Научные направления кафедры в настоящее время

За годы существования кафедры по объективным причинам сформировалось несколько научных направлений, возглавляемых известными учеными, среди которых наиболее известными являются следующие.

1. Д.т.н., профессор Щевьев Ю.П. – «Акустика неоднородных сред».

Основателем научного направления считается член-корреспондент АН СССР, д.т.н., проф. С.Я.Соколов – первый заведующий кафедрой акустики. Работы этого направления с самого начала были связаны с архитектурной акустикой, то есть с акустикой студий и зрелищных предприятий. На кафедре акустики рамках этого направления работали известные советские ученые д.т.н. А.Н.Качерович, к.т.н. В.С.Маньковский и другие.

В 1986 г. научное направление возглавил д.т.н., профессор Щевьев Юрий Павлович. В 1980-х и начале 1990-х годов научные исследования этого направления были направлены на разработку и создание эффективных звукоизолирующих и звукопоглощающих конструкций. Особый интерес при этом представляли низкочастотные звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции, так как именно в низкочастотном звуковом диапазоне задачи звукоизоляции и звукопоглощения представляют известную проблему. В процессе теоретических и экспериментальных исследований создана фундаментальная теория синтеза неоднородных акустических сред, на основе которой построены методики расчета звукопоглотителей, обладающих наперед заданной частотной характеристикой и эффективностью звукопоглощения. За последние годы усовершенствована теория объемных локальных звукопоглотителей. Выполнен статистический анализ акустических свойств архитектурно-строительных конструкций. Разработаны численные методы расчета дифракции упругих волн на многослойных объемных конструкциях.

Накопленный опыт и результаты проведенных многих отдельных исследований позволили этому направлению в конце 1990-х годов обратиться к решению сложных практических акустических задач, целью которых является достижение требуемого качества звука в помещениях студий звукозаписи и зрелищных предприятий путем управления параметрами звукового поля в конкретном помещении.

По направлению защищено 11 кандидатских и 2 докторских диссертации, опубликовано более 300 научных работ, из которых 6 - монографии.

2.Профессор, к.т.н. Вахитов Я.Ш., профессор кафедры, д.т.н. Вахитов Ш.Я. - «Электроакустическая аппаратура и моделирование акустических процессов в помещениях».

В развитии названного научного направления принимали участие, работавшие на кафедре акустики в 1930-х – 1940-х годах известные советские акустики: член-корреспондент АН СССР, д.т.н., проф. С.Я.Соколов, д.т.н. Гутин Л.Я., д.т.н. Иофе В.К., д.ф-м.н. Л.Л.Мясников и др.

С конца 1950-х годов направление возглавляет ученик С.Я. Соколова проф. Вахитов Я.Ш., под руководством которого опубликовано около 170 научных работ, в числе которых 14 книг по физической и музыкальной акустике, борьбе с шумами и вибрациями аппаратуры, а также ряд книг по электроакустической аппаратуре. В этом направлении на кафедре проводятся исследования в области расчета сложных акустических и акустико-механических элементов электроакустической аппаратуры и аппаратурному моделированию акустических процессов в помещениях, создана и совершенствуется методика расчета электродинамических громкоговорителей прямого излучения. Одна из книг Я.Ш. Вахитова («Теоретические основы электроакустики и электроакустическая аппаратура») стала на долгие годы не только основным учебником студентов и аспирантов - акустиков, но и настольной книгой целого поколения разработчиков электроакустической аппаратуры, а также других специалистов-акустиков. В 90-е годы книга получила достаточно широкую известность также за рубежом (в США, Германии, Израиле, Южной Корее, Болгарии и др.). В области моделирования акустических процессов в помещениях Я.Ш.Вахитовым доказано соответствие спектров объемных механических сетчатых структур спектрам собственных частот помещений, что позволяет с высокой степенью достоверности создавать маломасштабные модели помещений. Им также разработаны:

- метод расчета сопротивления тонкого слоя воздуха между мембраной и неподвижным электродом электростатических преобразователей;

- метод определения устойчивости электретных и обычных электростатических мембран;

- теория струйного определения акустических параметров узких щелей и каналов с несимметричным распределением потоков воздуха.

Названные разработки, в совокупности, позволили создать методы расчета электроакустических аппаратов, которые отличаются высоким уровнем соответствия результатов расчетов и экспериментальных данных.

 В этой области, начиная с 1980-х годов успешно работает Ш.Я. Вахитов (ныне д.т.н.), являющийся одним из ведущих специалистов России в области электроакустической аппаратуры. Им разрабатываются и совершенствуются методы расчета важных для практики акустических параметров, например, коэффициента дифракции в микрофоне для произвольного угла падения звука, эквивалентных величин акустико-механических параметров распределенных систем (мембран под действием неравномерно распределенной силы, диафрагм с жестким куполообразным центром и других сложных элементов электроакустической аппаратуры), нелинейных искажений в электростатических преобразователях. Последняя часть исследований вызвала особенно повышенный интерес специалистов Западной Европы, Юго-восточной Азии, США, Израиля и др.

