У славянских воинов задолго до появления Киевской Руси по сообщениям византийских авторов VI в. именно щиты выступают единственным средством защиты:
Прокопий Кесарийский: «Вступая же в битву, большинство идет на врагов пешими, имея небольшие щиты и копья в руках, панциря же никогда на себя не надевают».
Маврикий Стратег: «Каждый мужчина вооружен двумя небольшими копьями, а некоторые из них и щитами, крепкими, но труднопереносимыми».
К сожалению, представить внешний вид вышеупомянутых славянских щитов не представляется возможным, так как ни изобразительных, ни археологических подтверждений письменным источникам нет. Очевидно, славянские щиты этого времени изготавливались целиком из органических материалов (досок, прутьев) и за отсутствием металлических частей не сохранились до наших дней.
Наиболее ранние фрагменты щитов, найденные на территории Древней Руси, относятся к X в. За редким исключением это только металлические детали. Таким образом, информация для воссоздания внешнего вида и конструктивных особенностей щитов очень ограничена.
На территории Древней Руси археологически зафиксированы фрагменты не менее чем 20 щитов. Наиболее часто встречающаяся и четко определимая деталь щита- умбон, представляющий собой железную полусферу, крепившуюся в центре щита.
А.Н.Кирпичников выделяет два типа древнерусских умбонов: полушаровидные и сфероконические. К первому типу относятся 13 из 16 найденных экземпляров. Все они стандартны по форме - свод полушаровидной формы на низкой шейке, и по размерам -диаметр 13,2-15,5см, высота 5,5-7см. Толщина металла не превышает 1,5 мм.
Ко второму типу относятся три умбона, два из которых происходят из Юго-Восточного Приладожья и еще один найден в древнерусском слое Цимлянского городища. Это умбо-ны сфероконической формы, наиболее четко выраженной у приладожских экземпляров. Они несколько крупнее умбонов первого типа: диаметр 15,6 см и 17,5 см, высота 7,8 см и 8,5 см. Шейка отсутствует. Умбон с Цимлянского городища отличается меньшим размером (диаметр 13,4 см, высота 5,5 см) и наличием на вершине свода небольшого выступа.
Умбоны обоих типов имеют поля шириной 1,5-2,5 см. На этих полях были пробиты от 4 до 8 отверстий, через которые проходили гвозди (редко заклепки), крепившие умбон на деревянном поле щита. Сохранилось несколько крепежных гвоздей, которые позволяют примерно вычислить толщину деревянного поля под умбоном. При длине от 2,5 до 5 см гвозди загнуты таким образом, что толщина деревянного поля реконструируется в пределах 7-8 мм. В то же время на одном из найденных в Приладожье умбонов второго типа зафиксирована заклепка, не имеющая изгибов, длинной 4,5 см. По мнению А.Н.Кирпичникова, подобные заклепки скрепляли одновременно край умбона, щит-ную доску и планку-рукоять.
Помимо умбонов определяемой частью щита являются металлические оковки, крепившиеся по краю щита. В шести случаях оковки найдены вместе с умбонами, в трех -без умбонов. Количество оковок колебалось от нескольких штук до двух десятков. Они представляют собой тонкие (0,5 мм) железные (в одном случае - бронзовые) полоски длинной около 6 см и шириной около 2 см, согнутые пополам. На одной из оковок сохранились следы орнаментации в виде двух параллельных линий. Двумя маленькими заклепками оковки крепились на краю щита. Большинство древнерусских оковок на обеих сторонах имели ступеньку, которая, как показывает зарубежный материал, была необходима для расположения кожаной полосы, проходящей по ребру щита. Расстояние между краями оковки во всех случаях составило 5-6 мм, что равнялось толщине деревянного поля на краю щита.
Плоский экран или щит является наиболее простым видом акустического оформления головки громкоговорителя (динамика). Чаще всего это деревянная панель квадратной или прямоугольной формы довольно больших размеров. Например, для воспроизведения без ослабления звука частотой 50 Гц (λ=680 см), необходимо, чтобы сторона экрана была не менее 0,5λ, т.е. примерно 340 см. Однако, хорошие результаты можно получить с панелью меньшего размера, сторона которой приблизительно равна четверти длины волны низшей воспроизводимой частоты, если поднять частотную характеристику по низким частотам. Вместе с тем эта частота не может быть ниже основной резонансной частоты головки, так как при этом резко уменьшается излучение звука головкой в экране (18 дБ/окт.).
Симметричность экрана относительно оси диффузора нежелательна, так как при этом в частотной характеристике громкоговорителя появится глубокий провал в результате акустического короткого замыкания на одной из частот. Значительного улучшения АЧХ можно добиться применением несимметричного экрана или асимметричным расположением динамика в экране правильно формы.
На рисунке выше, показаны размеры стандартного плоского экрана для измерения параметров головок громкоговорителей и два способа их установки в щите. Такое оформление мало распространено в виду громоздкости и эстетичности.
Установка экрана в углу комнаты позволяет уменьшить его размеры без ухудшения воспроизведения низких частот, так как образующие угол стены, служат продолжением экрана, увеличивая его эффективные размеры. Щит подвешивают у потолка, придав ему форму треугольника или трапеции. Между верхней кромкой щита и потолком необходимо оставить широкую щель, а пространство позади щита заполнить звукопоглощающим материалом.
АЧХ динамика при расположении его в прямоугольном щите. 1 – по центру, 2 – при смещении вдоль длинной стороны
Экран рекомендуется выполнять из толстой доски, ДСП, фанеры и т.д. толщиной 10-20 мм. Предпочтительно соотношение сторон прямоугольной формы от 2:1 до 3:1. Абсолютные размеры желательно выбирать такими, при которых на нижней границе диапазона частот (резонансная частота динамика) эквивалентный диаметр экрана (диаметр круга, площадь которого равна площади экрана) D определяется по формуле:
D =0,5λ/ Q , где
D – эквивалентный диаметр экрана;
λ – длина звуковой волны на нижней границе диапазона частот;
Q – полная добротность.
При таких размерах экрана частотная характеристика получится более равномерной. Если экран сделать меньше, то следует ожидать, что будет спад на нижней частоте диапазона, расчитывается по формуле:
N =20 lg (D / D 1 ) , где
N – спад на резонансной частоте;
D 1 – фактический диаметр экрана.
Пример . Резонансная частота динамика 85 Гц, добротность 2. Определим спад на резонансной частоте, если D 1 =0,5 м. Определяем эквивалентный диаметр экрана: D = 0,5 · (343: 85) · 2 ~ 1 м. При D 1 =0,5 м на нижней граничной частоте N = 20lg (1: 0,5) = 6 дБ.
Динамик рекомендуется распологать в центре прямоугольного щита. Смещение от центра уменьшает развиваемое звуковое давление и ухудшает частотную характеристику. Для квадратного щита смещение места установки головки улучшает частотную характеристику, хотя и снижает звуковое давление.
Настоятельно рекомендуют устанавливать динамик заподлицо панелью экрана. В случае установки динамика с внутренней стороны панели, перед ним образуется цилиндрической углубление (род короткой трубы), и столб воздуха, находящийся в нем, может резонировать на ряде частот, тем самым ухудшая частотную характеристику и качество звучания. При закрывании передней стороны экрана грилем, нужно обращать внимание на то, чтобы ткань была хорошо натянута. Сзади, со стороны магнита, на динамик рекомендуется надевать «юбочку», например из бязи.
Встречаются акустические системы, в которых головка громкоговорителя вставляется в отверстие стены комнаты, т.е. стена является экраном. Такое конструктивное решение выгодно, но надо учитывать достаточную громкость в соседней комнате. Использование стены в качестве экрана дает заметное улучшение частотной характеристики и качества звучания (особенно на низких частотах). Дополнительный мешочек сзади динамика следует делать большим (например в виде полусферы с диаметром, равным диаметру динамика) и заполнять его ватой от нежелательных резонансов.
Щит может быть небольших размеров (размеры сторон 40-50 см), если динамик будет воспроизводить частоты выше 150-200 Гц, как например в случае с системой 2.1, где в роли озвучивания НЧ звуков выступает сабвуфер.
Рассмотрим еще один расчет по размерам плоского экрана (щита). Нужен такой экран, который позволил бы на нижней граничной частоте воспроизводимого диапазона получить такой же уровень звукового давления, как и на верхней границе поршневого диапазона f гр.в. зоны его действия, т.е. выровнять звуковое давление на НЧ и СЧ частотах. Значение f гр.в. может быть найдено из формулы: f гр. = 1,4 с / (∏ d ) .
Типичная АЧХ в области низких частот при Q>1,93
Выбор нижней граничной частоты зависит от добротности применяемой головки. Форма АЧХ при Q<1,93 монотонно возрастает, а при Q≥1,93 на АЧХ появляется провал на частоте ω 2 и пик на частоте ω 1 . Добротность головки при помещении ее в плоский щит практически не меняется. Неравномерность АЧХ при Q<1,93 и при правильном выборе размеров экрана определяется только спадом в область более низких частот. Поэтому за нижнюю граничную частоту при Q<1,93 выбирают резонансную частоту динамика ω 0 . При Q≥1,93 за нижнюю граничную частоту обычно выбирают частоту пика ω 1 АЧХ динамика и неравномерность АЧХ в этом случае определяется провалом на частоте ω 2 . Однако при этом несколько сужается расчетный диапазон воспроизводимых частот по сравнению с его значением при Q<1,93.
Зависимость φ(Q) от Q
Для устранения этого недостатка предлагается другой способ выбора нижней граничной частоты, позволяющий снизить ее значение. Суть его заключается в том, что граничная частота выбирается на частоте ω<ω 2 , на которой уровень АЧХ равен ее уровню на частоте провала ω 2 . В зависимости от значении Q эта частота может быть несколько выше или ниже ω 0 . Исследования показали, что наиболее рациональная добротность головки для открытых АС равна 2,4. При этом нижняя граничная частота открытой АС f гр.н. совпадает с резонансной частотой динамика ω 0 .
3.2. К переносным сигналам относятся:
щиты прямоугольной формы красного цвета с обеих сторон или с одной стороны красного, а с другой белого цвета,
квадратные щиты желтого цвета (обратная сторона зеленого цвета),
фонари на шестах с красным огнем,
красные флаги на шестах.
3.3. Переносными сигналами предъявляются требования:
прямоугольный щит красного цвета (или красный флаг на шесте) днем и красный огонь фонаря на шесте ночью - "Стой! Запрещается проезжать сигнал" (рис. 3.3,а);
на перегоне - "Разрешается движение с уменьшением скорости, впереди опасное место, требующее остановки или проследования с уменьшенной скоростью";
на главном пути станции - "Разрешается движение с уменьшением скорости, впереди опасное место, требующее проследования с уменьшенной скоростью";
на остальных станционных путях - "Разрешается проследование сигнала со скоростью, указанной в предупреждении, а при отсутствии его - со скоростью не более 25 км/ч".
квадратный щит желтого цвета днем и ночью (рис. 3.3,б) при расположении опасного места:
Обратная сторона квадратного щита (зеленого цвета) днем и ночью (рис. 3.3,в) на перегоне и на главном пути станции указывает на то, что машинист имеет право повысить скорость до установленной после проследования опасного места всем составом.
Ограждение мест препятствий для движения поездов и мест производства работ на перегонах
3.4. Всякое препятствие для движения поездов на перегоне должно быть ограждено сигналами остановки независимо от того, ожидается поезд или нет.
Места производства работ на перегоне, требующие остановки поездов, ограждаются так же, как и препятствия.
Препятствия на перегоне ограждаются с обеих сторон на расстоянии 50 м от границ ограждаемого участка переносными красными сигналами. От этих сигналов на расстоянии Б, указанном в графе 4 табл. 3.1, в зависимости от руководящего спуска и максимальной допускаемой скорости движения поездов на перегоне укладывается по три петарды и на расстоянии 200 м от первой, ближней к месту работ петарды, в направлении от места работ устанавливаются переносные сигналы уменьшения скорости.
Схемы ограждения препятствий и мест производства работ на однопутном участке приведены на рис. 3.4,а, на одном из путей двухпутного участка - на рис. 3.4,б, на обоих путях двухпутного участка - на рис. 3.4,в.
|
|
|
а)
б)Переносные сигналы уменьшения скорости и петарды должны находиться под охраной сигналистов, стоящих с ручными красными сигналами в 20 м от первой петарды в сторону места работ. Переносные красные сигналы должны находиться под наблюдением руководителя работ.
При производстве работ развернутым фронтом (более 200 м) места работ ограждаются порядком, указанным на рис. 3.4,г.
|
|
|
в)
г)Переносные красные сигналы, установленные на расстоянии 50 м от границ участка, требующего ограждения, должны находиться под охраной стоящих около них сигналистов с ручными красными сигналами.
Если место препятствия или производства работ на перегоне находится вблизи станции и оградить это место установленным порядком невозможно, то со стороны перегона оно ограждается так, как указано выше, а со стороны станции переносной красный сигнал устанавливается на оси пути против входного сигнала (или сигнального знака "Граница станции") с укладкой трех петард, охраняемых сигналистом (рис. 3.5).
Если место препятствия или производства работ расположено на расстоянии менее 60 м от входного сигнала (или сигнального знака "Граница станции), то петарды со стороны станции не укладываются. Схема ограждения препятствия перед входным сигналом приведена на рис.3.5.
