Foto med tillstånd av American Technology Corp. I november 2005, pirater attackerade kryssningsfartyget Seabourn Spirit utanför Somalias kust. Piraterna var i en liten båt, men de hade maskingevär och raketdrivna granater. Kryssningsfartyget, å andra sidan, hade en Long Range Acoustic Device (LRAD) .
Många medier krediterade LRAD med att varna piraterna, lämna Seabourn Spirit oskadd. En del av täckningen var ganska dramatisk. Nyhetshistorier beskrev LRAD som ett soniskt vapen som avlossade en ljudstråle mot piraterna och drev bort dem.
Vad gör ljud till ett vapen? I den här artikeln, vi kommer att granska grunderna i ljud och diskutera exakt hur LRAD producerar sin "ljudstråle". Vi kommer också att utforska LRAD:s hyllnings- och varningsförmåga och andra användningsområden för ljud.
BullernivåerJu högre ljud det är, ju mer det rör sig strukturerna i ditt öra. Ju högre dess tonhöjd, desto snabbare rör det sig. Höga eller höga ljud kan passera smärttröskel , eller den punkt där ett ljud är smärtsamt. Så här jämför vissa vardagsljud med LRAD:
Vågtillägg. (Detta exempel använder tvärgående snarare än längsgående vågor eftersom deras skillnader är lättare att se.) Oavsett vad som skapar det, ljudet är alltid gjort av vågor . Dessa vågor rör sig genom materia, som luft, vatten eller marken. De interagerar med saken (och i vissa fall med varandra) när de går. Animationen nedan visar dig grunderna i ljudvågor och hur de reser. Om du redan vet hur ljudvågor fungerar, hoppa bara till nästa avsnitt.
Ljudvågor kan passera genom varandra utan mycket förvrängning eller förändring. Men under rätt förutsättningar, ljudvågor kan förändra varandra dramatiskt. Till exempel, identiska ljudvågor som är ur fas (deras kompressioner och rarefaktioner är omvända) kan avbryta varandra. Å andra sidan, identiska vågor som är i fas kombinera sina kompressioner och sällsynta fördubbla deras amplitud.
När ljudvågor reser, de spreds ut i alla riktningar i en böjd vågfront . Ju längre de reser från källan, ju mer de sprider sig och tystare blir ljudet. Men högfrekventa vågor sprider sig inte så mycket som lågfrekventa vågor. Också, vågor med långa våglängder reser i allmänhet längre än de med korta våglängder.
Det finns många andra saker att lära sig om ljud, men det här är vad du behöver veta för att förstå LRAD. Vi ska titta på hur LRAD skapar ljud och utnyttjar dessa fysiska egenskaper härnäst.
LRAD har massor av givare i ett förskjutet arrangemang. LRAD:s uppgift är att göra ljud - mycket ljud. Det ger mycket högt ljud som hörs på relativt långa avstånd. Men det är inte begränsat till att producera smärtsamt buller för användning som vapen. Det kan också förstärka röster eller inspelningar till en nivå som är hög och tydlig men inte smärtsam eller försvagande.
Istället för att använda en stor, rörelseenhet för att göra allt detta ljud, LRAD använder många små. En högtalare använder vanligtvis ett snabbt rörligt membran för att göra ljud. LRAD -användningen har en rad piezoelektriska givare . En givare är helt enkelt en enhet som ändrar en typ av energi till en annan typ av energi. I detta fall, det förändrar elektriska impulser till ljud.
Ett piezoelektriskt material är ett ämne som är permanent elektriskt polariserad - den har en positivt laddad sida och en negativt laddad sida. Om du trycker på ett piezoelektriskt material, det skapar en elektrisk impuls. Å andra sidan, om du applicerar en elektrisk laddning på den, dess molekyler rör sig och det ändrar form. Använda elektrisk ström från ett batteri, generator eller annan källa, LRAD tillför elektrisk laddning till massor av piezoelektriska givare. Givarna ändrar snabbt form och skapar ljudvågor.
Att applicera en laddning på ett piezoelektriskt material får det att ändra form.
