ПАТЕНТ НА ЗВУК

ПАТЕНТ НА ЗВУК

Любитель классической музыки не задумывается как устроен орган! Он наслаждается каждой нотой! Но как это может звучать? Огромный ряд труб, выстроившихся в ряд, как солдаты на плацу. Огромные металлические колонны, педали, белые и черные клавиши и руки органиста рождают божественные звуки.

Проносящийся мимо  BMW можно определить даже с закрытыми глазами- по звуку!

А вас не  удивит, что впервые в истории автомобилестроения фирмой BMW был заявлен патент на звук двигателя... Две педали, огромная труба под днищем автомобиля с двумя раструбами, шесть цилиндров, с четырьмя клапанами на каждый. И этот автомобильный орган тоже звучит, но каждый по-разному: BMW 7-й серии звучит мягко и солидно, а дерзкий Z4 - задорно, спортивно и агрессивно, внедорожник Х5 - мощно и энергично.

Музыку, которую создают взрывные удары поршней, фанаты готовы слушать каждый день. Она идеально вписывается в шум дороги, в стук сердца. Звук мотора любимого автомобиля -  эта музыка лучше рока. Она создается руководителем оркестра. Странное слово, состоит из двух частей: руки, которые держат руль, и водитель, музицирующий педалью газа в одиночку. Дирижер маленького оркестра, который играет максимум для пяти человек…

Но как настраиваются эти совершенные музыкальные автомобильные инструменты, где, как это делается?

ДА БУДЕТ ЗВУК!

Рев мотора БМВ никогда и ни с чем не спутаешь. Этот «голос» легко узнается из тысячи ему подобных. И это неудивительно, ведь над этой «сладкой песней» трудится целая группа специалистов по акустике в мюнхенском исследовательском и инновационном центре БМВ.

Зал акустики в звуковой лаборатории концерна BMW - это множество необычных и даже странных вещей. Здесь работает целая группа специалистов по акустике. Отчетливо слышно, как мимо проезжает BMW 130i, но на самом деле автомобиль стоит на месте. Только его колеса крутятся на роликах в полу, а мотор охотно реагирует на нажатие педали акселератора невидимым водителем - ведь место за рулем пусто. Звук кажется каким-то дребезжащим, как будто исходит из допотопного монодинамика, и совсем не похож на работу мотора BMW.

В зале акустики создаётся идеальная иллюзия езды на автомобиле по баварскому ландшафту

Загадка кроется в том, что устрашающие шумоизолирующие клинья на стенах и потолке целиком поглощают каждую попадающую на них звуковую волну. А ситуация, когда автомобиль как будто проезжает мимо, симулируется здесь с помощью изощренных методик. На каждой стороне автомобиля - по двадцать неподвижных микрофонов, которые установлены друг за другом на одной линии. Таким образом, каждый из них улавливает звук двигателя с различного направления и расстояния, что также представляет собой часть всего поля звуковой волны. Пустые промежутки между микрофонами позднее рассчитываются с помощью специальной компьютерной программы, которая сводит весь этот пазл звуков в цифровой формат. Лишь после этого появляется идеальная иллюзия проезжающего мимо автомобиля в формате hi-fi и stereo, которая служит в дальнейшем основой для работы экспертов по акустике. Они как раз и трудятся над тем, чтобы BMW звучал, как BMW, и чтобы его можно было отличить по звуку двигателя.

Доктор Герберт Финстерхёльцль отвечает в BMW за разработку внешнего звучания автомобилей. Он в этом профи и ставит голос автомобильному мотору, как преподаватель консерватории оттачивает мастерство «автомобильного оперного певца». Сложные физические взаимосвязи связывают друг с другом такие факторы, как внешний и внутренний шум, шумы ветра и качения шин. Акустика ‑  это чрезвычайно скрупулезная область науки. Но один человек в моторном звуке не воин.

Около 150-ти сотрудников компании BMW Group так или иначе связаны с этой темой. Зал акустики на испытательном полигоне в Ашхайме вблизи Мюнхена лишь один из многих. Только в BMW существует около дюжины подобных испытательных стендов, а к ним можно смело прибавить еще несколько, принадлежащих внешним партнерам-разработчикам.

На компьютере можно увидеть, как взрывной звук зажигания переходит в непрерывный бас

ХОРОШИЙ ЗВУК – ДОРОГ

Огромный зал впечатляет - парадоксально, но в нем звуки не отражаются от стен, каждое слово звучит, словно под одеялом. И это очень важно, ведь даже малейшее отражение звука привело бы к искажению результатов измерений.

В закрытом зале акустики количество воздуха ограничено, поэтому двигатели работают на "искусственном дыхании". Его обеспечивает выдвижной вентилятор в полу, впускной канал которого, а также отсос выхлопных газов и механизм роликов скрыты в полуподвальном этаже. Во время измере­ний специально изменяется направление потока воздуха, чтобы добиться идеальной тишины. Не слышно даже шума качения шин, ведь на диски надеты слики без профиля - в конце концов, здесь "ездят" только по прямой. Таким образом, шум приводного агрегата записывается без каких-либо помех, а затем анализируется.

