Некоторые вопросы прикладной акустики E.G. Richardson
Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, Москва, 1962 г., 386 стр.
Сборник статей под редакцией И. Дж. Ричардсона (перевод с английского)
В книге рассматривается широкий круг вопросов, относящихся к теории и прикладному применению ультразвука и гидроакустики. Описываются схемы ультразвуковых преобразователей и даются примеры их применения в военном деле, науке и технике. Приводятся характеристики звукопоглощающих материалов. Анализируются шумы самолётов и кораблей
и указываются пути уменьшения их.
Книга предназначена для читателей, интересующихся вопросами современной акустики и гидроакустики.
Перевод С.Я. Левиной под редакцией Э.И. Цветкова (главы 1-7) и С.А. Шерешевского (главы 8-11).
Оригинал
"Technical Aspects of sound" edited by E.G. Richardson professor of acoustics, King's College University of Durham Newcastle-On-Tyne. Volume II. "Ultrasonic Range, Underwater Acoustics". Elsevier Publishing Company, Amsterdam - London - New York - Princeton
Оглавление
Глава 1. Распространение звука в атмосфере и в море
1. Отражение
Метод нормальных волн
Прохождение звука у морского дна
Зеркальный эффект Ллойда
2. Рефракция
3. Распространение звука в морской воде
4. Распространение звука на большие расстояния
В воздухе
В морской и озёрной воде
Распределение температуры по глубине
5. Поглощение звука в среде
6. Рассеяние звука микроструктурой и турбулентностью среды
РАЗДЕЛ I. Ультразвуковые преобразователи и их применение
Глава 2. Ультразвуковые преобразователи
1. Введение
2. Пьезоэлектрический эффект
Кварцевые кристаллы
Упругие, пьезоэлектрические и диэлектрические свойства
Кварцевые резонаторы
Эквивалентные схемы
Диаграммы полной проводимости
Коэффициент электромеханической связи
Преобразователи с большой нагрузкой
Выходная акустическая мощность
Механический коэффициент добротности
Электрический коэффициент добротности
Электрические схемы возбуждения
3. Другие виды колебаний кварцевых кристаллов
Продольные колебания стержней
Сдвиговые колебания
Крутильные колебания стержней
4. Сегнетова соль
5. Другие пьезоэлектрические материалы
6.Титанат бария
Диэлектрические, электрострикционные и упругие свойства
Теория доменов титаната бария
Виды колебаний
Коэффициент электромеханической связи
7. Фокусирующее ультразвуковое излучение
8. Держатели для кристаллических преобразователей
Газы
Жидкости и твёрдые тела
9. Магнитострикция
Эффект Джоуля
Поперечный эффект Джоуля
Эффект Видемана
Магнитострикционные материалы
10. Эквивалентная схема (электромагнитные системы)
11. Магнитострикционные преобразователи
Эквивалентные схемы
Эквивалентные сосредоточенные постоянные
Коэффициент электромеханической связи
Эффективный модуль упругости
Измерение коэффициента связи
Круговая диаграмма импеданса
Коэффициент полезного действия
Расчёт преобразователя
Схемы возбуждения
Виды колебаний
12. Электродинамические преобразователи
13. Другие ультразвуковые генераторы
Сирена
Газоструйные генераторы
14. Приёмники ультразвуковых колебаний
Магнитострикционный приёмник
Пьезоэлектрический приёмник
Чувствительность
Конденсаторный микрофон
Оптические методы обнаружения
Тепловые методы обнаружения
Методы исследования колебаний в твёрдых телах
Глава З. Использование ультразвука
1. Дефектоскопия и системы связи
Измерение глубин эхолотом
Дефектоскопия
Измерения
Ультразвуковые линии задержки
Измерения упругих свойств твёрдых тел
2. Применение ультразвука для осаждения дыма и механической обработки материалов
Осаждение дыма
Ультразвуковая механическая обработка материалов
З. Эффекты в жидкостях
Кавитация
Эмульсификация
Очистка материалов и диспергирование
4. Ультразвук в химии
Общие сведения
Полимеризация
Применение ультразвука в металлургии
Пайка
5. Ультразвук в биологии и медицине
Введение
Микроорганизмы
Терапия
6. Другие области применения ультразвука
Приложение
РАЗДЕЛ II. Гидроакустика
Глава 4. Техника измерений и аппаратура
1. Методы
Диск Рэлея
Приёмник давления
Приёмник колебательной скорости
Источники звука и калибровка приёмников
2. Измерительные камеры
Труба с акустически жёсткими стенками
Труба с акустически мягкими стенками
Двухмерные мелкие резервуары
Трёхмерный водный резервуар
Глава 5. Влияние воздушных пузырьков в воде на распространение звука
1. Теория пульсаций газовых пузырьков
2. Измерения с одиночными пузырьками
3. Свойства и измерения совокупности пузырьков
4. Другие виды колебаний воздушных пузырьков
5. Кавитация и газовые пузырьки
Глава 6. Широкополосные поглотители звука в воде
1. Введение
Область применения
Сравнение резонансных и апериодических звукопоглощающих систем
2. Основы теории поглощения звука