Alla dessa givare är fästa på en monteringsyta. De är förskjutna så att fler av dem får plats i ett mindre utrymme. Detta hjälper LRAD att skapa mycket höga ljud - identiska vågor kommer från givarna, och deras amplituder kombineras för att skapa högre ljud.
Baksidan av LRAD har handtag så att människor kan styra majoriteten av ljudet som det skapar. Foto med tillstånd av American Technology Corp. På föregående sida, vi tittade på hur LRAD skapar massor av volym. Så det är så LRAD skapar massor av volym. Men ljudet från LRAD är också relativt riktad . Det sprider sig inte så mycket som ljud från typiska högtalare. Människor bakom eller bredvid enheten hör fortfarande ljudet, det är inte lika högt. Även utanför strålen, ljudet kan fortfarande vara högt, så förare och närliggande personal bär ofta hörselskydd.
LRAD använder fasen av ljudvågorna, enhetens storlek och luftens egenskaper för att skapa mer riktat ljud:
Resultatet är i huvudsak en högtalare som kan ta emot inmatning från en mikrofon, en inspelningsenhet eller en Phraselator -översättningsanordning. Det kan sedan förstärka den ingången, tillåter brottsbekämpning, säkerhets- och militärpersonal för att ge instruktioner och varningar eller att rensa byggnader och sprida folkmassor. Om de verbala instruktionerna inte ger något resultat, LRAD kan ge en hög varningston som närmar sig eller passerar smärttröskeln.
När det används för att orsaka smärta eller desorientering, LRAD är en icke-dödligt vapen . Nästa, Vi kommer att titta på för- och nackdelar med att använda LRAD på detta sätt.
LRAD 2000x Snabba faktaGrundspecifikationer för LRAD 2000x:
Foto med tillstånd av American Technology Corp. American Technology Corporation (nu LRAD -företaget) utvecklade LRAD efter attacken mot USS Cole 2000. Dess ursprungliga syfte var att hjälpa till att genomdriva de säkra zonerna kring USA:s militära fartyg. Med LRAD:s standardinställningar, ett fartygs besättning kan varna ett fartyg för att det närmar sig ett militärt fartyg och måste ändra kurs. När den används för kommunikation, det är högt och tydligt men vanligtvis inte smärtsamt. Men om hantverket inte ändrar kurs, fartygets besättning kan åsidosätta LRAD:s standardinställningar. Det kan då producera högt, irriterande, potentiellt smärtsamt buller som fungerar som avskräckande. Helst, båten skulle sedan lämna området utan att fartyget behövde använda dödlig våld.
Polis och landbaserade militära enheter har hittat användningsområden för LRAD. Med samma principer, myndigheter kan ge varningar och instruktioner som hörs för en stor grupp människor. Polismyndigheter kan använda enheterna för att ge instruktioner till stora grupper av människor eller beordra dem att skingras, eller att använda höga ljudnivåer för att avskräcka människor från att komma in i ett område eller varna dem bort.
Dock, människorättsgrupper och hörande specialister har väckt oro för LRAD. Enligt National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, alla ljud över 90 dB kan skada en persons hörsel [ref]. Så LRAD kan hota hörseln av alla som är på väg, oavsett om det är något fel, även när den endast används för kommunikation.
Som stun guns, tårgas och mindre dödlig ammunition, LRAD kan användas i folkmassakontroll och andra situationer som ett icke-dödligt vapen. Icke-dödliga vapen är något kontroversiella. Mänskliga rättighetsgrupper betonar att även om de är mindre dödliga, de är fortfarande vapen och har orsakat dödsfall under vissa omständigheter. Särskilt LRAD har väckt kritik eftersom dess effekter kan vara permanenta, och effekter av icke-dödliga vapen ska vara tillfälliga.
Till sist, vissa människor har ifrågasatt LRAD:s effektivitet, eftersom ett enkelt hörselskydd kan vara värdelöst.
Kolla in nästa sida för länkar med information om ljud, LRAD och andra relaterade ämnen.
Andra användningsområden för ljudLjud är användbart för många saker förutom kommunikation och musik. Här är några exempel:
=
