Объединение добровольных спасателей ЭКСТРЕМУМ

Что желательно знать про физику и технику с звуковыми волнами в газах можно почитать в книжке от 1948 - https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads ... 48ru-1.pdf (в основном главы 2 3 4 и начало 14).

Что оттуда следует для поисков со звуком (по принципу взаимности пасивные системы работают одинаково на прием и излучение потому можно везде одинаково печатать и про качество излучения и приема).

Начиная с главы 14 про поглощение -
(14.14) - показатель затухания в пустом воздухе от вязкости и теплопроводности воздуха пропорционален квадрату частоты. Одно из следствий - низкие частоты затухают меньше и могут быть слышны дальше.

В конце параграфа 103 - реально замереное поглощение (даже во всем диапазоне звуковых частот) в зависимости от ветра (и сила и направление) может быть примерно от 1 до 10 дб (в 10 раз по мощности) на 100 метров. Это значит на километр может быть или хорошая слышимость без ветра (потери -10дб) или примерно никакой (потери -100дб) при достаточно сильном ветре. Еще следствие - если подавать сигнал по ветру он пролетит дальше (до затухания до порога слышимости). Хотя ответ будет слышен хуже. Ну в лесу ветер обычно относително слабый. Но на полях может быть намного больше.

Важное из глав 2 3 4 про звуковые антены (согласование источника энергии колебания давления и газа для формирования улетающей практически полезной волны далеко) - для хорошего сопротивления излучения произведение длины волны и размера излучателя должно быть порядка 0.3 и более. Зависимость достаточно резкая и при соотношении больше 1 добавка полезности (по сопротивлению излучения) уже мала и больше идет добавка по направлености. При меньше около 0.3 зависимость поплохения весьма сильная. Для практических поршневых случаев в параграфе 26 есть примерные зависимости от размера излучателя - там 4..2 степень от частоты и 2..3 степень от площади излучающего сечения.

Частичное приложение этой теории к устройству уха у граждан - ухо излишне мало для приема частот примерно меньше килогерцев с хорошим качеством. Входной размер уха порядка 10..15мм максимум (наружний рупор уха слишком короткий для работы на низких частотах) и длина волны на 100гц..1000гц - от 3400 до 340 мм. Частично или даже очень хорошо эти проблемы могут быть видны на кривых равной громкости и пороговой чувствительности от частоты - в диапазоне 30гц..600 гц завал чувствительности почти на 60 дб с плавным улучшением к частотам около 1 кгц.

Приложение к устройству леса - волны таже плохо взаимодействуют с вещами заметно короче длины волны. Это значит через лес с калибром стволов до 30см волны длинее 60см ходят намного лучше (меньше переотражений и рассеяний в разные стороны). Это значит вполне слышимый (хотя и все более хуже на низких частотах) диапазон частот 30гц..500гц может ходить через лес заметно дальше. Промышленые сирены типа с-40 на частоту около 450гц может быть тоже устроены с учетом лучших прохождений длиных волн по городам и за городами. Потому при использовании носимых и перевозных сирен может быть полезно тоже использовать диапазон около сотен гц. Хотя там и все еще заметные проблемы с требуемым размером выхода излучателя чтобы иметь приличный кпд.

Про энергию спектра голоса - по ответам роботов останков инетика к 2026 - примерно 80процентов энергии голоса идет в полосе весьма низких частот около 100..500 гц.
Все остальное рисующее разборчивость имеет порядка 20процентов энергии (но может давать еще и улучшеное понимание азимута при приеме двумя ушами).
Энергетическое распределение Энергия речевого спектра распределена крайне неравномерно:Максимум энергии: приходится на низкие и нижнесредние частоты (до 500–600 Гц).Спад энергии: на частотах выше 1000 Гц мощность звука резко падает.Значение: хотя самые высокие частоты обладают наименьшей энергией, именно они определяют естественность звучания и 100% разборчивость речи для человеческого слуха.

Меньшие но тоже наличные проблемы и при излучении криком ртом - размер рта тоже маловат для длин волн больше полметра и больше. Физически то значит при крике голым ртом много мощности затухает в ближнем реактивном поле и далеко улетает меньше возможного. Попытка улучшить излучение (на низких частотах) рупором из рук мало полезна - длина рупора из рук весьма мала и профиль выпуклый примерно безполезен. Правильный рупор должен быть хотя бы вогнутым. При относительно оптимальной по длине и скорости увеличения сечения экспоненциальной форме хода сечения и показателе экспоненты порядка 0.025 для приличной работы от частоты около 100 гц рупор будет увеличивать сечение в 2 раза (диаметр в 1.41 раз) с исходного диаметра 5см до 7см на длине около 25см. Уже средне удобно в ношении при слабой прибавке полезности. И закручивать такое в спираль еще сложно. Ну можно складывать в аналог сложеных рупоров носимых и других мегафонов. Но с учетом уже доступных мегафонов с электро усилением это относительно мало важно.

Про улучшение приема ответа бвп - уже с 17..18 века делали приспособы для улучшения согласования уха на прием и частичного улучшения направлености на верхних частотах (порядка кгц и более - но там слух тоже хуже). При приличном улучшении науки такие приспособы местами называют отофоны. Для работы с ухом входным калибром около 8мм или меньше уже можно использовать хоть и длиные но свернутые рупоры в более удобную к ношению длину. Если смотреть на средние по качеству стетоскопы с трубками диаметром 6 мм (у еще более дешевых трубы еще меньше и это сколько-то еще хуже) - рупор для работы от около 100 гц с большим (входным) калибром около 65мм можно свернуть в габарит около 18х18х18 см и напечатать из пластика на 3д принтере. При этом такая приспособа работает и автономно как приемник с входным сечением примерно в 100 раз больше площади уха так и может быть переходом на добавочный рупор от диаметра около 60мм на прямоугольный более удобный к переноске и более направленый на верхних рабочих частотах.

Про потребность приемных приспособ от около 100 гц или меньше - диапазон 100..500 гц имеет и максимум энергии в ответе бвп и имеет малое затухание при пролете через средний лес.