증기 휘파람

Steam whistle
맥주 브랜드는 스팀 휘파람 양조를 참조하십시오.
Wiki cup whistle.jpg

증기 휘파람은 살아있는 증기의 도움을 받아 소리를 내는 데 사용되는 장치로, 진동 시스템(호른 훈련과 비교)의 역할을 한다.

작전

휘파람은 도면에 보이는 것처럼 다음과 같은 주요 부분으로 구성된다. 휘파람 벨(1), 증기 오리피스 또는 조리개(2), 밸브(9).

레버(10)를 당겼을 때(보통 당김줄을 통해) 밸브가 열리고 수증기가 오리피스를 통해 빠져나오게 한다. 증기가 번갈아 가며 종에 압축되어 희박하게 소리를 만들어 낼 것이다. 음조 또는 음조는 벨의 길이와 작동자가 밸브를 얼마나 개방했는지에 따라 달라진다. 몇몇 기관차 기술자들은 그들만의 휘파람을 발명했다.

증기 휘파람의 사용

고음의 플레인 휘파람(왼쪽)과 저음의 플레인 휘파람(오른쪽)이다.
3벨 멀티 톤(차임벨) 휘파람 소리가 음악적 화음을 울린다.
길이가 다른 컴파트먼트가 있는 싱글벨 멀티 톤(차임) 휘파람과 음악적 화음에 맞춰 음을 맞춘 피칭.
6-길이와 피치가 다른 6칸의 "스텝탑" 멀티 톤(차임) 휘파람. 각 방의 입구는 부분적으로 벽으로 되어 있다.
부분 구강 휘파람("organ 휘파람")으로 휘파람 둘레를 중심으로 입이 360도 이하로 뻗어 있다.
"공" 차임벨 휘파람, 두 개의 휘파람이 같은 축에 정렬되어 있다.
가변 피치 휘슬; 피치 조정에 사용되는 내부 피스톤을 기록하십시오.
고리 모양의 종강이 달린 "초음파"
헬름홀츠 휘파람은 길이에 비해 낮은 음을 가지고 있다.

스팀 휘파람은 종종 공장에서 사용되었고, 비슷한 장소들은 시프트의 시작이나 끝을 알리는 신호등이었다. 철도 기관차, 견인 기관차, 증기선에는 전통적으로 경고와 통신을 위한 호루라기가 장착되어 왔다. 직경이 큰 스팀 휘파람은 1850년대에 시작되었을 가능성이 있는 가벼운 집에 사용되었다.[2]

증기 휘파람을 가장 일찍 사용한 것은 18세기에서[4] 19세기 초의 보일러 저수경보기로서였다[3].[5] 1830년대 동안[6], 휘파람은 철도와 기선 회사에 의해 채택되었다.[7]

철도 휘파람 소리

추가 정보: 열차 호루라기

증기 경고 장치는 조지 스티븐슨이 레스터와 스완닝턴 철도에 사용하기 위해 증기 트럼펫을 발명하고 특허를 얻은 1833년부터 열차에 사용되어 왔다.[9] 시대 문학은 증기 트럼펫과 증기 휘파람을 구별한다.[10] 1833년 5월 서명한 트럼펫 그림의 사본에는 18인치 정도의 높이에 6인치 직경의 트럼펫 모양이 위나 입에 붙어 있다.[8] 조지 스티븐슨은 레스터와 스완닝턴 철도에서 열차가 수평 횡단 중 카트, 즉 소떼를 들이받는 사고가 발생한 후 트럼펫을 발명했으며, 이에 대한 보다 나은 경고가 요구되었다고 한다. 비록 다친 사람은 없었지만, 그 사고는 스티븐슨의 개인적 개입을 정당화할 만큼 심각한 것으로 여겨졌다. 한 설명은 웨더번이 사고를 막기 위해 건널목에서 경적을 울렸으나, 이 경고음이 들리지 않았기 때문에 주의를 기울이지 않았다는 것이다.

