Сотовые громкоговорители ВНИИРПА: технология, преимущества и применение

Сотовые громкоговорители — это уникальное направление в акустике, разработанное в СССР на базе ВНИИРПА им. А.С. Попова. В отличие от традиционных динамиков, использующих бумажные конусы, эти устройства применяют плоские сотовые диафрагмы, что обеспечивает исключительную точность звучания и надежность. Для сравнения, классические решения, такие как динамик 4А-32-6 «Ломо», часто подвержены нелинейным искажениям, которые устраняются в сотовых конструкциях.

В 1980–1990 годах в нашей стране было создано новое поколение низкочастотных, средне- и высокочастотных громкоговорителей, а также излучателей полного диапазона (ШП). На их базе построены акустические системы (АС) всех назначений:

• Категория Hi-End: «Русь», «Нева-2».
• Категория Hi-Fi: «Нева», «Онега», «Лира».
• Автомобильные АС: «Норд», «Север».

Почему сотовые динамики лучше конусных?

За 20 лет эксплуатации сотовых громкоговорителей доказана их универсальность. Они имеют существенные преимущества перед традиционными головками с бумажными конусными диафрагмами:

1. Расширенный частотный диапазон. Диапазон расширяется на 2–3 октавы с минимальными АЧХ-искажениями. Это позволяет использовать НЧ, СЧ и ВЧ головки в режиме синфазных колебаний, обеспечивая неравномерность АЧХ всего ±1,5 дБ.
2. Низкие нелинейные искажения. Бумажный конус является геометрически нелинейной системой (смещение точек поверхности зависит от толщины оболочки). Сотовая диафрагма лишена этого недостатка.
3. Отсутствие внутренних резонансов. В конусных головках возбуждаются резонансы воздуха внутри диффузора, что искажает звук. Плоская сотовая структура этого лишена.
4. Лучшая направленность. При одинаковом типоразмере сотовая головка излучает звук более равномерно по сравнению с конусной.

5. Высокая мощность и охлаждение. Тепло от звуковой катушки рассеивается через диафрагму в окружающее пространство, что позволяет головкам выдерживать большие нагрузки по сравнению с бумажными аналогами, где тепло отводится только через магнитопровод.
6. Простота конструкции АС. Плоская поверхность излучателей не требует создания сложных модулей для выравнивания центров излучения.
7. Стабильность параметров. Электроакустические параметры не зависят от температуры и влажности, в отличие от бумажных диффузоров.
8. Производственная стабильность. Легче обеспечить одинаковые характеристики головок при серийном производстве.
9. Экологичность. Производство сотовых диафрагм не использует вредные анилиновые красители, в отличие от целлюлозного производства.

Применение в военной и общественной технике

Особо следует подчеркнуть незаменимость сотовых громкоговорителей в военной технике. Они надежно работают при резких перепадах температур, высокой влажности и вибрациях. Кроме того, плоские сотовые диафрагмы обеспечивают высокую разборчивость речи в больших гулких помещениях: на вокзалах, станциях метро, стадионах и в бассейнах.

Сотовое направление долгое время оставалось уникальным достижением отечественной науки. Зарубежные попытки создания аналогов в Японии и Европе не увенчались успехом из-за сложностей в расчетах и недоступности исходных материалов (сотопакетов от авиационных заводов).

История и производители

Держателем документации на всю линейку сотовых головок (НЧ, СЧ, ВЧ, ШП) являются специалисты бывшей НИЛ ВНИИРПА им. А.С. Попова. После распада института в 1990 году они организовали ООО «Фирма Звук», которая доказала перспективность этого направления. Технические характеристики головок и акустических систем приведены ниже.

Основные технические характеристики динамических головок

В таблице представлены параметры динамических головок с сотовыми диафрагмами, разработанных ВНИИРПА.

Акустические системы на базе ВНИИРПА

Ниже приведены основные технические характеристики легендарных акустических систем, созданных на основе сотовых громкоговорителей.

Где применяются сотовые АС?

Акустические системы на базе сотовых громкоговорителей устанавливались в ключевых объектах культуры и управления Санкт-Петербурга и других городов. Ниже приведен перечень организаций, использующих данные комплексы.