Выбор материала (в отношении согласования) и поглощение звука в толстых однородных слоях
Подбор слоёв конечной толщины для уменьшения отражения
Согласование акустических свойств поглощающего материала и среды с помощью постепенного перехода от материала к среде
Согласование акустических свойств с помощью применения клинообразных и ребристых конструкций стенок испытательных резервуаров
3. Поглощсние звука в однородных средах с внутренними потерями
Потери на деформацию
Внутренние потери в жидкостях
Внутренние потери в твёрдых телах
4. Звукопоглощающие конструкции с пористыми каркасами в жидкостях
Суспензии
Единичные волокна в жидкости
Минеральная и металлическая вата в жидкостях
Одиночные экраны из тонкой сетки в жидкостях
Мультиэкраны в вязкой жидкости
Модель Рэлея пористого слоя
Эксперименты с пористыми звукопоглотителями
Распространение звука в каркасах из пористых поглотителей
Устройства из клиньев, изготовленных из пористых поглотителей
5. Поглощающие устройства из материалов с большой сжимаемостью
Принцип изготовления ребристой конструкции
Первая разработка ребристого устройства
Звукопоглощающие рёбра из сжимаемой пластмассы с большими потерями
Характер действия и размеры ребристых устройств
Распространение звука в каналах с поглощающими стенками
Звуковой импеданс и отражение от передней поверхности ребристого поглотителя
Форма постепенного перехода ребристых устройств
Характеристики направленности отражения
Зависимость отражения от температуры и давления; проникновение воды в материал рёбер
Поглощающие рёбра из резины с отверстиями
Покрытия из фольги ребристых конструкций
Облицовка измерительных бассейнов ребристыми звукопоглотителями
Глава 7. Резонансные звукопоглотители
1. Введение
2. Конструкции и физические свойства резонансных звукопоглотителей
Основная модель резонансного звукопоглотителя и её развитие
Элементы резонансного звукопоглотителя
Разработка двухконтурного звукопоглотителя
3. Теоретические основы
Теория основной модели резонансного поглотнтеля
Эквивалентная электрическая схема основной модели
Условия согласования для параметров основной модели
Полная проводимость двухконтурной схемы большого полостного вибратора
4. Экспериментальная проверка теории
Аппаратура
Измерение полной проводимости полостных вибраторов
Возможность выполнения условий согласования характеристик полостного вибратора со средой
5. Проблемы практического применения резонансных звукопоглотителей
Расположение отверстий и требования точности при изготовлении поглощающих матов
Зависимость поглощения звука резонансными звукопоглотителями от давления и температуры. Старение
Отражение от резонансного звукопоглотителя при падении волны под острым углом
РАЗДЕЛ III. Шумы самолётов и гребных винтов
Глава 8. Шумы самолётных винтов
1. Введение
2. Основные элементы
3. Шумы самолётных винтов
4. Шумы, обусловленные действием устойчивых воздушных сил
Теория шумов самолётных винтов, обусловленных крутящим моментом и тягой
Некоторые сравнения измеренных шумов с теоретическими
Характеристики направленности
Число лопастей
Ширина лопасти
Мощность нагрузки
Число Маха на конце лопасти
Толщина лопасти
5. Шумы, обусловленные неустойчивыми воздушными силами
Срывы вихрей
Периодические неустойчивые силы на лопасти
6. Шум воздушного винта в близко расположенном поле
Сравнение шумов, генерируемых в ближнем и дальнем поле
Анализ распределённой нагрузки
7. Специальные конфигурации винтов
Сверхзвуковые винты
Винт двойного вращения
Спаренные воздушные винты (тандем)
Винт, смонтированный в насадке
8. Влияние поступательной скорости
Глава 9. Шумы реактивных двигателей
А. Шумы от непрерывных струй
1. Состояние теории
2. Структура струи
Области смешения
Профили скорости
Профили турбулентности
3. Корреляция между турбулентностью и шумом
4. Влияние различных параметров
Внутренние шумы
Сравнение шумов в ближнем и дальнем полях
Направленность по азимуту
Скорость струи
Размер струи
Частотный спектр
5. Сверхзвуковые струи
Шумовые характеристики
Устройства для уменьшения шумов
Б. Различные типы двигателей
6. Пульсируюший воздушно-реактивный двигатель
Рабочий цикл
Шумовые характеристики
Теория
7. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели
8. Ракеты
Глава 10. Другие источники самолётных шумов и их сравнительные уровни
1. Другие источники самолётных шумов
Аэродинамические шумы
Поршневые двигатели
Звуковые удары
2. Сравнение уровней шумов от самолётных двигателей различных систем
Глава 11. Шумы гребных винтов
1. Частоты лопастей винтов в воздухе и в воде
2. Поющий винт
3. Образование кавитации
4. Кавитация на больших скоростях
5. Звуковые спектры гребных винтов