스티븐슨은 이후 이사회를 소집하고 증기로 작동될 수 있는 경적이나 휘파람을 만들어 기관차에 고정시켜야 한다는 회사 매니저 애슐린 백스터의 제안을 받아들였다. 스티븐슨은 이후 레스터의 듀크 스트리트에 있는 악기 제작자를 방문했는데, 그는 스티븐슨의 지시에 따라 열흘 후 이사회가 지켜보는 가운데 '스팀 트럼펫'을 제작했다.

스티븐슨은 건조한 증기를 실린더에 전달하는 보일러의 증기 돔 꼭대기에 트럼펫을 장착했다. 그 회사는 계속해서 그 장치를 다른 기관차에 장착했다.

기관차 증기 트럼펫은 곧 증기 휘파람으로 대체되었다. 일부 디젤 기관차와 전기 기관차에는 공기 휘파람이 사용되었지만, 이들은 대부분 공기 경적을 사용한다.

음악

음악을 연주하기 위해 배열된 일련의 스팀 휘파람을 칼리오페라고 부른다.

펜실베이니아주 요크에서는 뉴욕 와이어사의 가변 피치 스팀 휘슬이 1925년(1986년과 2005년 제외) 이후 매년 크리스마스 이브에 '요크의 연례 스팀 휘슬 크리스마스 콘서트'로 알려지고 있다. 바람이 부는 밤에, 지역 주민들은 콘서트가 12에서 15마일 떨어진 곳에서 듣는다고 보고한다. 기네스북에 올라 있는 이 호루라기는 2010년 공연 당시 보일러 유지비와 운영비 때문에 에어 컴프레서에 의해 작동됐다.[11][12][13][14][15][16]

등대 안개 신호

추가 정보: 포그혼

1869년부터,[17] 증기 휘파람은 등대가 보이지 않는 안개의 시기에 선원을 경고하기 위한 방법으로 등대 역에 설치되기 시작했다. 10인치 직경의 휘파람은 여러 해 동안 미국 전역에서 안개 신호로 사용되었고,[17] 이후 다른 압축 공기 격판이나 발판식 경적들로 대체되었다.

휘파람의 종류

  • 플레인 휘슬 – 위의 그림과 같이 스템에 장착된 반전 컵. 유럽에서는 철도 증기 휘파람 소리가 전형적으로 크고 날카로우며 단음계의 평범한 휘파람 소리였다. 영국에서 기관차는 보통 이러한 휘파람 중 한두 개만 장착되었는데, 후자는 음조가 다르고 더 복잡한 신호 전달이 가능하도록 개별적으로 제어된다. 핀란드의 철도에서는, 모든 엔진에 두 개의 단일 음의 휘파람이 사용되었는데, 하나는 날카로운, 하나는 낮은 음조의 것이었다. 그것들은 다른 신호 용도로 사용되었다. 독일의 도이치 라이히스반은 1920년대에 "에인헤이트스파이프"라고 불리는 또 다른 휘파람 디자인을 도입했는데, 이 휘파람은 이미 매우 깊은 음과 큰 소리를 내었지만, 만약 휘파람 방아쇠를 반만 아래로 당기면 차임벨과 같은 더 낮은 음이 발생할 수 있다. 독일 증기기관차의 대표적인 '긴 길이 높음-짧은 길이 - 짧은 낮음 - 짧은 높음' 신호음이 울린 이유다.[18]
  • 차임벨 휘파람 – 동시에 울리는 두 개 이상의 공명 벨 또는 챔버. 미국에서, 철도 증기 휘파람은 전형적으로 둘 이상의 휘파람이 포함된 컴팩트한 차임벨 휘파람으로, 화음을 만들었다. 호주 뉴 사우스 웨일스 정부 철도에서 후 1924년 비밀 재지정 많은 증기 기관차 5의 휘파람을 장착하였다(이됨 1924년 비밀 재지정에서 많은 기관차, 또는 새로운 5을 알리는 소리를 휘파람이 지어진 등이 포함됐다.[19]3-chimes(한 내에 3소형 호루라기)가 매우 인기 있었다뿐만 아니라 5-chimes, 6-chimes. 어떤 경우에는 차임벨 휘파람이 유럽에서 사용되었다. 타이타닉과 같은 배에는 3개의 개별 휘파람으로 구성된 차임벨이 장착되어 있었다. (타이타닉의 경우 휘파람은 직경 9, 12, 15인치였다.) 일본국철도는 매우 깊은 단음 평휘파람 소리를 내는 차임벨 휘파람을 사용했는데, 이는 호루라기 트리거를 아래로 당기면 간단한 병렬 회로로 방금 접속한 화음이기 때문이다.[20]
  • 오르간 휘파람 – 옆구리에 입이 잘린 휘파람으로, 보통 직경과 관련하여 긴 휘파람을 불기 때문에 이름이 붙는다. 이 호루라기들은 특히 영국에서 제조된 기선들에서 매우 흔했다.
  • 공 – 공통 축에서 반대 방향으로 향하는 휘파람 두 개.[21] 이것들은 공장 휘파람으로 인기가 있었다. 몇몇은 3개의 휘파람 차임벨로 구성되어 있었다.
  • 가변 [22]피치 휘슬 – 피치를 변경할 수 있는 내부 피스톤이 포함된 휘슬 이 휘파람 유형은 사이렌 소리처럼 들리거나 멜로디를 연주하기 위해 만들어질 수 있다. 흔히 화재경보 휘파람, 와일드캣 휘파람 또는 조롱새 휘파람이라고 부른다.
  • Toroidal 또는 Levavasseur 휘파람 – 발명한 Robert Levavasseur의 이름을 [23]딴 고리 모양의 가스 오리피스와 유사한 토러스 모양의 공명형 공동이 있는 휘파람. 기존의 휘파람과 달리 공명실 단면적(주파수 보존)을 변경하지 않고도 반지 모양의 휘파람의 직경(및 소리 수준)을 높일 수 있어 매우 큰 직경의 고주파 휘파람을 제작할 수 있다. 기존 휘파람의 빈도는 지름이 증가함에 따라 감소한다. 다른 고리 모양의 휘파람에는 홀-타이히만 휘파람,[24] 그래버 휘파람,[25] 울트라휘슬,[26] 다이나휘슬 등이 있다.[27]
  • 헬름홀츠 휘파람 – 휘파람 벨 오프닝의 단면적을 초과하는 휘파람으로, 종종 병이나 백열전구처럼 생겼다. 크기에 비례하는 이 휘파람의 주파수는 기존의 휘파람보다 낮기 때문에 이 휘파람은 소형 게이지 증기 기관차에 적용된다는 것을 발견했다. 방함 휘파람이라고도 한다.[28][29]
  • 후터 휘파람 - 보다 긴 종과 함께 더 큰 직경의 단일 음의 휘파람으로, 불었을 때 더 깊은 "훗" 소리를 낸다. 이들은 철도, 해양 및 산업용 애플리케이션에서 사용된다. 미국에서 노퍽과 서부 철도는 이러한 종류의 휘파람을 광범위하게 사용했으며 낮은 음치 외에 불 때 발생하는 삐걱거리는 소리와 짹짹거리는 소리로 유명하다.

휘파람 음향

공명 주파수

휘파람은 병입에 부는 것처럼 호루라기 테두리를 가로질러 인간의 숨을 부드럽게 불어 감지할 수 있는 독특한 자연 공명 주파수를[30] 가지고 있다. 능동 음향 주파수(스팀에서 휘슬이 울릴 때)는 아래에서 설명하는 것과 같은 자연 주파수와 다를 수 있다. 이러한 코멘트는 적어도 호루라기의 단면적과 같은 구강 부위가 있는 휘파람에 적용된다.

  • 휘파람 길이 – 휘파람의 길이가 증가함에 따라 자연 공명 주파수가 감소한다. 휘파람의 유효 길이를 두 배로 늘리면 휘파람의 단면적이 균일하다고 가정할 때 주파수가 1/2 감소한다. 휘파람은 4파 발전기로, 휘파람에 의해 발생하는 음파가 휘파람의 약 4배 길이라는 뜻이다. 만약 호루라기에 공급된 증기의 소리 속도가 초당 15936인치라면, 15인치 유효 길이를 가진 파이프가 자연 주파수를 불어내는 소리가 중간 C: 15936/(4 x 15) = 266Hz에 가깝게 들릴 것이다. 휘파람 소리가 자연 주파수를 울릴 때, 휘파람이 균일한 단면 영역일 경우 여기서 언급하는 유효 길이는 입 위의 물리적 길이보다 다소 길다. 즉, 진동하는 휘파람의 길이에는 입의 일부가 포함되어 있다. 이 효과("끝 보정")는 휘파람 안에서 진동하는 증기와 밀폐된 파이프 밖에서 일부 증기의 진동을 수반하는 증기로 인해 발생하며, 여기서 평면파에서 구형파로 전환된다.[31] 공식은 휘파람의 유효 길이를 추정할 수 있지만 소리 발생 [30]빈도를 예측하기 위한 정확한 공식은 휘파람 길이, 스케일, 가스 유량, 입 높이 및 구강 벽 면적을 포함해야 한다(아래 참조).
  • 송풍 압력 – 송풍 압력에 따라 주파수가 증가하며,[32] 이는 호루라기를 통과하는 가스 체적 흐름을 결정하여 기관사가 밸브를 사용하여 악기처럼 호루라기를 연주할 수 있게 한다. 이것의 용어는 '채우기'였다. 1883년에 보고된 짧은 플레인 휘파람을 이용한 실험에서 증분증기 압력이 증가하면서 E에서 D-플랫으로 휘파람을 몰고 갔다는 것을 보여주었는데, 이는 68%의 빈도가 증가한 것이다.[33] 호루라기 자연 주파수로부터의 피치 편차는 조리개에서 하류로 증기 제트의 속도 차이를 따를 가능성이 높으며, 주행 주파수와 호루라기 자연 주파수 사이에 위상 차이를 만든다. 정상적인 바람 압력에서 개구부는 제트를 음속까지 구속하지만, 일단 개구부를 빠져나와 팽창하면 속도 붕괴는 절대 압력의 함수다.[34] 또한, 증기 또는 압축 공기의 온도 차이에 따라 일정한 바람 압력에서 주파수가 달라질 수 있다.[35][36][37] 산업용 증기 휘파람은 일반적으로 평방인치 게이지 압력(psig)당 100~300파운드(0.7~2.1메가파스칼, MPa)의 범위에서 작동했지만, 일부는 600psig(4.1MPa)의 높은 압력에 사용하기 위해 제작되었다. 이 모든 압력은 질식 유체 내에 있으며,[38] 질량 흐름은 업스트림 절대 압력과 반비례하여 절대 온도의 제곱근과 함께 척도된다. 이것은 건조한 포화 증기의 경우 절대 압력을 절반으로 줄이면 흐름이 거의 절반으로 줄어든다는 것을 의미한다.[39][40] 이것은 다양한 압력에서의 증기 소비량의 휘파람을 통해 확인되었다.[41] 주어진 휘파람 설계에 대한 과도한 압력은 휘파람을 과대포장 모드로 몰고 가고, 여기서 기본 주파수는 기본의 홀수 배수인 홀수 고조파로 대체된다. 보통 이것은 세 번째 고조파(두 번째 오버론 주파수)이지만, 큰 휘파람이 15번째 고조파로 뛰어든 예는 주목되어 왔다.[42] 로 variable-pitch과 실험에서 증명되었습니다는 리버티 선 존 W. 브라운의 같은 길고 좁은 호루라기,지만 부풀려 지지 않다.(그"파이프 기본 주파수의 진폭 0로 떨어진다."overblowing에서)[43]기적 길이를 증가시키는 것은 고조파의 수와 진폭이 높아지면서 함축적 의미의 풍부한 스펙트럼게 들린다.wh스팀에서 시험한 휘파람은 짝수와 홀수 화음을 모두 생산한다.[42] 휘파람의 조화 프로필은 또한 기관 파이프의 경우와 마찬가지로 조리개 너비, 마우스 컷업 및 립 어퍼처 오프셋의 영향을 받을 수 있다.[44]
  • 증기 품질 – 휘파람이 부는 증기(증기 건조)의 품질은 가변적이며 휘파람 주파수에 영향을 미친다. 증기 품질은 음속을 결정하는데, 이는 액체 단계의 관성으로 인해 건조도가 감소하면서 감소한다. 증기 건조증이 알려지면 증기 내 음속은 예측 가능하다.[45] 또한 특정 온도에 대한 특정 증기의 부피는 건조함이 감소하면서 감소한다.[46][47] 현장 조건에서 불어오는 휘파람으로 계산한 증기 내 음속 추정치의 두 가지 예는 1,326 피트와 1,352 피트의 초당이다.[48]
  • 가로 세로 비율 – 휘슬이 스쿼트될수록 가압에 의한 피치의 변화가 크다.[49][32] 이것은 Q 인자의 차이 때문에 발생할 수 있다.[50] 매우 스쿼트한 휘파람의 음높이는 압력이 상승함에 따라 몇 세미톤 상승할 수 있다.[51] 따라서 휘파람 주파수 예측은 휘파람 스케일에 고유한 주파수/압력 곡선 세트를 설정해야 하며, 휘파람 집합은 각 휘파람이 다른 스케일의 경우, 바람 압력이 변화함에 따라 음악적 화음을 추적하지 못할 수 있다. 이것은 많은 골동품 휘파람 소리가 직경은 같지만 길이가 다른 일련의 칸막이로 나뉜다는 사실이다. 일부 휘파람 설계자는 비슷한 규모의 공명형 챔버를 구축하여 이 문제를 최소화하였다.[52]
  • 입구의 수직 길이("컷업") – 호루라기 벨이 증기원에서 멀리 올라가면서 일반 휘파람의 주파수가 감소한다. (휘파람 천장을 올리지 않고) 오르간 휘파람이나 단일 벨 차임벨의 컷오프를 올리면 유효 챔버 길이가 짧아진다. 챔버를 짧게 하면 주파수가 올라가지만 컷업 드라이브 주파수가 낮아진다. 결과 빈도(높음, 낮음 또는 변하지 않음)는 휘파람 규모와 두 운전자 간의 경쟁에 의해 결정된다.[53][54] 휘파람 제조사인 로버트 스완슨이 150psig 증기압력에 대해 규정한 컷업은 평지 휘파람의 경우 0.35 x 종 직경이었으며, 이는 약 1.45 x 그물 벨 단면적(추적 스터드 면적)이다.[55] Nathan 제조 회사는 6노트의 철도 차임벨 휘파람을 위해 1.56 x 챔버 단면적의 절단면을 사용했다.[56]
  • 구강 호와 관련된 절단 – 구강 면적과 총 공명기 길이를 일정하게 유지하는 경우 절단 시 큰 변화(예: 4배 차이)가 휘파람 자연 주파수에 거의 영향을 미치지 않을 수 있다.[30] 예를 들어 360도 입(휘파람 둘레를 완전히 감싸고 뻗어 있는)을 가진 플레인 휘파람은 엄청나게 다른 컷업에도 불구하고 같은 입 부위, 같은 전체 공명기 길이(천장까지의 거리)의 부분 입기관 휘파람과 비슷한 주파수를 발산할 수 있다.(컷업은 증기아페르투와의 거리다.재입술과 윗입술) 이는 효과적인 컷오프가 상부입술과 증기구간 사이의 거리보다는 증기제트에 대한 진동가스 컬럼의 근접성에 의해 결정된다는 것을 시사한다.[57]
  • 증기 개구부 폭 – 증기 개구부 폭이 감소함에[54] 따라 주파수가 상승할 수 있으며 주파수/압력 곡선의 기울기는 개구부 폭에 따라 달라질 수 있다.[58]
  • 가스 구성 – 증기에 의해 구동되는 휘파람의 주파수는 일반적으로 같은 압력에서 압축 공기에 의해 구동되는 휘파람의 빈도보다 높다. 이 주파수 차이는 증기에서 공기보다 밀도가 낮은 음속 때문에 발생한다. 음속의 속도는 공기 온도와 증기 품질에 의해 영향을 받기 때문에 주파수 차이의 크기는 달라질 수 있다. 또한 호루라기를 스쿼트할수록 일정한 바람 압력에서 발생하는 증기와 공기의 가스 유량 차이에 민감하게 반응한다. 다양한 현장 조건에서 울리는 14개의 휘파람(34 공명 챔버)의 데이터는 스팀 및 공기 사이의 주파수 차이(스팀에서 5 - 43% 더 높은 주파수)를 보여주었다. 기체 흐름의 차이에도 상당히 강한 매우 긴 휘파람은 증기(약 3세미톤)에서 18~22%의 주파수를 더 높게 울렸다.[59]

음압 수준

휘파람 소리 수준은 다음과 같은 몇 가지 요인에 따라 다르다.

  • 송풍 압력 – 송풍 압력이 상승함에 따라 음 레벨이 증가하지만,[60][61] 음 레벨이 최고조에 이르는 최적의 압력이 있을 수 있다.[49]
  • 가로 세로 비율 – 휘슬 길이가 줄어들수록 음량이 증가하여 주파수가 증가한다. 예를 들어 가변 피치 증기 휘슬의 피스톤을 낮추면 주파수가 333Hz에서 753Hz로 변경되고 음압 수준이 116dBC에서 123dBC로 높아졌다. 주파수의 제곱이 5배 차이가 나는 것은 음향 강도에 5배 차이가 나는 결과를 가져왔다.[62] 호루라기 횡단면적이 늘어나면서 소리 수준도 높아진다.[63] 1인치 직경에서 12인치 직경에 이르는 12개의 단음 휘파람의 표본은 음력과 단면 영역의 사각형 사이의 관계를 보여주었다(주파수의 차이를 고려했을 때). 즉, 파장의 제곱으로 나눈 단면적의 제곱을 이용하여 상대 휘파람 소리 강도를 추정할 수 있다.[62][64] 예를 들어, 지름 6인치 x 7.5인치 길이(113dBC)의 휘파람 벨에서 나오는 소리 강도는 2 x 4인치 휘파람(103dBC)의 10배, (저주파) 10 x 40인치 휘파람(110dBC)의 2배였다. 이 휘파람은 평방인치당 125파운드(862킬로파스칼)의 압력에서 압축 공기로 울렸으며 100피트 거리에서 음량을 녹음했다. 장기의 휘파람은 강한 주파수 오버톤으로 인해 불균형적으로 높은 소리 수준을 나타낼 수 있다. 별도 행사장에서는 직경 20인치 울트라휘슬(고리 모양의 휘파람)이 1평방인치당 15파운드(103.4킬로파스칼)의 게이지 압력에서 작동하여 100피트당 124dBC를 생산했다.[65][66] 이 호루라기 소리가 같은 주파수와 공명실 영역의 기존 호루라기 소리 수준과 어떻게 비교될지는 알 수 없다. 그에 비해 벨-크라이슬러 공습 사이렌은 100피트 지점에서 138dBC를 발생시킨다.[67] 레바바세우르 토로이드 휘파람의 소리 수준은 공명 캐비티에 평행한 2차 캐비티에 의해 약 10데시벨만큼 향상되며, 전자는 휘파람을 부는 제트기의 진동을 증가시키는 소용돌이를 만든다.[68]
  • 증기 개구부 폭 – 증기 개구부 영역에 의해 가스 흐름이 제한되는 경우 개구부를 넓히면 고정된 바람 압력의 소리 수준이 증가한다.[61] 증기 개구부를 확대하면 압력이 감소할 경우 소리 출력의 손실을 보상할 수 있다. 적어도 1830년대부터 휘파람은 저압 운전을 위해 변형될 수 있고 여전히 높은 음 수준을 달성할 수 있다고 알려져 왔다.[7] 압력과 조리개 크기 사이의 보상 관계에 대한 데이터는 미미하지만, 압축 공기에 대한 테스트는 절대 압력을 절반으로 줄이는 것은 원래 소리 수준을 유지하기 위해 조리개 크기를 최소한 두 배로 증가시킬 것을 요구하며, 일부 골동품 휘파람 배열의 조리개 폭은 직경과 함께 증가한다(따라서 조리개 면적). 