Звук выстрела

[RD47]

Всем доброго времени суток! Интересует такой вопрос, по роду своей деятельности присутствовал на испытании глушителей для огнестрельного оружия на сверхзвуковых патронах. Звук выстрела замеряли с помощью шумомера экофикика 110А и доп. усилитель к нему. Звук без глушителя составлял 170дБ, с глушителем 135дБ. На слух мне казалось, что с глушителем звук был на 60-70% тише, чем без него, хотя если смотреть по дБ то всего 20%. Как это объясняется? и как правильно это вычислить?
С уважением!

[rascas]

Интенсивность звука ( $\text{Вт/м}^2$ ) была меньше в ~3200 раз. ( $170-135=35$ децибел )

[RD47]

rascas в сообщении #1352392 писал(а):

Звуковое давление было меньше в ~3200 раз. ( $170-135=35$ децибел )

это я понял что 35 дБ) меня больше интересует почему на слух кажется что намного тише, что минимум в пол раза тише, а по факут только 35 дБ

[photon]

RD47 в сообщении #1352390 писал(а):

На слух мне казалось, что с глушителем звук был на 60-70% тише

"На слух", "на глаз" - это очень плохие измерительные данные. Органы чувств сильно нелинейно работают. Благодаря этой нелинейности мы слышим, как тикают часы и не глохнем от проезжающего рядом поезда, но оценки "на сколько-то процентов тише/громче" заведомо мимо.

Что же касается громкости в децибелах, то "всего на 20%" тоже некорректная оценка, потому что эта шкала логарифмическая. Смысл имеет разность, а не отношение. И разность 35 дБ, как написали выше это не "всего лишь", а разница в 3200 раз. Для сравнения: эта разница сопоставима с разницей между громкостью речи и звуком поезда в метро и примерно такая же разница между пылесосом и сиреной скорой, и такая же между тихим шелестом листьев и обычным разговором.

[wrest]

Ну и ещё добавим что 170 дБ это наверное кровь из ушей...

Вы отнесите приборчик-то подальше, к тому месту где ухом слушали, и окажется что падение было скажем с 90 децибел (пневматический молоток) до 55 (негромкий разговор)...

[Pphantom]

RD47, первый вопрос, который тут возникает - откуда следует, что ваша оценка хоть сколько-нибудь точна? Делать подобные "ухомерные" оценки более чем нетривиально, и даже человек с большим опытом, но накопленным в более естественном диапазоне силы звука, почти наверняка ошибется. Так что если вы не посещаете подобные испытания каждую неделю, то лучше просто исходите из того, что ваша оценка оказывается неверной.

[Xey]

По ощущениям можно сказать, что звук тише , равен или громче другого.
Громкость уменьшается в квадрате от расстояния. Можно расположить источники так , чтобы звуки были равны, и по расстояниям определить, какой и насколько громче.

[fred1996]

wrest в сообщении #1352415 писал(а):

Ну и ещё добавим что 170 дБ это наверное кровь из ушей...

Ну наверное если рядом с ухом стрельнуть, так и будет.

Может быть еще играет факт, что без глушителя звук выстрела очень короткий и
возникает в основном за счет газа который опережает пулю в стволе, производя эффект ударной волны. Действие глушителя в основном направлено к тому, чтобы погасить эту ударную волну, преобразовав в обычную. Например, простейшим глушителем может служить пластиковая бутылка. Газ просто заполняет бутылку, пуля пробивает дно, и далее газ уже вылетает из бутылки с обычной скоростью.
Без глушителя звук ударной волны весьма интенсивный, но очень короткий. Прибор же может мерять эту пиковую интенсивность. Звук же с злушителем не имеет пика, но он более продолжительный. А человеческое ухо реагирует скорее на такую вот интегральную интенсивность. Отсюда и разность показаний прибора и вашего уха.
То есть глушитель не убирает энергию выстрела. Он преобразует энергию короткой сверхзвуковой волны в энергию обычной звуковой волны но продолжительного действия. Как на это преобразование реагирует ухо, одному богу известно.

