Сирена

Сирена, звуковой передатчик, в к-ром звук получается вследствие перерывов постоянного потока воздуха или пара (воздушные, паровые С.) или воды (подводные С.). Устройство простейшей С. сист. Кань-яр-Латура изображено на фигуре 1. Главная часть прибора — вращающийся на оси круг с косыми расположенными по кругу отверстиями, находящийся над таким же неподвижным кругом, отверстия в к-ром наклонены в противоположную сторону. При продувании воздуха через насадку верхний круг (вся установка напоминает турбину) приходит во вращение, и выходящий из него толчками воздух дает довольно сильный звук. В С. сист. Зеебека круг вращается особым двигателем, и отверстия в нем прямые. Существует много систем С., употребляемых в технике для сигнализации, простейшей из которых является свисток-сирена. В морском деле вследствие нали

чия на судах пара С. является особенно доступным источником звука для сигнализации; однако кпд С. весьма низок (порядка 5%), а потому они хуже электромагнитных передатчиков звука, получающих все большее распространение и имеющих кпд 50% и более. В подводной звуковой сигнализации также пробовали употреблять С.; как и воздушные С., они имеют низкий кпд и потому в настоящее время заменены электромагнитными передатчиками. Подводные С. имеют еще тот недостаток, что при вызываемых в них довольно мощных колебаниях давления из воды выделяются пузырьки воздуха, существенно ухудшающие КПД С. Н. Андреев.

Сирены (и гудки) в морском деле. На судах для подачи звуковых сигналов по правилам морской навигации в условиях нормальной видимости и при мглистой туманной погоде служат также паровые С. и гудки. Назначение гудков или завываний С. как сигналов определяется продолжительностью сигналов и их количеством. Обычно короткие сигналы даются в течение ¹/_i ск., продолжительные—в течение

6—8 ск. Воспрещается употребление гудков, не вызываемых потребностями сигнализации (салютационные, для созыва команды и прочие). Употребление С. воспрещается, кроме случаев пожара,.

Фигура 2.

Фигура з. аварий и тумана. Гудок паровой (фигура 2) состоит из бронзового корпуса 1, имеющего вверху вид чашки. К корпусу крепится диск 2, имеющий канал 6, через к-рый пар может проходить от клапана 5 в чашку корпуса. Над диском с помощью стержня 4 укреплен колпак 3.

Края колпака помещаются над щелью 7, образующейся кругом между чашкой корпуса и диском. При открывании приводом 8 (при помощи троса с мостика) клапана 5 пар -из трубы будет идти по каналу 6 и выходить с большой скоростью из щели 7 через ©струю кромку колпака, где, рассекаясь, будет производить звук. Расстояние от кромки колпака до щели 7 нельзя изменять произвольно, т. к. от него зависит получение хорошего звука. Для чистоты получаемого звука каждому давлению пара должно соответствовать определенное расстояние между щелью и кромкой колпака. Колпак навернут резьбой на стержень 4; вращая колпак, можно его опускать или же поднимать, изменяя расстояние до щели соответственно давлению пара. На чистоту звука влияет и величина колпака (по высоте) и способ крепления его к корпусу, т. к. при работе гудка стенки колпака приходят в колебания, дающие звук определенного тона. К разновидностям морских паровых гудков принадлежит и изображенный на фигуре 3. Существуют также двух- и трехтонные гудки, издающие мягкие, нетревожащие слуха аккордные звуки, но в морской практике они привились мало, т. к. комбинация тонов, снижая высоту, вносит нек-рую сложность в систему самой сигнализации. Гудки паровые, как и другие сигнальные звуковые приборы (горн, колокол, металлич. доска и прочие), в настоящее время считаются слишком слабыми и мало пригодными для морских сигналов: звук их распространяется на расстояние не более 1,5 км и кроме того увеличить высоту тона этих звукоизлу-чателей нет средств. Между тем кроме дальности при тихой погоде звуки их должны также преодолевать шум ветра, волн, морского прибоя и прочие при наиболее плохих атмосферных условиях, встречающихся в морской практике.

В настоящее время общеупотребительным и самым сильным звуковым сигнальным прибором в морском деле считается морская сирена. Она (фигура 4) состоит из бронзового корпуса 1, в котором укреплен неподвижный цилиндр 5. Внутрь неподвижного цилиндра вложен

Фигура 4.