동일한 규모의 휘파람에 대한 [57][61]휘파람 단면적) 증가 원형 개구부를 빠져나가는 고압 제트기의 물리학을 적용하면 휘파람 입구의 고정점에서 속도와 가스 농도의 두 배가 개구부 영역 또는 절대 압력의 네 배가 필요할 것이다. (절대 압력의 사분의 일은 개구부 영역 - 속도 붕괴 상수의 네 배로 보상될 것이다.)정상 휘슬-기울기 압력 범위에서 절대 압력의 제곱근으로 대략적으로 리지스) 실제로 더 큰 조리개 영역에 대한 거래 압력 손실은 가상 원점 변위에 대한 압력 의존적 조정이 발생하기 때문에 덜 효율적일 수 있다.[34][69] 고정된 바람 압력에서 기관 파이프 구멍의 너비를 4배로 늘리면 연도 출구에서 속도가 다소 두 배가 되지 않는다.[70]
  • 증기 개구부 프로필 – 가스 유량(따라서 소음 수준)은 개구부 영역과 송풍 압력뿐만 아니라 개구부 기하학으로도 설정된다. 마찰과 난류는 유량에 영향을 미치며, 방출 계수에 의해 설명된다. 휘파람 현장 시험에서 방출 계수의 평균 추정치는 0.72(범위 0.69 - 0.74)이다.[41]
  • 입 수직 길이("컷업") – 고정된 바람 압력으로 최고 수준의 음량을 제공하는 입 길이(컷업)는 휘파람 저울에 따라 다르며, 따라서 멀티 톤 휘파람의 일부 제조자는 각 공명실의 저울에 고유한 입 높이를 절단하여 휘파람의 음량을 최대화한다.[71] 고정된 바람 압력에서 고정 직경 및 조리개 폭(단종 차임벨 구획 포함)의 휘파람에 대한 이상적인 컷업은 유효 길이의 제곱근에 따라 대략적으로 달라 보인다.[72] 골동품 휘파람 제조사들은 일반적으로 약 1.4배의 휘파람을 단면적으로 사용하는 절충형 입구를 사용했다. 호루라기 소리가 구강 단면적과 동일하게 설정된 상태에서 최대 소리 수준으로 구동되면 구강 면적을 더욱 높여 음량을 높일 수 있다.[73][74]
  • 주파수 및 거리 – 음압 수준이 절반(6데시벨) 감소하고, 소스와 차이가 발생하여 거리가 두 배로 증가한다. 이 관계는 반비례라고 불리며, 종종 역제곱법으로 잘못 묘사된다; 후자는 음압이 아닌 음강도에 적용된다. 음압 수준도 주파수에 따라 크게 좌우되는 대기 흡수로 인해 감소하고 가장 멀리 이동하는 저주파도 감소한다. 예를 들어 1000Hz 휘파람은 2000Hz 휘파람의 절반(20℃에서 상대 습도 50%로 계산)의 대기 감쇠 계수를 가진다. 이는 상이한 소리 감쇠 외에도 2000Hz 휘슬의 경우 1000Hz 휘슬에서 100m당 0.5데시벨, 100m당 1.0데시벨의 손실이 발생한다는 것을 의미한다. 음향 전파에 영향을 미치는 추가 요인으로는 장벽, 대기 온도 구배, "지반 효과"[75][76][77] 등이 있다.

