный
Установка относительно продольной оси в любом положении в любом положении в фиксированном положении

ИЗ ЖИЗНИ ШИПОВ

Любопытный факт: во всем мире лишь пять компаний занимаются выпуском шипов. Все они расположены в Европе, причем три из них — в Финляндии. Ничего удивительного: страна представляет собой прекрасный естественный полигон для испытаний. А первым промышленным производителем стала именно компания Tikka — в 1959 году.

Сегодня основные рынки сбыта шипованных шин — Финляндия и Россия. За ними расположились страны Скандинавии (Швеция, Норвегия, Дания) и Канада, в которой, кстати, еще сохраняется спрос на покрышки, шипуемые после выхода с завода — дилером или в мелких мастерских. Их туда поставляет Gislaved (марка принадлежит концерну Continental).

Шипы для шин: острая тема

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: