Научное обозрение по горнам – звуковым сигнальным устройствам

Исторически устоявшееся значение слова "горн" («horn») – это знакомая нам валторна, которая поначалу звалась «Немецкий рог» («German horn»). Впрочем, и валторны делятся на три основные группы: непосредственно валторна, её французский подвид («French horn») и австрийский рожок («Vienna horn»).

Горн очень похож на трубу, только без вентильного механизма, что делает игру на нем более легкой. Горн передает лишь естественный звукоряд. Регулировать мощность и высоту звука можно с участием амбушюра. Горн часто применяется в армейском звуковом оркестровом ансамбле, как средство излучения звукового потока. В обычном же оркестре горн не применяют.

Горн напоминает трубу, но полностью лишена вентильной системы. Инструмент в виде металлической цилиндрической трубки изготавливается из медных сплавов. Один конец трубки плавно расширяется и переходит в раструб. Чашевидный мундштук вставляется с другого конца. Прототипом горна стал сигнальный рог. Учитывая изложенное, исследование исторической сущности горна, его предназначение и применение в разных отраслях хозяйства и обусловило актуальность темы исследования.

Целью статьи является проведение научного обозрения по горнам, как звуковым сигнальным устройствам или так называемым "ревунам".

Горн представляет собой узкий металлический ствол, изогнутый в вытянуто-овальную форму наподобие оркестровой трубы. Большая часть канала ствола имеет цилиндрическую форму, оставшаяся треть трубки постепенно расширяется и переходит на одном конце в раструб. Другой конец имеет специальный мундштук для губ. Несмотря на сходство с трубой, исполнительные возможности горна ограничены из-за отсутствия механизма вентилей и клапанов. Высота звука регулируется при помощи амбушюра – специального сложения губ и языка. В старину охотники в самых разных странах использовали для предупреждения опасности, загона или отпугивания диких животных или ориентации на местности сигнальные рожки, изготовленные из рогов животных. Они имели небольшой размер, форму изогнутого полумесяца или большого кольца, удобно помещались на поясе или плече охотника. Протяжный звук рожка был слышен на далеком расстоянии.

Позднее такие рожки стали использовать как сигнальные устройства - для предупреждения об опасности. Стражи на башнях крепостей и замков, заметив врага, трубили в рог и ворота фортов закрывались. В середине XVIII века горн появился в армейских соединениях. Для его изготовления использовались медь и латунь. Человек, играющий на горне, назывался горнистом. Он носил инструмент, повесив наперевес через плечо.

В 19 веке были разработаны вариации двух типов горнов:

1. Клапанный.
2. Клавишный.

Главное предназначение горна – подавать сигналы (а не быть частью духового оркестра). Подобные инструменты известны еще со времен Древнего Рима. На протяжении 19-го столетия горн обзаводился всевозможными «родственниками». Появился горн с клапанами и горн с клавишами. Клавишный горн получил большое распространение у англичан на протяжении первой половины XIX века. Но появился корнет, и клавишный горн отошел на второй план, а потом и вовсе забылся. А в Германии и Франции появление клапанов на горне, скрученном большими кольцами, породило валторну. А классический горн, не пригодившись в духовых оркестрах, отправился к сигнальщикам. Постепенно именно горн стал основным инструментом, так как от горниста требовалось не играть (а труба подразумевала умение обращаться с клапанами), но сигналить.

Туманные и воздушные горны являются более современными устройствами для подачи звуковых сигналов, их чаще всего можно встретить в катерах и лодках.

Первый автоматический паровой туманный горн был изобретен Робертом Фулисом, шотландцем, эмигрировавшим в Сент-Джон, Нью-Брансуик, Канада. Говорят, что Фулис услышал, как его дочь играет на пианино вдалеке туманной ночью, и заметил, что низкие ноты слышны лучше, чем высокие: затем он разработал устройство для воспроизведения низкочастотного звука, а также код система для использования с ним. Фулис неоднократно представлял свою концепцию комиссарам маяков залива Фанди для установки на острове Партридж.

Туманный горн или туманный сигнал – это устройство, которое использует звук для предупреждения транспортных средств о навигационных опасностях, таких как скалистые береговые линии, или лодок о присутствии других судов в условиях тумана. Термин чаще всего используется в отношении морского транспорта. Когда визуальные навигационные средства, такие как маяки, закрыты, туманные горны обеспечивают звуковое предупреждение о выходах скал, отмелях, мысах или других опасностях для судоходства.

Все туманные горны используют вибрирующий столб воздуха для создания слышимого тона, но метод настройки этой вибрации различается. В некоторых рожках, таких как труба Даболла, использовались вибрирующие пластины или металлические язычки, аналогичный принципу современного звукового сигнала электромобиля. Другие использовали воздух, нагнетаемый через отверстия во вращающемся цилиндре или диске, также, как сирена. Полуавтоматическая работа туманных горнов была достигнута за счет использования часового механизма (или «кодера») для последовательного открытия клапанов, подающих воздух к горнам; каждому рогу были даны свои временные характеристики, чтобы помочь морякам их идентифицировать.

Пневматический горн предназначен для подачи разнообразных сигналов. Его приводит в действие баллончик с сжатым газом (хладон, углеводородные пропелленты и т.д.), а крепление самого горна осуществляется стандартной горелочный резьбой (клапан Линдала). Звук выше, чем автомобильный и чем-то похож на поезд. Особенно если давать короткие гудки.