Рис.3.5
При подходе поезда к переносному желтому сигналу машинист обязан подать один длинный свисток локомотива (моторвагонного поезда), а при подходе к сигналисту с ручным красным сигналом подать сигнал остановки и принять меры к немедленной остановке поезда, чтобы остановиться, не проезжая переносного красного сигнала.
Сигналисты для отличия от других работников железнодорожного транспорта должны носить головной убор с верхом желтого цвета.
Места препятствий для движения поездов и места производства работ на многопутных перегонах ограждаются в соответствии с порядком, установленным МПС.
3.5. При внезапном возникновении препятствия и отсутствии необходимых переносных сигналов следует немедленно на месте препятствия установить сигнал остановки (рис. 3.6): днем - красный флаг, ночью - фонарь с красным огнем и с обеих сторон на расстоянии Б, указанном в графе 4 табл. 3.1, в зависимости от руководящего спуска и максимальной допускаемой скорости движения поездов на перегоне уложить по три петарды.
Рис.3.6
Петарды должны охраняться работниками железной дороги, которые обязаны стоять с ручными красными сигналами на расстоянии 20 м от первой петарды в сторону места препятствия.
Сигналы устанавливаются в первую очередь со стороны ожидаемого поезда. На однопутных участках, если неизвестно, с какой стороны ожидается поезд, сигналы устанавливаются в первую очередь со стороны спуска к ограждаемому месту, а на площадке - со стороны кривой или выемки.
Детальный порядок действий работников при ограждении внезапно возникших препятствий определяется соответствующей инструкцией МПС.
3.6. Места, через которые поезда могут проходить только с проводником (со скоростью менее 15 км/ч), а также сплетения путей на двухпутных участках в одном уровне ограждаются как место препятствия для движения, но без укладки петард. Об установке этих сигналов на поезда выдаются письменные предупреждения.
При необходимости пропустить с проводником поезд, на который не выдано предупреждение, укладка петард обязательна.
Если пропуск поездов с проводником устанавливается на продолжительное время, то переносные красные сигналы допускается заменять светофорами прикрытия, оставляемыми в закрытом положении, с установкой впереди них предупредительных светофоров (рис. 3.7).
Рис.3.7
Об установке этих светофоров прикрытия объявляется приказом начальника железной дороги, и в этом случае предупреждения на поезда не выдаются.
При открытии с обеих сторон ограждаемого места путевых постов движение поездов между этими постами производится по одному из применяемых средств сигнализации и связи без проводника. При этом в отдельных случаях, для наблюдения за следованием поезда по огражденному месту с установленной скоростью может назначаться и проводник.
3.7. Петарды во всех случаях укладываются в количестве трех штук: две на правом рельсе пути по ходу поезда и одна на левом (см. рис.3.6). Расстояние между петардами должно быть по 20 м.
3.8. Переносные сигналы уменьшения скорости и сигнальные знаки "Начало опасного места" и "Конец опасного места" устанавливаются по схемам, указанным на рис. 3.2.
Если место, требующее уменьшения скорости на перегоне, расположено вблизи станции и оградить его установленным порядком невозможно, то со стороны перегона оно ограждается так, как указано выше, а со стороны станции - порядком, указанным на рис. 3.8.
Рис.3.8
При подходе к переносному желтому сигналу машинист обязан подать один длинный свисток локомотива (моторвагонного поезда) и вести поезд так, чтобы проследовать место, огражденное переносными сигнальными знаками "Начало опасного места (рис. 3.9,а) и "Конец опасного места" (рис. 3.9,б), со скоростью, указанной в предупреждении, а при отсутствии предупреждения - со скоростью не более 25 км/ч.
Сигнальный знак "Конец опасного места" помещается на обратной стороне знака "Начало опасного места".
Переносные сигналы уменьшения скорости и сигнальные знаки "Начало опасного места" и "Конец опасного места" на станционных путях и многопутных перегонах могут применяться с укороченными шестами.
3.9. Места производства работ на пути, не требующие ограждения сигналами остановки или уменьшения скорости, но требующие предупреждения работающих о приближении поезда, ограждаются переносными сигнальными знаками "С" о подаче свистка, которые устанавливаются у пути, где производятся работы, а также у каждого смежного главного пути (рис.3.10).
Переносные сигнальные знаки "С" устанавливаются таким же порядком у смежных главных путей и при производстве работ, огражденных сигналами остановки (см. рис. 3.4, б и 3.5) или сигналами уменьшения скорости.
На перегонах, где обращаются поезда со скоростью более 120 км/ч, переносные сигнальные знаки "С" устанавливаются на расстоянии 800-1500 м от границ участка работ.
