Учёные создали устройство, которое может значительно снижать отражения звука в трубах и каналах, effectively «поглощая» звук. Новая разработка — sonic black hole — может быть 3D‑напечатана и вставлена прямо в существующий трубопровод, что представляет собой шаг вперёд по сравнению с обычными чертежами, которые требовали встроенной конструкции в саму трубу.

В отличие от традиционных вариантов, где кольца и полости встроены в стенку трубы и требуют её изготовления вместе с устройством, новая сборка состоит из колец, закреплённых на центральной стержне, — их диаметры постепенно меняются вдоль длины, а зазоры образуют полости, которые мешают прохождению звука. Прототип длиной 15 сантиметров включал 29 колец на стержне и был установлен в импедансную трубку для измерений.

По словам акустического инженера Ориоля Гуаша (La Salle, Universitat Ramon Llull), идея проста: при попадании волны в sonic black hole часть энергии концентрируется к концу структуры, и вместо того чтобы отражаться обратно, часть звука рассеивается через трение и теплопередачу между воздухом и поверхностями устройства. В идеальном случае волна не возвращается наружу. Исследование сравнивало измерения с компьютерными моделями и показывало, что отражения в целом сокращаются, но не исчезают полностью.

Сравнительные расчёты и симуляции показывают, что новая геометрия имеет ряд преимуществ: диапазон частот, в котором устройство ведёт себя как sonic black hole, существенно шире, чем у конвенциональных конфигураций, и по данным моделирования меньше отражает звук в широком диапазоне частот. Это связано с тем, как резонансы между полостями влияют на поглощение; в новой конструкции резонансы происходят на более высоких частотах, что расширяет рабочий диапазон.

Применение техники первым делом возможно в управлении шумами в воздуховодах и глушителях, где отражённый звук создаёт проблемы. Разработчики также изучают возможность использования sonic black holes в двух- и трёхмерной акустике помещений, а это уже за пределами труб. Однако остаются проблемы: частицы, которые могут забивать полости, влияние температуры, давления и текущего воздуха — всё это требует дальнейших испытаний и коррекции. Впрочем, перспектива манипуляции звуком в ранее невозможных форматах привлекает исследователей.