Современная цифровая техника служит при этом большим подспорьем: если раньше спектры звука можно было изобразить только в виде колышущихся зеленых осциллограмм, то сегодня компьютер обеспечивает многоцветное, четкое изображение, на котором можно отличить каждую отдельную частоту. Так, например, видно, как взрывной звук зажигания переходит в непрерывный бас, когда оно происходит три тысячи раз в минуту, и как при ускорении он ликует, как тенор в опере. При смешении с другими источниками шума получается целый оркестр, который благодаря согласованности производит приятный слуху звук - в любом случае без выпадов вверх или вниз, как, например, пронизывающий вой или жужжание. Чтобы найти такие помехи, в шумоизолирующую капсулу порой заключают целые партии ав­томобилей, причем размеры таких "капсул" могут достигать половины огромного гаража. Так можно полностью исключить шум привода, благодаря чему слышен только "голос" выпускной трубы глушителя.

Около 150 сотрудников компании "БМВ Групп" разрабатывают внешнее звучание автомобиля

Если сравнивать этот шум со звонкой трубой, говорит Герберт Финстерхёльцль, то она не должна трубить слишком громко. Ведь в действующем европейском стандарте ЕСЕ R 51 строго определены пределы уровня шума. Даже метод тестирования точно предписан: начало точно на скорости 50 км/ч, затем от белой линии старта ровно 20 м - газ в пол. Звучит просто, но па поли­гоне в реальных условиях это получается только у специально обученных тестовых пилотов. Поэтому в зале акустики для этого используется серводвигатель с дистанционным управлением, который с присущей роботу точностью заменяет правую ногу настоящего водителя.

СЛУЧАЙНОСТЕЙ В BMW НЕ БЫВАЕТ

На этом закончим с обязательными упражнениями. Произвольная программа начинается тогда, когда речь заходит не об уровне шума, а о звуковых произведениях искусства. Если ничего нигде не гудит, не жужжит или не воет, это еще не означает, что продукт соответствует высоким требованиям. Поэтому звук BMW никогда не бывает случайным, а является результатом тщательно продуманных "акустических стратегий". К этому относятся, конечно же, не только звук мотора, но и многие другие аспекты - от стеклоподъемников, стеклоочистителей до коммуникации между человеком и автомобилем. Так, на 7-й серии монотонный гонг, сопровождавший ранее указания системы Check Control, был заменен тщательно подобранным трезвучием. Оно гармоничней и намного приятней водителю.

ЗВУКОВАЯ КУЛИНАРИЯ ЭКСТРАКЛАССА

Однако самое настоящее мастерство - это, конечно же, звук двигателя. И он представляет собой наиболее сложную задачу: сделать цепочку звонких взрывов приятной на слух - это как приготовить съедобное деликатесное блюдо из мухоморов. При этом звук должен соответствовать модельному ряду. Так зачастую одному и тому же силовому агрегату в зависимости от модели, на которую он устанавливается, придаются совершенно разные характеристики звучания. В качестве испытательной "кухни" для таких акустических деликатесов служит акустическая лаборатория в мюнхенском исследовательском и инновационном центре BMW. Здесь можно в цифровом виде генерировать целые спектры частот или изменять по желанию реальные записи шумов. Звукооператор при этом имеет в распоряжении целую "библиотеку звуков" всех шумов автомобилей и даже автомобилей конкурентов.

Шумоизолируюшие клинья на стенах и в потолке поглощают звуки, издаваемые автомобилем при тестировании

Готовые сведенные результаты звучания тестируются в симуляторе акустики и колебаний - такого чуда техники нет ни у одного автопроизводителя, кроме BMW. С помощью огромной изогнутой проецирующей поверхности здесь создается идеальная иллюзия езды на автомобиле по баварскому ландшафту: установленный перед ней приводимый в движение гидравликой автомобиль "входит в повороты", "тормозит" и "разгоняется" за счет соответствующего наклона, и в каждой ситуации в салон подаются подходящие звуки - от набора двигателем оборотов до визга шин в экстремальных ситуациях.

Только теперь, по сути, начинается работа, а именно - настройка соответствующего двигателя. А отправной точкой здесь по-прежнему служит громкость: благодаря кропотливому труду над камерами сгорания и подшипниками сначала разрабатывается "шепот" двигателя. К этой основе затем можно примешивать индивидуальные тона.

Разработчик звука BMW Роберт Мирлах, отвечающий в том числе и за родстер Z4, на примере газетных и журнальных статей демонстрирует, какие чудеса можно творить благодаря тончайшему акустическому делу. Так, газета "Зюддойче цай-тунг" хвалит двигатель 3301, называя его "шелковисто-изысканным". А комментарии прессы о рядном шестицилиндровом моторе на Z4 читаются так, как будто воскрес легендарный Sergeant Pepper, исполненный Битлз: "рокот баса", "пронзительный, яркий звук трубы", "как насыщенно он бормочет на холостых, как он стонет при снятии ноги с педали газа, как он ревет до хрипоты на полных оборотах".

Но это только маленькая черточка в портретах автомобилей, которых, как женщин, любят не только за изящные линии и внешнюю красоту, но и за звук голоса. Когда поворачиваешь ключ зажигания… А они заводятся сами и заводят тебя…