Основное их преимущество – высокая громкость и простота в использовании, в том числе в условиях отсутствия бортового электропитания.

На надводных кораблях и судах, не имеющих устройства для подачи сигнала с изменяющемся тоном звучания, сигнал «Боевая тревога» подается звонком (колоколом громкого боя) [1, c. 104].

Сигналы тревог, кроме боевой и учебной, объявляемые с учебными целями, в отличии от сигналов фактических тревог предваряются звонком – сигналом «Слушайте все» (№10 – один раз) и голосом по трансляции – словом «Учебная».

Корабельным уставом Военно-Морского Флота предусмотрено, что:

на кораблях устанавливаются следующие виды тревог:

а) «Боевая тревога»:

• для ведения боя;
• для фактического повышения боевой готовности.

Кроме того, в военное время: для выхода (входа) из базы (в базу), прохода узкостей, плавания в сложных условиях, а также экстренного приготовления корабля к бою и походу.

б) «Учебная тревога»:

• для отработки действий экипажа корабля по боевой тревоге;
• для проведения корабельных боевых учений с практическим применением оружия;
• для проведения с экипажем корабельных боевых учений и тренировок на боевых постах, в том числе по борьбе за живучесть;
• для погрузки (выгрузки) боеприпасов;
• для выхода (входа) корабля из базы (в базу), прохода узкостей, плавания в сложных условиях;
• для экстренного приготовления корабля к бою и походу.

В остальных случаях – по решению командира корабля [2, c. 125].

Самыми крупными иностранными производителями горнов туманных пневматических являются: Attwood, Big Horn, Dekko, Biamp, EcoBlast, Easterner, Lalizas, Lavoce, Pro Audio, Zhenjiang Matchau Marine Equipment Co., Ltd., Jingjiang Trust Trading Co., Ltd.

Самыми крупными отечественными продавцами горнов являются ООО «АСИС ПРО», ООО «ТД «Автоматика», завод ООО «Тюменские аэрозоли», Техномарин, Дамано, СмеХторг и др.

Следует отметить, что впервые начали производить горны иностранные компании, в отличие от отечественных, но в основном как сигнальные устройства.

Одним из первых в России производителем пневматических горнов (ревунов), в которых удалось совместить и звуковое сигнальное устройство и отпугивателя животных стал завод ООО «Тюменские аэрозоли».

Принцип воздействия данного устройства происходит за счет акустического удара звуковой волной определенной частоты (инфразвука) вызывающее раздражение органов слуха.

Существует огромное количество прямых свидетельств воздействия инфразвука на животных и конечно же - на человека.

Достоверность такого воздействия выражена в нормативном документе – «Гигиенических нормах инфразвука на рабочих местах № 2274-80». Легкие человека работают с частотой 0,3-0,5 Гц, сердце бьется чуть чаще, с частотой около 1 Гц, резонансная частота сердца – 5-7 Гц. Резонансные частоты мозга, желудка, печени – 4-9 Гц. Мозг человека колеблется с несколькими разными частотами, зависящими от вида деятельности в данный момент. Например, дельта-ритм спящего человека – 0,3-4 Гц, а альфа-ритм бодрствующего человека – 9-13 Гц.

Инфразвук может вызывать у людей не только неприятные ощущения, но и многочисленные изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Например, звук с частотой 12 герц может вызывать сильные приступы морской болезни и головокружения.

Иногда возникает так называемый страх неопределенности. Не обычный страх, а состояние неизвестной опасности, сила страха экспоненциально возрастает во времени и заканчивается нервным срывом. Инфразвук частотой 7-12 Гц и интенсивностью 60-120 дБ вызывает такую реакцию у 10 % испытуемых. Возможна и другая реакция – оцепенение, каталептический синдром.

Главная проблема производства пневматических горнов под торговой маркой «РЕВУН» была в том, чтобы создать устройство, которое не только бы издавало громкие сигналы, но и стабильно воспроизводило инфазвуки определенной частоты – вызывающие у животных резкое раздражающее воздействие на органы слуха.

При таком сигнале ревуна - отпугивателя агрессивное животное будет либо держаться от вас на расстоянии, либо убежит. Данное устройство позволяет воздействовать на различных животных: медведей, волков, собак и т.д., на расстоянии до 6-15 метров [3, c. 93].

В результате доработок в течение нескольких лет получилось многофункциональное звуковое сигнальное устройство «РЕВУН», (т.н. «воздушный горн», «индивидуальная сирена») – которое может быть использовано как для подачи резких звуковых сигналов при эксплуатации машин и оборудования, маломерных судов, шлюпках и плотах, в условиях плохой видимости и тумана, при спасательных операциях, туристических походах, так и для отпугивания диких животных. Кроме того, может применяться на спортивных соревнованиях и различных публичных мероприятиях.

Таким образом, проанализировав научное обозрение по горнам можно отметить, что начиная свой путь в музыкальной отрасли и военных походах, современные пневматические горны эволюционировали и расширили свои функции как для применения в различных отраслях промышленности, так и в общественной жизни, а главное - для защиты жизни и здоровья граждан.