Горячий хит

«Музыка просто огонь!» - кто бы мог подумать, что это образное выражение можно воспринимать вполне себе буквально. А все благодаря открытию 1968 года, когда трое американских ученых обнаружили, что пламя способно генерировать звуковые колебания любой частоты, с чем, на секундочку, в то время не справлялись даже самые продвинутые громкоговорители. Причем открытие это вполне реально было перевести на коммерческие рельсы — например, создать «поющий» камин. О ярких перспективах «музыкального» пламени издание «За рубежом» рассказало в № 16 (409) от 12-18 апреля 1968 года.

В 1968 году трое американских инженеров — Бэдкок, Кэттанео и Бейкер — из Объединённого технологического центра провели необычный эксперимент. Занимаясь разработкой ракетных двигателей, то ли из желания разбавить серые технические будни, то ли влекомые жаждой экспериментов, они подключили усилитель к ацетиленовой горелке и воспроизвели звук через неё. И тут произошло нечто удивительное: пламя заговорило.



И это даже не метафора — горелка действительно издавала звуки. По словам Бэдкока, исследователи были «поражены». Так родилась идея использовать пламя как акустический индикатор, а заодно и как потенциальный музыкальный инструмент или даже бытовую аудиосистему будущего.

«Еще большее применение это открытие может найти в виде музыкальных каминов или музыкальных газовых горелок для обеденного стола в домашних условиях или в ресторане», — заявляет Бэдкок. Кэттанео говорит: «Используя пламя в качестве источника звуковых колебаний, мы подходим тем самым к единственному в мире громкоговорителю, действующему во всех направлениях. Это означает, что звуковые колебания, вызываемые пламенем, распространяются с равной силой во всех направлениях. Это может иметь большое значение для будущих акустических систем в таких местах, как аудитории и кинотеатры, где в настоящее время всегда найдется кто-нибудь из присутствующих, кто плохо слышит на своем месте, что объясняется его положением относительно громкоговорителя».

Ученые утверждали, что пламя способно создавать звуковые волны любой частоты, даже такие, с которыми не всегда справляются лучшие на тот момент динамики. Всё дело в том, что на высоких частотах мембране приходится колебаться слишком быстро, и она просто не справляется с этой задачей.

А вот у пламени таких проблем нет, потому что мембрана ему не нужна. Принцип работы этого явления основан на том, что пламя способно реагировать на изменения звукового давления или электрического сигнала, колеблясь с определённой частотой. Эти колебания, в свою очередь, могут воспроизводить звук. Таким образом, пламя становится своеобразным громкоговорителем, в котором роль мембраны играет сам воздух, ионизированный теплом.

Тогда исследователи возлагали большие надежды на свою инновацию, это могло стать прорывом в создании сверхскоростных систем передачи данных и динамиков с безупречным звуком.

Но не стало. Для инженеров 1960-х годов это открытие имело сугубо прикладное значение: по звуку, издаваемому пламенем, можно было судить о процессе горения топлива. Иными словами, если двигатель «поёт» не так, как должен, — значит, что-то идёт не так. Так зародилась акустическая диагностика сгорания — метод, который до сих пор применяется в аэрокосмической и энергетической промышленности.

С помощью этой технологии можно выявлять неравномерности, вибрации, нарушения подачи топлива — всё, что может привести к поломке или снижению эффективности двигателя.

Но сказать, что «поющее» пламя стало исключительно рабочим инструментом, тоже нельзя. Со временем идея вышла за пределы лабораторий и перекочевала в мир искусства и популярной науки. Никакой революции — сегодня это по большей части научпоп-баловство.

Например, плазменные громкоговорители сегодня можно собрать даже дома. На сайтах для инженеров-любителей вроде Instructables опубликованы проекты по сборке ионофонов. Они выглядят футуристично, звучат чисто — и, конечно, очень эффектны визуально.

Образовательные установки вроде трубы Рубенса позволяют буквально увидеть звук: на металлической трубе с отверстиями зажигается газ, и пламя начинает колебаться в соответствии со звуковыми волнами. Такая установка - отличное наглядное пособие для изучения акустики и резонанса.

Хотя и очень редко, визуализация звука через огонь используется в искусстве — например, художники Юри Сузуки и Мэтью Нибон создали инсталляцию 6 Rubens Tubes Visualizer, состоящую из шести труб Рубенса, каждая из которых реагирует на отдельный звуковой слой композиции.

Конечно, «поющим пламенем» в чистом виде все эти творческие эксперименты не назовешь — это скорее визуализация музыки при помощи. Но в основе лежит все тот же принцип, открытый тремя американскими учеными, - реакция пламени на звуковое давление или электрический сигнал.

---

Мария Седнева
Иллюстрация: «За рубежом», Midjourney