Молодежная информационная служба Казахстана в новой рубрике «Профессия будущего» рассказывает о специальностях, которыми можно овладеть уже сейчас. Сегодня в центре внимания инженеры-акустики.
Ранее мы поговорили с HR-специалистом Салтанат Абильтаевой о профессиях будущего, ресурсном мышлении, реформе образования и поколении Z.
Акустическая инженерия – сфера инженерии, специализирующаяся на звуке и вибрации: их зарождении, распространении, восприятии и влиянии на живые организмы. Инженеры-акустики занимаются подавлением шума и нежелательных звуков, улучшением восприятия звука и передачей акустической информации.
В европейских странах спрос на акустических инженеров набирает обороты. В Германии программа новая – ее запустили всего лет шесть назад. Университетов, предлагающих программу бакалавриата по специальности «Акустика», в стране всего два – это высшие школы прикладных наук Миттвайды и Мюнхена. Магистратуру вузы и вовсе преподают по совместной программе.
Хотя в Миттвайде акустике обучают на факультете медиа, с миром журналистики и рекламы ее не связывает почти ничего. В программе – математика, физика и электротехника, информатика, техническая механика, схемотехника, практическая электроника, лабораторная и архитектурная акустика, защита от шума, акустический дизайн машин, звукорежиссура и акустические измерения.
Сфера применения предмета и правда поражает. Основных направлений работы для акустического инженера два: акустика зданий и помещений или акустика машин и контроль вибрации. Специалисты, работающие со зданиями, решают проблемы со звуком в комнатах. Например, как уменьшить эхо в конференц-зале, чтобы улучшить слышимость и облегчить распознавание речи. Еще пример – эхоподавление в театрах. Сюда же относится оборудование залов и комнат отражателями и усилителями звука, чтобы все слушатели в любой части помещения воспринимали тон одинаково.
Акустика машин выявляет, как вибрируют части техники, то есть как создается звук. Почему двигатель автомобиля звучит именно так? Как сделать блендер тише? Какой звук издает автомобильная дверь при закрытии?
«Представь, что в офисе разговаривают несколько человек и одновременно пылесосит уборщица, – объясняет студент медиафакультета университета Миттвайды Роберт. – Специалист по акустике зданий и помещений оборудовал комнату усилителями и поглотителями звука, чтобы по залу не гуляло эхо и люди могли понимать друг друга. А инженер-акустик, занимающийся машинами, помог построить настолько тихий пылесос, насколько возможно, чтобы пока уборщица пылесосит, остальные могли вести разговор без помех».
Специалисты по акустике могут также заниматься созданием звуковых систем и слуховых аппаратов (для второго есть специальная отрасль: слуховая акустика и аудиология) и технически просчитывать звучание материалов, из которых создают музыкальные инструменты.
«Гитара – технический инструмент. Орган, по сути, большой резонатор.–рассказывает Роберт. –Понятное дело, что первые гитары человек делал на слух, но сейчас мы могли бы – и стали бы – просчитывать, как вибрируют материалы в зависимости от толщины, размера, плотности и так далее. Не уверен, что можно рассчитать идеальную форму, потому что корпус – это просто усилитель вибрации струн. Но струны можно изучить детально: как сильно нужно их натянуть для оптимального звучания? Какую длину и какую массу они должны иметь?»
Еще одно поле применения акустической инженерии – контроль уровня шумового загрязнения, или акустика окружающей среды. Например, при постройке новой спортплощадки или стадиона, при организации концерта специалист по акустике симулирует и замеряет предполагаемый уровень шума, который не должен мешать живущим в окрестностях людям.
То же самое касается звуков, производимых автомобилями. Согласно законодательству Германии, в разных частях города (жилых кварталах, промзонах и так далее) допустим различный уровень шума в течение дня. Так что, если городские власти решат проложить новую дорогу в жилом районе, перед началом стройки они обязаны измерить уровень шума и подсчитать, превысит ли он допустимые нормы, если провести магистраль. Если да – дорогу нужно изолировать, например, при помощи стен. Такие стены можно увидеть на любом автобане:
Автомобиль вообще производит множество звуков, на некоторые из которых мы даже не обращаем внимание. Казалось бы, какая разница, с каким щелчком закрывается багажник? Но машины бывают разные, и клиенты автомобильных компаний тоже.
«Когда ты закрываешь дверцу машины класса «Люкс», ты ожидаешь, что она закроется со звуком, полагающимся великолепному современному автомобилю, а не развалине середины прошлого века, – говорит Роберт. – И для этого тоже нужны инженеры-акустики. Они не строят двигателей, но они говорят механическим инженерам, где производится большая часть шума и как это изменить».
Автомобиль – это не только двигатель и дверцы. Взять, например, сенсор парковки. Он работает по принципу эхолокации: положение объекта определяется по времени задержки возвращений отраженной волны. Таким образом ориентируются в пространстве киты, дельфины и летучие мыши. Сенсоры определяют точное положение объекта (а не просто расстояние до него), посылая и принимая звуковой сигнал на частоте 49 000 Герц, который человеческое ухо не может услышать. Цифра не случайная: это частота, достаточно высокая, чтобы не быть спутанной с другими звуками, и достаточно низкая, чтобы сохранить дальнодействие и не позволить звуку быть поглощенным воздухом. Все эти нюансы – работа акустического инженера, поэтому в команде, разрабатывающей автомобильные сенсоры, обязательно есть специалист по акустике машин.
Акустика машин – специальность универсальная. Любая техника производит звук, а значит, инженеру есть, чем заняться. Кроме того, звуковые сенсоры используются во многих отраслях, например, при разведке нефти. Корабль, ведущий разведку, стреляет сжатым воздухом в дно океана, а отраженный сигнал записывают сенсоры, по данным которых потом можно понять, что за порода находится внизу и есть ли в недрах «черное золото».
Акустические законы были известны еще древним грекам и римлянам. Некоторые считают, что нам до сих пор недоступны секреты мастеров, создавших идеальные помещения сотни лет назад. Но широко использовать эти законы в индустрии начинают только сейчас.
«Человечество заново открыло для себя акустику, – говорит Роберт. – Раньше никто не думал о том, как сделать пылесос тихим, потому что мощный звук ассоциировался с мощностью самой техники. Тихий пылесос был слабым пылесосом. Сейчас люди хотят комфорта, и акустика помогает этого добиться».
