Представьте себе сцену в голливудском боевике: два полицейских преследуют преступника в промышленной зоне, окруженной высокими бетонными стенами. Несколько минут активной перестрелки и преступник пойман! Все участники уходят живыми и невредимыми.
Что не так с этой сценой? В действительности, если бы это произошло таким образом, все участники временно оглохли и, возможно, получили необратимые повреждения слуха.
Компания NTI, ведущий производитель измерителей уровня звука, задалась вопросом, насколько громкий выстрел на самом деле. Чтобы выяснить это, специалисты компании обратились за помощью в крупнейший региональный тир RMS Shooting Anstalt, что находится в Лихтенштейне.
Современный тир с восемью мишенями на 25 м
Поскольку у специалистов NTI был эксклюзивный доступ к объекту (стрелковому тиру), они измеряли не только уровень шума, но и акустику помещения. Для тиров требуется малое время реверберации.
Измерение времени реверберации
Какое идеальное время реверберации в закрытом тире? Уровень шума перед стрельбой достаточно высокий, так как мощная вентиляция способствует значительному фоновому шуму. Поэтому оценивалось время реверберации с активной вентиляцией и без нее. Эти измерения были выполнены с помощью додекаэдра NTI DS3, всенаправленного громкоговорителя. DS3 был размещен в центре помещения, между стрелком и мишенью, для того, чтобы получить полное распределение шума по всему помещению.
Фоновый шум в комнате составляет 54,1 дБ. Это было вычислено с помощью измерителя уровня звука XL2 на расстоянии 4 метра от громкоговорителя DS3. Используемый додекаэдр DS3 обеспечивает 121 дБ относительно 1 пВт звуковой энергии.
Громкоговоритель-додекаэдр DS3 в тире
Специалисты также хотели выяснить, оказывает ли ламинарный (струйчатый) поток воздуха в вентиляционной системе значительное влияние на какие-либо акустические параметры. Поэтому все измерения были выполнены как с активной системой вентиляции, так и без вентиляции. Время реверберации без вентиляции (красный) и с вентиляцией (розовый)
Измерение времени реверберации без вентиляции воздуха (красная кривая) было легким. После включения вентиляции воздуха (розовая кривая) время реверберации на низких частотах кажется меньшим. Однако, это, скорее всего, вызвано большей погрешностью измерений, поскольку ламинарный воздушный поток значительно увеличивает низкочастотный фоновый шум.
Итак, какова же громкость выстрела на самом деле?
Во время первых ознакомительных измерений обнаружилось, что положение микрофона рядом со стрелком, даже с использованием микрофона с низкой чувствительностью, вызвало серьезное превышение уровня громкости на измерителе. Поэтому была выбрана позиция под углом 30° на расстоянии 2,5 м до стрелка. Это было самое близкое положение микрофона, которое не приводило к пиковому уровню превышения 154,1 дБ (уровень болевого порога ушной мембраны человека) или выше.
При проецировании этого числа на расстояние 0,7 м (от уха до пистолета) максимальный уровень громкости в ухе достигает 165,2 дБ. На этом уровне незащищенное ухо, скорее всего, будет навсегда повреждено. Одну и ту же серию выстрелов измеряли одновременно вторым прибором на расстоянии 8,5 м. На этой позиции пиковый уровень LCpkMax все же достиг 143,8 дБ. Известно, что очень кратковременные импульсы в идеале следует измерять с более высокой частотой дискретизации 192 кГц (как указано в US MIL-STD 1474E). Тем не менее, в данном случае существующая частота дискретизации XL2 в 48 кГц обеспечивала достаточные точные измерения и точное воспроизведение сигнала из-за спектрального распределения энергии измеряемых выстрелов. Если бы выборка XL2 была недостаточной, были бы очевидны большие отклонения LCpkMax. Тогда мы могли бы только заключить, что фактическое значение было, по крайней мере, таким же высоким, как наш самый высокий показатель измерений с XL2.
При проецировании этих результатов измерений на сцену перестрелки из боевика становится весьма вероятным, что все участники будут страдать от нарушения слуха после первого же выстрела.
Специалисты NTI также исследовали, изменяется ли пиковый уровень при активной вентиляции воздуха. График ниже показывает, что фоновый шум между выстрелами возрастает. Пиковый уровень, однако, не был подвержен влиянию рабочей системы вытяжки.
Опытные стрелки знают, что защита слуха в тире обязательна. Ослабление защиты слуха достигает 35-40 дБ на средних и высоких частотах, тогда как более низкие частоты ниже 500 Гц ослабляются только на 15-20 дБ.
Основная энергия выстрела лежит на частотах выше 1 кГц. Предполагая, что реалистичное ослабление составляет 35 дБ, пиковый уровень в ушах стрелка все еще достигает 130 дБ. Для особо чувствительных людей или тех, кто часто стреляет, рекомендуется сочетать средства защиты органов слуха с дополнительными берушами.
За стеной тира расположен ресторан и специалистам компании NTI стало интересно исследовать звукоизоляцию стреляющего шума.
Исходя из параметров кратковременного измерения уровня шума (Leq), дверь в вестибюль ослабляет 44 дБ, а в зоне ресторана шум ослабляется на 80 дБ. При ослабленном уровне 65 дБ выстрелы почти не слышны, если выключен кондиционер и фоновая музыка. Меры звукоизоляции очень эффективны.