Изготовление корпуса сферической АС
|
В прошлом году в журнале “Радио” №6 была опубликована статья О. Плеханова “Сферическая АС”. Описанная в ней АС имеет довольно высокие параметры, однако изготовить ее корпус предложенным автором способом под силу далеко не каждому радиолюбителю. В публикуемой ниже статье предлагается более простри способ изготовления корпуса сферической АС из гофрированного картона. Прежде чем приступить к работе, необходимо по мощности головки громкоговорителя, которую предполагается установить в корпус АС, подсчитать его объЈм [1]. Далее по известным формулам [2] определить внутренний радиус сферической АС и длину соответствующей ему окружности.
Двуугольники вырезают по шаблону. Чтобы изготовить шаблон, необходимо определить большой радиус дуги двуугольника R1 (рис.1). Проще всего сделать это методом подбора: т. е. зная длину АВ (половина длины окружности сферы) и ширину MN (длина окружности сферы, деленная на число двуугольников) двуугольника, подобрать радиус дуги таким образом, чтобы она проходила соответственно через точки АМВ и ANB. Более точно радиус и длину дуги можно определить по формуле Гюйгенса [2, с. 286] или через тригонометрические функции. Понятно, что дуга, особенно при ручном подборе ее радиуса, будет отличаться от идеальной, но поскольку в качестве материала для сферы используется картон, такая неточность не создаст особых трудностей при сборке сферы. Шаблон можно вырезать из любой плотной бумаги (например, ватмана). Для изготовления двуугольников или выкройки- подойдет трехслойный, пятислойный или шестислойный картон. .Важно, чтобы направление гофра было поперек двуугольника, тогда при сборке картон не будет ломаться. Очень сухой картон желательно увлажнить, протерев с двух сторон мокрым поролоном или губкой примерно за час до сборки.
Для скрепления двуугольников на полюсах сферы надо заготовить четыре накладки из тонкой жести, сетки или картона. Одну накладку нужно ребром ввести во внутрь сферы и наложить на ее внутреннюю часть, а другую наложить на верхнюю часть сферы. Постепенно заправляя между накладками лепестки двуугольников, нужно стянуть их болтом или шпилькой (см. рис. 3,4). Таким же образом закрепляют двуугольники с другого полюса. Если на одном полюсе будет установлена головка громкоговорителя, то подготавливают только две накладки и стягивают их только на одном полюсе. Диаметр внутренней накладки — 160...200, а внешней — 100...140 мм. Диаметр их подбирают исходя из диаметра сферы. После сборки сферы ее швы с наружной и внутренней сторон надо проклеить отходами ткани или полосками того же картона и после этого просушить. Если головка будет установлена в боковой поверхности сферы, нужно прорезать под нее отверстие, а затем снять с внутренней части сферы проволочное кольцо и скобки. Если на полюсах были металлические накладки, то их следует заменить картонными и приклеить. После просушки сфера получается легкой и прочной. Крепление головки может быть различным. Я воспользовался полосками жести, обогнув их через края отверстия под головку. Затем пробил в жести отверстия под шурупы и, закрепив полосы на сфере, проклеил тканью края отверстия для головки (рис. 5). Если отверстие для головки большое, то для прочности с внутренней стороны сферы можно приклеить дополнительное кольцо из картона. Выводы от головки можно пропустить через разъем или резиновое уплотнительное кольцо. Установить головку следует через резиновую или поролоновую прокладку. Внешняя отделка корпуса зависит от вкуса и возможностей радиолюбителя. Это относится и к способу ее крепления на стене или установки на полу.
ЛИТЕРАТУРА В. ЗАЙЦЕВ |
Теперь представим нашу сферу в виде соединения нескольких сферических двуугольников AMBNA (рис.1). Шириной одного двуугольника, задаемся, исходя из длины окружности сферы, но так, чтобы количество двуугольников было целым числом. При этом следует иметь в виду, что чем уже двуугольник, тем точнее можно приблизиться к сферической форме АС, но сложнее будет ее сборка. Длина двуугольника должна быть равна половине окружности сферы. Если начертить рассчитанное число таких двуугольников вплотную друг к другу, то получится как бы их развертка по окружности сферы. Для изготовления сферы небольшого радиуса можно использовать целый лист картона, сделав одну выкройку, что потом упростит сборку сферы (см. рис. 2). Для сферы большого радиуса двуугольники придется нарезать отдельно, и при этом сборка сферы будет более сложной. Сборку может упростить также и выбор места расположения головки громкоговорителя. Если разместить ее на одном из полюсов сферы, то выкройка и сборка будут проще.
Нарезанные двуугольники следует разложить на большом столе или на полу, боковыми частями друг к другу и выровнить их вершины. В целой выкройке сферы полоса картона шириной 5...10 см не прорезается, поэтому выравнивать и раскладывать двуугольники не требуется. Чтобы при сборке корпуса АС он принял правильную сферическую форму, к двуугольникам или к выкройке по центральной окружности (“экватору”) прикрепляется стальная проволока диаметром 2...4 мм. Можно воспользоваться и обручем нужного диаметра. Далее двуугольники или выкройку сворачивают в цилиндр и скрепляют куском медной или алюминиевой проволоки. После этого по центральной окружности поверхности цилиндра нужно приклеить полосу ткани шириной 60...120 мм и, дав просохнуть клею (бустилат, ПВА и др.), такой же проволокой скрепить стороны двуугольников. Узкие двуугольники можно скрепить липкой лентой типа скетч.
И в заключение приведу пример расчета изготовленной мной сферы для головки громкоговорителя мощностью 30 Вт.
По формулам, указанным в [2], я определил внутренний радиус сферы R. Он оказался равным 260 мм. Длина соответствующей ему окружности будет равна L = 2?R = 6,28260 = 1600 мм = 160 см, а длина полуокружности — 80 см (см. рис. 1). Я решил сделать сферу из десяти двуугольников. Ширина одного двуугольника оказалась равной 160/10 = 16см, а перпендикуляр с хорды а на середину дуги h = 8 см.
Для определения длины дуги АМВ по формуле Гюйгенса нужно знать длину малой хорды. Поскольку большая хорда а известна, то по теореме Пифагора находим малую хорду b = 41 см. По формуле Гюйгенса длина произвольного участка дуги L = 2b + 1/3(2b-а) или L = 2 x 41+1/3(2 x 41-80) = 82+0,7 = 82,7см.
Для нахождения радиуса дуги двуугольника R1 необходимо воспользоваться зависимостями между R1, h, L и а (рис. 1). По отношению h/а = 8/80 = 0,1 в таблице А [3, с.66] находим табличное значение k = 1,0265. Для определения . истинного значения длины дуги это число надо умножить на длину хорды а, т. е. L= a x k = 80 x 1,0265 = 82,12 см. Этот результат практически совпадает с результатом формулы Гюйгенса. Радиус дуги R1 и угол сегмента а могут быть найдены по отношению a/h. По табл. Б [3, с.67, 68] находим для a/h = 80/8 = 10 табличное значение q = 0,765, а угол сегмента ? = 45°. Радиус дуги [3, с.61] R1 = а/q = 80:0,765 = 104,57 ~ 105 см.
При ручной подборке R1 был равен 104 см. Имея исходные размеры двуугольника, можно приступить к изготовлению шаблона, нарезке двуугольников, а затем и к сборке сферического корпуса АС.