용어.

음향 길이 또는 유효 길이는 휘파람에 의해 발생하는 1/4 파장이다. 소리의 속도 대 휘파람의 주파수의 비율을 1/4로 계산한다. 음향 길이는 구강 구성 등에 따라 휘슬의 물리적 길이와 다를 수 있으며,[80] 기하학적 길이라고도 한다.[81][30] 끝 보정이란 입 위의 음향 길이와 물리적 길이의 차이를 말한다. 끝 보정은 직경의 함수인 반면 음향 길이 대 물리적 길이의 비율은 척도의 함수다. 이러한 계산은 원하는 음향 주파수를 얻기 위해 휘파람 설계에서 유용하다. 초기 사용에서 작업 길이는 휘파람 소리 길이, 즉 작업 휘파람의 유효 길이를 의미했지만,[82] 최근에는 입을 포함한 물리적 길이로 사용되고 있다.[83]

가장 크고 큰 휘파람 소리

소음이 큰 것은 음압 수준, 음 지속 시간, 음 주파수의 영향을 받는 주관적 인식이다.[76][77] 직경 1.5m(59인치)에 달하는 휘파람을 시험한 블라디미르 가브뢰의 휘파람에 대해 높은 음압 수준의 전위가 주장되어 왔다.[84][85] 리처드 웨이젠버거가 특허를 내고 생산한 지름 20인치 반지 모양의 휘파람("Ultrawhistle")이 100피트 상공에서 124데시벨을 울렸다.[86] 펜실베이니아주 요크에 위치한 뉴욕 와이어사의 가변 피치 스팀 휘슬은 기네스가 사용하는 설정거리에서 124.1dBA로 가장 시끄러운 스팀 휘슬로 2002년 기네스북에 등재되었다.[87] 요크 호루라기 또한 23피트 거리에서 134.1데시벨로 측정되었다.[12]

1882년 이튼, 콜, 번햄 사가 캐나다 제재소에 공급한 화재경보 휘슬은 지름 20인치, 그릇에서 장식까지 4피트 9인치, 무게는 400파운드였다. 휘슬벨을 받치고 있는 스핀들의 지름은 3.5인치였고 휘슬은 4인치 공급 파이프에 의해 공급되었다.[88][89] 대형 휘파람에 대한 다른 기록에는 1893년 미국 대통령 그로버 클리블랜드가 시카고 세계박람회에서 "세계 최대 스팀 휘파람"을 불었다는 기록이 있다.[90][91] 워싱턴 주 롱뷰의 1924년 롱벨 목재 회사에 설치된 호루라기의 음향실은 지름 16인치 x 길이 49인치였다.[92] RMS 타이타닉과 같은 해양 선박에 사용되는 다종 차임벨의 호루라기는 직경이 9, 12, 15인치였다.[93] 캐나다 태평양 기선 아시니보비아와 케우아틴의 호루라기 종은 직경이 12인치, 키우아틴 기선은 길이가 60인치였다.[94][95] 1926년 스탠더드 위생 제조 회사에 설치된 멀티벨 차임벨 휘슬은 5인치짜리 증기 파이프에 모두 배관한 5 x15, 7 x 21, 8x24, 10 x 30, 12 x36인치 크기의 개별 휘슬벨로 구성되었다.[96] 매사추세츠 연방 수도계량기 회사는 8 x 9-3/4, 12 x 15, 12 x 25 인치 세 종으로 구성된 징 휘파람을 생산했다.[97] 직경 12인치 스팀 휘파람은 19세기 가벼운 주택에서 흔히 사용되었다.[98] 울트라휘슬의 소리 수준은 기존 휘파람 소리보다 현저히 클 것이라는 주장이 제기됐지만 대형 휘파람의 비교 테스트는 이뤄지지 않고 있다.[99] 소형 울트라휘슬 시험에서는 같은 직경의 기존 휘파람에 비해 높은 음량을 보이지 않았다.[73]

참고 항목

참조

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추가 읽기

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