Геннадий БУТ ( а.к.а. Genn)

САБ, который построил
ДЖЕНН

Моей жене Алене, которая все это
терпела и убирала пыль, посвящается.

С чего это все начиналось? С денег. Экономия — великий двигатель прогресса. Попробуйте прицениться к стоимости сабвуфера-стелса в любой установочной студии — и все поймете. Для неподготовленного человека сумма в 4 Франклина кажется непомерной. С другой стороны, хочется нормального баса, для чего уже приобретен более чем нормальный динамик — Focal 27WX.Чудо французских инженеров имеет 12 магнитов, «сэндвичный» диффузор, великолепные характеристики и роскошное качество изготовления. В общем — вещь.

Однако машинка маленькая («Ниссан Альмера», хэтчбек), и очень хочется сэкономить объем для перевозки мешков картошки. В общем, нужно искать выход. И еще одно соображение — сделать стелс полностью из стеклопластика в первый раз очень сложно. Страх перед неизведанными технологиями холодит кровь. Собственно, страх имеет все основания — эпоксидка и закипеть может, и не «встать» вообще, нужен опыт, который у своих родителей (ошибок трудных) еще не родился.

Расчеты показывают, что 27VX будет играть в закрытом ящике. Кстати, о расчетах — поверхностный подход к делу предполагает использование готовых программ. В большинстве доступных по сети продуктах нет главного — объяснения полученных результатов. Более того, внутрь программы зашит определенный алгоритм расчета оптимального объема. Как известно, акустическое оформление в виде закрытого ящика характеризуется коэффициентом полной добротности Qtc. Чаще всего в качестве оптимального объема предлагается тот, который соответствует значению добротности 0,707 — выравнивание Баттерворта, что дает наиболее плоскую характеристику. Однако при этом, как правило, чаще всего получается очень большой объем. В моем случае получается ящик объемом 114 литров. Многовато, а?

С другой стороны — наиболее плоская характеристика может быть и хороша для дома, однако в машине она ни к чему. Человеческое ухо в области низких частот имеет уменьшающуюся чувствительность с понижением частоты, а внешние шумы при этом как раз растут. Поэтому для улучшения восприятия суббасов частотную характеристику следует немножко приподнять около частоты спада. Это соответствует добротности в диапазоне 0,8 — 0,9. В этом случае получается существенно меньший объем ящика — около 40 литров. Именно этот вариант выравнивания, принадлежащий Чебышеву, и был положен в основу конструкции.

Во избежание недоразумений скажу сразу: технология изготовления заимствована из судостроения. В эпоху, когда паровой двигатель не получил широкого распространения, трехпалубные линкоры делались из дуба так, что один шпангоут примыкал вплотную к другому. А сверху это все зашивалось медными гвоздями шляпка к шляпке.

Чуть попозже, когда пластики не были в ходу столь широкого распространения, корпуса спортивных яхт длинной 1 — 2 метра изготавливались из кедра методом «Bread and Butter» — склейкой из полых горизонтальных слоев древесины. К мореплаванию я всегда был неравнодушен, поэтому и возникла у меня идея изготовить корпус точно так же — из слоев фанеры. Внешний контур слоя формирует наружную поверхность, внутренность вынимается и образует замкнутый объем.

Фанера — прекрасный материал для акустических корпусов. Обладает хорошей прочностью, легко пилится и крепко держит саморез. Существующее в автозвуковых кругах предубеждение против фанеры обусловлено слепым копированием западных, преимущественно дальнезападных, американских, то есть, рекомендаций. У них, за океаном, фанерой называются два весьма разных материала. Аналог нашей фанеры из цельных листов шпона там весьма недешев, ее применяют для дорогой отделки, например, ей обшивают потолки в калифорнийских коттеджах. Другой материал образуется путем склеивания щепок, дешев, легко ломается и используется, например, для упаковки чая. Как конструкционный материал — дрянь редкая.

Конструктивных вариантов расположения листов фанеры два: горизонтально и вертикально. Горизонтальный способ позволяет постепенно формировать заднюю стенку. Кроме того, в этом случае можно сделать ряд пиллерсов (стяжек), которые будут соединять переднюю и заднюю стенки и препятствовать растяжению динамика в прямом направлении. Посмотрите на шпангоут, и вы все сами поймете. Ну и последнее соображение — передняя стенка должна быть неотрезной и формироваться заодно со всеми остальными. Экономия одного листочка может обернуться серьезной потерей прочности.

Хватит теории. Измеряем объем ниши, едем на рынок и покупаем пять листов 10-миллиметровой березовой фанеры. При покупке обратите внимание, чтобы неровностей и разрывов в листах было как можно меньше и все они были хорошо проклеены. Фанера должна быть сухой. Не гонитесь за дешевизной — потом будет мучительно больно. Теплым солнечным днем фанера пилится на куски и начинает укладываться в выбранную нишу — подгоняться по формам задней и боковых стенок. Обратите внимание на выступы фар, на наличие домкратов, ремней безопасности и прочего оснащения. Ниша в заднем крыле «Альмеры» приняла в себя 45 листов. Набор нумеруется и аккуратно вынимается. По частям.

Следующий важный этап — расчет вариантов объема. Для этого набор по высоте делится на пять частей. Каждый средний лист делится вертикальными линиями на три части, которые уже аппроксимируются трапециями. Те, кто интегралы проходили, поймут. На этом же этапе рассчитывается внутренний объем — от каждой стенки отнимается прогнозная толщина 1,5 см, и получается внутренний объем. Он подставляется в расчет ящика, и анализируются результаты. Вариант небольшого объема отметается. Во-первых, большая добротность и заметная неравномерность АЧХ, а во-вторых, не стоило городить огород из-за маленького ящика. Принимается решение: ящик должен быть около 40 литров. Добротность около 0,9, неравномерность АЧХ есть, но не большая. «Около» — потому что не учитывается объем динамика, есть погрешности аппроксимации, и вообще — все это впервые. Можно и больше, но тогда не вытащить запаску.