[Dmitriy40]

fred1996 в сообщении #1352511 писал(а):

Как на это преобразование реагирует ухо, одному богу известно.

Не только ему: вот например гугление за минуту нашло в УФН интересный pdf аж 1934 года, в котором раздел на стр.23 прямо так и называется "VIII. ГРОМКОСТЬ ВЕСЬМА КРАТКИХ ЗВУКОВ". Коротко: громкость падает при уменьшении длительности (вроде линейно). Плюс ухо интегрирует громкость за 0.3мс, т.е. более короткие звуки должны быть сильнее для одинаковой воспринимаемой громкости (см. рис.21 на стр.26). А это время близко к характерным временам выстрела.

[Xey]

Dmitriy40 в сообщении #1352546 писал(а):

громкость падает при уменьшении длительности

Чем короче звук, тем шире его спектр, но частоты выше 20 кГц, не воспринимаются ухом, их энергия "теряется".

fred1996 в сообщении #1352511 писал(а):

Без глушителя звук ударной волны весьма интенсивный, но очень короткий. Прибор же может мерять эту пиковую интенсивность. Звук же с злушителем не имеет пика, но он более продолжительный.

Получается, что есть два направления глушения звука выстрела
1 растянуть его во времени (обычный глушитель)
2 сжать во времени (надо придумать как)

Глушитель приглушает звук для наблюдателей расположенных вблизи ствола. Для далеко расположенных он не эффективен, они слышат только низкие частоты ?

[Dmitriy40]

Xey в сообщении #1352561 писал(а):

Чем короче звук, тем шире его спектр, но частоты выше 20 кГц, не воспринимаются ухом, их энергия "теряется".

В том pdf приводились цифры для $0{,}01..1\text{с}$, до 20кГц тут ещё очень далеко.
Кроме того есть сомнение что будет существенное ослабление воспринимаемой громкости для ударной волны (дельта-функции) (а сверхзвуковой выстрел именно она и есть) несмотря на её бесконечный спектр, скорее уж будут искажения частоты (перепонка прогнётся под ударом и потом будет успокаиваться с собственной частотой). Но прогибаться то должна ровно по приходящему давлению - т.е. громкости звука.

Xey в сообщении #1352561 писал(а):

Глушитель приглушает звук для наблюдателей расположенных вблизи ствола. Для далеко расположенных он не эффективен, они слышат только низкие частоты ?

Ну, смотря как далеко, если не слишком (думаю десятки и сотни метров для стрелкового оружия) - то будет ударная волна, какие уж там низкие частоты ... Вот сильно дальше - да, согласен с Вами. А от самолётов и с километров ударную волну прекрасно слышно.

Xey в сообщении #1352561 писал(а):

Получается, что есть два направления глушения звука выстрела

Три, ещё: снизить скорость истечения газов до дозвуковой (в том числе и сильно их охладив), именно это обычно и делают глушители. Время истечения тоже разумеется увеличивается, но мне кажется это не главное. (Где-то видел что ударная волна практически не возникает при давлении газов до трёх - а лучше двух - атмосфер, вот и снижают его позволяя расшириться в замкнутом объёме глушителя.)

[Munin]

Dmitriy40 в сообщении #1352584 писал(а):

В том pdf приводились цифры для $0{,}01..1\text{с}$, до 20кГц тут ещё очень далеко.

Кроме общей длительности звука, надо ещё смотреть на его картину во времени. Там и до килогерцев недалеко.

Dmitriy40 в сообщении #1352584 писал(а):

А от самолётов и с километров ударную волну прекрасно слышно.

От самолётов - не ударная волна. Распространённое заблуждение.

[DimaM]

Munin в сообщении #1352598 писал(а):

От самолётов - не ударная волна. Распространённое заблуждение.

От сверхзвуковых именно ударная.

[Dmitriy40]

Извините, разумеется я говорил про сверхзвуковые самолёты (подумал что это очевидно из-за упоминания именно ударной волны).

[EUgeneUS]

Dmitriy40
DimaM

Если ударная волна движется со скоростью больше скорости звука, по определению ударной волны

то почему на этой картинке



волны движутся со скоростью звука?