Вахитовым Ш.Я. опубликовано более 40 научных работ (в том числе 2 монографии, 2 учебных пособия, 1 учебник), закрепивших приоритет нашей страны в области теории и проектирования микрофонной техники. При его непосредственном участии, а также на основе созданных им методов разработано и внедрено в производство более 30 моделей микрофонов, практически на всех российских предприятиях, занимающихся микрофонами. Ряд этих теоретических работ, а также промышленных моделей микрофонов, производимых в России, получили широкую известность и высокую оценку не только в нашей стране, но и далеко за ее пределами.

По данному направлению, начиная с 70-х годов, защищено 2 докторских и 11 кандидатских диссертаций (4 из них под руководством Вахитова Я.Ш.).

3. Д.т.н., профессор Майзель А.Б. – « Борьба с шумами и вибрациями механизмов и аппаратов».

Названное научное направление возникло в ЛИКИ в 1930-х годах, прежде всего, в связи с необходимостью борьбы с вибрацией и шумом киносъемочной, звукозаписывающей, кинокопировальной и кинопроекционной аппаратуры.

Значимость указанной проблемы подчеркивается тем, что виброакустические параметры аппаратов являются своеобразным комплексным критерием оптимальности их конструкции и совершенства технологии изготовления. В развитии этого научного направления принимают участие д.т.н., проф. А.А. Белоусов, д.т.н., проф.А.К.Явленский, д.т.н., проф. Ю.П. Щевьев и др.

В целях снижения виброакустической активности аппаратуры изучены процессы возникновения переменных усилий в механизмах аппаратов, описаны закономерности возбуждения колебаний в опорных элементах механизмов и распространения вибраций по этим элементам от виброактивных узлов до оболочек корпусов аппаратов, раскрыты особенности излучения шума колеблющимися корпусными конструкциями. Усовершенствованы методы и средства борьбы с вибрацией и шумом механизмов и аппаратов как за счет снижения их виброактивности в источнике, так и посредством подавления колебательной энергии на путях ее распространения (виброизоляция, виброгашение, вибропоглощение, звукоизоляция и звукопоглощение).

В частности, развита теория, описывающая свойства одного из средств звукоизоляции – акустических экранов. С использованием методов теории сфероидальных волновых функций и теории дифракции исследована экранирующая способность локальных отражателей звука в форме вытянутых сфероидов, моделирующих удлиненные препятствия с произвольным отношением длины к ширине. Доказана необходимость учета искажения подобными телами звуковых полей, размещенных в их окрестностях излучателей, при решении вопросов архитектурной и промышленной акустики.

 В рамках названного научного направления разрабатываются также методы акустической и вибрационной диагностики качества работы и технического состояния узлов различной киноаппаратуры и других механизмов. Определено влияние технологических погрешностей узлов и механизмов на динамические параметры и ресурс изделий, построены диагностические модели механизмов. Установлена степень влияния колебаний момента трения в опорах на неравномерность вращения прецизионных устройств. В интересах практической реализации способов акустической диагностики разработаны методы и средства измерения потоков колебательной энергии в балках на основе пьезопленочных датчиков деформации многократного применения.

По направлению защищено за последние годы 4 кандидатские и 2 докторские диссертации. Опубликовано 4 монографии.

4. Д.т.н., профессор Уваров В.К. – «Речь и слух. Теория звуковых сигналов».

В разработке названного научного направления принимали участие, работавшие в 1930-х – 1940-х годах на кафедре акустики известные советские ученые д.т.н., академик АН СССР А.А.Харкевич, д.т.н. М.А.Сапожков и др.

В 1975 – 1985 годах научную школу возглавлял д.т.н., профессор Ю.М. Ишуткин, под руководством которого коллектив впервые реализовал первую ступень модуляционного анализа-синтеза звуковых сигналов и исследовал некоторые свойства модулирующих функций речевых и музыкальных сигналов.

С 1985 г. Научное направление возглавляет д.т.н., проф. Уваров В.К., под руководством которого впервые решена задача точного компандирования частотного и динамического диапазонов звуковых сигналов без выделения модулирующих функций в виде отдельно существующих субсигналов. Определены особенности слухового восприятия нелинейно-частотно-компрессированных речевых и музыкальных сигналов. При проведении названных исследований в 2000 г. было обнаружено явление самоконцентрации энергии сигналов в процессе деления их мгновенной частоты. Названное явление проявляется в том, что коэффициент уменьшения девиации мгновенной частоты сигнала в несколько раз превышает коэффициент деления его мгновенной частоты, реализуемый аппаратурой. Установлена зависимость коэффициента самоконцентрации от ширины полосы частот сигнала.

В 2005 г. решением Международной ассоциации авторов научных открытий В.К.Уварову выдан диплом (№283) на открытие явления самоконцентрации сигналов.

На основе созданной В.К.Уваровым модуляционной теории звуковых сигналов разрабатываются в настоящее время модуляционные теории слуха и речи, модуляционно-параметрическая теория колебаний струн, стержней, мембран и других механических колебательных систем.

По данному направлению с 1985 г. защищено 6 кандидатских и 2 докторских диссертации. Опубликовано более 200 научных работ, из которых 12 – монографии, сделано 25 изобретений.