Часто технический шум вызывает вибрация. Поэтому ученые изучают структуры компонентов, которые бы минимизировали ее. Эта область исследования материалов называется адаптроникой.
"Адаптроника - технология с универсальным применением. Она полезна будет в инженерии, от технологии производства - до автомобилестроения, от авиации и космоса - до оптики - везде, где есть потребность оптимизировать компоненты", - говорит специалист по адаптронике доктор Тобиаш Мельци.
Возьмем, к примеру, камертон. Любой удар заставляет вилку вибрировать, а вибрация порождает звук. Как решение этой проблемы адаптроника предлагает антивибрацию. Две вибрации поглощают друг друга ... и ненужный шум исчезает.
Такого эффекта можно достичь с помощью так называемых пьезокерамических волокон. Эти "умные" материалы сами создают равновесие, нейтрализуя звуковые волны.
Вот принцип, по которому это работает: если на пьезокерамику нажать, то есть приложить механические усилия, она поляризуется и порождает электрический потенциал. И наоборот - если подвести к ней напряжение, пьезокерамика может растягиваться или сжиматься.
"Когда пьезокерамика растягивается, появляется определенная сила. Например, когда блок двигателя вибрирует, это происходит потому что он оказывает давление на крепления. А то, в свою очередь давит на него - и весь механизм вибрирует. Но если между ними поместить пьезоэлемент, блок будет давить на него, но тот изменит свою форму, поглотив вибрацию. Поэтому она не будет распространяться с крепления двигателя в салон автомобиля, а затем исчезнет и шум", - говорит специалист по адаптронике Детлиф Крахе.
Ученые из Института силикатных исследований Фраунгофера разработали специальный процесс для превращения твердых и жидких веществ в гранулы, которые затем скручивают в высокотехнологичные волокна.
Ключевым сектором для адаптроники является автомобилестроение. В будущем, надеются ученые, им удастся устранить даже малейшие вибрации на неровных дорогах.
"Мы достигли максимума в технологическом, экономическом и экологическом плане при применении пассивных мехатроничних систем. Адаптроника может пойти дальше и подвинуть установленные лимиты", - говорит специалист по адаптронике Доктор Тобиаш Мельци.
Вот простой пример: В этом приспособлении вибрации создаются так, как и в автомобиле, который едет. Через амортизатор и подвеску они передаются в главный корпус - в этом случае к банке с водой. Подвеска и стакан соединены между собой тремя пьезокерамическими проводами. Если активировать эти провода, вода в стакане перестает вибрировать.
Поэтому в будущем этот компонент сможет сделать автомобили бесшумными. Установленный между подвеской и основным корпусом этот элемент адаптроники устраняет излишнюю вибрацию в машине. Лазерно-оптические измерения показали - система из пьезокерамических проводов может нейтрализовать вибрации, возникающие, а следовательно и ненужные шумы.
Но справятся ли инновационные технологии с бездорожьем? Ответить на этот вопрос должно вот это устройство, которое воспроизводит условия езды по разбитым дорогам. Если система пройдет тест, можно смело переходить к испытаниям на дорогах.
Адаптроника может стать новой вехой в развитии автомобилестроения - и любой другой отрасли, где нужно "успокоить" вибрацию.
Единственное, почему бесшумные поезда и "воздушные" машины пока не могут сделать наш мир более тихим, это - дороговизна новейших систем.