Еще один важный момент — моделирование передней стенки. Плоскую поверхность сделать легко, но она не так эффектна. Попробуйте вылепить из пластилина несколько разных форм. Учтите наличие крышки багажника и других движущихся механизмов, которым будущий саб может мешать нормально функционировать. Можно подумать о других помехах. Я, например, планировал на саб поставить подсветку, а для защиты от перевозимых мешков картошки сделал выступы.

Начинаем выпиливать. От каждого слоя отрезаем все лишнее и снаружи, и изнутри. Отверстие под саб тоже сразу выпиливается — будет легче обрабатывать. Поскольку корпус сильно криволинейный — перед вырезанием каждого слоя нужно проверить, что там сверху и снизу. И 1,5 см отмерять уже с учетом состыковок. Иначе будут дырки. Я ее специально сфотографировал в назидание. Пиллерсы идут через шесть-восемь слоев. Они, кстати, потом будут сильно портить жизнь при обработке внутренней поверхности, но намного повышают прочность корпуса.

Теперь складываем весь ящик вместе...

...и любуемся на интерьер будущего сабвуфера через отверстие под динамик. Красота! (Кто понимает, конечно...)

Для склеивания приобретаются две отечественные струбцины. Первая склейка — по восемь-девять слоев. Используем Дзержинскую эпоксидку. Перед замешиванием греем ее в микроволновке из расчета 30 сек на стандартную банку. «Мед» становится более жидким и легко размазывается, уменьшается расход. За один раз замешивается не более двух делений банки. Иначе может закипеть, затрещать и «встать» прямо в баночке. Стянутый струбцинами набор еще раз греем феном. Осторожно — эпоксидку нужно нагреть до состояния текучести, но не перегреть. Если она закипела, то прочность превращается в хрупкость. Если все правильно — через пару часов набор можно вынимать и склеивать следующий.

Второй этап — зачистка внутренней поверхности. Основной инструмент — фрезерная машинка с круглой фрезой. Она позволяет легко срезать все неровности и сделать плавный контур. На внутреннюю поверхность наклеиваем слой стеклоткани. Он будет стягивать слои между собой. После наклейки начинаем склеивать куски между собой. Одновременно изнутри все еще раз проклеиваем новым слоем стеклоткани. При этом дно остается не приклеенным, иначе внутрь будет сложно залезть. Оклеиваем все изнутри кусками герлена. Материал недорогой, а для виброизоляции деревянных поверхностей — очень подходящий.

Когда все сделано, наклеиваем крышку. Для верности ее еще и притягиваем шурупами, так как изнутри ее проклеить не получится.

Когда высохло, наступает великий час измерения внутреннего объема. Саб ставится в ванну, и в него литровой банкой наливается вода. При подсчете важно не ошибиться. У меня получилось 45 банок, но я не уверен, не просчитался ли я на 1 — 2 банки. Поплавок от «киндерсюрприза» плавает специально, для наглядности уровня Архимедовой жидкости. Этот этап выявил одну грустную подробность. Все-таки есть щели, и через них вытекает вода. Если их не убрать, вся конструкция будет очень сильно свистеть.

Теперь ящик шлифуем сверху. Основной инструмент — болгарка со шкуркой 20-го размера. Потом оклеиваем все снаружи слоем стекломата и еще разок шлифуем. Наступает волнующий момент — примерка.

Вставляем ящик в крыло, вставляем динамик, подключаем к усилителю, слушаем. Звучит хорошо. Дальше волосянка, шкурка, мягкая шпаклевка, шкурка, порозаполнитель, шкурка, окраска. Работа еще та. А запах! Беременным и слабонервным не рекомендуется.

Все готово и устанавливается в машину. Последний важный этап — прочное крепление саба. Я решил обойтись парочкой болтов М8 и длиной так около 8 см. Чтобы не было щелей, герметизируем их все еще разок с помощью того же герлена. Монтируется лампочка, еще раз замеряется АЧХ. До открытия сезона меньше половины суток. Все, едем на мойку.

Ну что же. Основная реакция на соревнованиях: «Представляешь, там любитель ТАКОЙ стелс сделал!» На измерении звукового давления он выдал 128,6 дБ. С одного динамика, да еще в закрытом ящике — хороший результат. Это мне сам Чемпион России сказал.

Какой вывод из всей этой истории? Хороший ящик для сабвуфера должен быть очень прочным. Важно, чтобы он не раздувался под воздействием воздуха, сжимаемого при обратном ходе диффузора. Это приводит к потере энергии. Пиллерсы стягивают переднюю и заднюю стенки и блокируют основное направление деформации. Важно, чтобы ящик был глухим и не звучал, когда по нему постучишь. Это достигается, во-первых, применением сложного составного многослойного композита — комбинации стеклопластика и фанеры, фанеры и монтажной пены и так далее. Во-вторых, шумоизоляцией корпуса изнутри. Интересный результат может получиться, если заклеить слой шумоизоляции внутрь стеклопластика, но это еще надо испытать.

Есть и другой вывод. Работа над этим проектом началась, если вы помните, с плана экономии 400 долларов, в которые могло бы обойтись строительство сабвуфера-стелса руками профессионалов. Посмотрев на готовое изделие, эти же самые профессионалы сказали, что за такую конструкцию они бы взяли, по меньшей мере, в полтора-два раза больше. А то и вовсе послали бы, уж больно много мороки. Так что экономический эффект — налицо. Руки делают как бы на четыреста, а глаза пугают на восемьсот...