свободно вращающийся цилиндр

6. В этих цилиндрах сделаны наискось окна-каналы 8, расположенные (фигура 5) под некоторым углом друг к другу; направление осей каналов цилиндра 6 идет по касательной к окружности-вращения стержня. При таком расположении каналов улучшается уравновешенность прибора при пуске С. в действие и во время ее вращения. Открывая приводом 4 разгрузочный клапан 2, а затем и стопорный клапан 3, пускают пар в верхнюю часть корпуса. Отсюда пар проходит через окна 8 и благодаря их относительно наклонному положению застав ляет цилиндр в вращаться. При каждом его обороте п раз откроются все каналы (п — число каналов в каждом из цилиндров). В эти моменты струи пара, вырывающиеся через окна в рупор 7 наружу, производят сжатие воздуха, к-рое в следующий момент, когда все каналы закроются, превратится в разрежение; при следующем открывании каналов получается опять сжатие и т. д. Если цилиндр 6 совершает в 1 ск.

к оборотов, то благодаря такому отсеканию сплошными стенками проходящего через окна пара и попеременному сжатью и разрежению воздуха около стенок цилиндра получается звук, число колебаний которого N=пк. По исследованиям Тиндаля (1872 г.) наиболее подходящая высота тона для звуковых сигналов морских С. — 400 колебаний в ск. С. дают завывающий звук, высота тона которого зависит от скорости вращений цилиндра при пуске С. Чтобы эта скорость могла устанавливаться вполне определенной при данном давлении пара, на оси цилиндра устроен регулятор, состоящий из двух грузов 9, которые при вращении цилиндра стремятся удалиться от центра и этим прижимают плечи рычагов 10 к цилиндрич. поверхности корпуса С. Чем больше скорость вращения цилиндра, тем большая сила трения разовьется между рычагом 10 и цилиндрич. корпусом, а поэтому необходимо и повышение давления пара для поддержания этой скорости и наоборот. Т. о. вес грузов 9 играет существенную роль в высоте звука С. При изготовлении С. с определенным числом отверстий для впуска пара определенного давления желаемую высоту звука при испытании ее достигают изменением веса грузов 9 регулятора. При получении требуемой высоты звука С. по весу грузов определяются уже и другие размеры прибора (высота, ширина и прочие). Часто в сиренах устраивают приспособления для трогания цилиндра б с места, чтобы останавливать цилиндр в положении, когда окна его не будут совпадать с окнами неподвижного цилиндра и движение не может начаться от давления пара. Рупор усиливает передачу на большие расстояния. Усиление звука в нем обусловливается: 1) отражением, или отбрасыванием, звуковых волн от внутренней поверхности трубы в одном направлении и 2) дрожанием самих стенок рупора, что объясняет лучшую слышимость и по всем другим направлениям, не совпадающим с осью его. Чтобы посылать звуки в желаемом направлении, устраивают приспособление для поворачивания С. или рупора около вертикальной оси. Это приспособление играет очень важную роль во время сильных туманов при береговых рейсах, т. к. короткие звуки С., встречаясь с береговыми скалами или другими препятствиями, отдаются обратно сильным и звучным эхо и т. о. предупреждают о возможной опасности. При долгом бездействии гудка или С. внутри корпуса и в подводящем пар трубопроводе накапливается конденсат, вследствие чего яри открывании клапана не получается чистого звука, пока не продуется скопившаяся вода. В целях меньшего охлаждения пара трубопровод к гудку и С. иногда проводят внутри дымовой трубы, на которой обычно закрепляются сигнальные паровые приборы. Перед пусканием гудка или С. в действие необходимо прогреть и продуть как паропровод, так и корпус от скопляющегося конденсата. Чтобы не терялась пресная вода при продолжительной работе С., иногда устанавливают на судне особый воздушный насос-компрессор, и С. приводится в действие сжатым воздухом.

Из всех сигнальных звуковых приборов С. представляет громадное преимущество в том отношении, что по своему устройству может давать любой тон, смотря по числу оборотов и отверстий вращающегося цилиндра, и может давать звук очень большой силы, для чего нужно увеличивать массу проходящего через С. пара или сжатого воздуха, которая уже сама по себе обладает надлежащим звуковым колебанием. Современные судовые С. слышны на расстояниях 3—5 км при любых атмосферных условиях; но .часто и на 20 км звук слышен вполне отчетливо. Каков бы ни был звуковой аппарат, дальность звука и кажущееся направление источника звука не только подвержены значительным колебаниям, но часто кажутся необъяснимыми. Все кажущиеся звуковые аномалии по исследованиям Физо объясняются явлениями преломления звука в среде воздуха неоднородной плотности; результатом например слоистости, плотности воздуха является звуковой мираж. Оказывается также, что туман, когда именно и применяются звуковые сигналы, сам по себе не заглушает звука, но звуковые аномалии обусловливаются, особенно на море, неравномерностью распределения г° и плотности воздуха.

Лит.: Хвольсон О., Курс физики, т. 2, Берлин, 1923: Погодин, Судовые паровые котлы, ч. 1; Правила плавания, 1929; Звуковые сигналы; Aigner Fr., TJn-terwasserschaUtechnik, В., 1922. M. Зуб.