极致避震!——隐士重磅新品碳纤维 “昆仑”Kunlun器材架

文/赖英智



在一个音响系统中,器材架的任务很单纯,就是控制振动,不让振动扩大,也不要让振动在器材之间彼此传递。如果还能兼顾漂亮的外型,那就更棒了。控制振动说来简单,却是所有器材架设计者最大的难题。对器材架而言有三大振动问题,一是空气传导(air borne transmission)、二是固体传导(solid transmission),最后是内部自行产生(inner generation)三种。

所谓空气传导,就是声波引起的振动。我们听到的音乐来自喇叭单元驱动空气所产生的声波,声波是一种疏密的能量,在空间四散流动时,会引起物体的共振,尤其是面积越大的东西,象是功放机箱、器材架的柱体或层架、墙面……都容易受到声波影响而共振。固体传导则是喇叭发声时,音箱的振动藉由地板传至器材架,让架上的器材一起受影响。至于内部自行产生的振动,则是器材内部的主动元件或机械结构,例如变压器、电子电路、CD唱机的激光读取机构、黑胶唱盘的马达与转盘……当它们工作时便会自主振动,这些振动不仅影响自身,也会藉由接触传导而影响到其他器材。


知易行难,众多设计师针对上述问题进行了各种创意,有德国式的重量级金属组织,有西班牙与意大利的复杂花俏结构,有美式充满科技感的产品,也有中式以实木为主像家具的大家伙。对发烧友来说,器材架是“必要存在的麻烦”,大家都知道器材架的重要,却很少有机会去比较不同设计之间的差异,相对于线材、配件、功放等器材而言,更换器材架简直就像换房子般困难。即使拥有更多机会的音响评论员,恐怕也很难下结论,指出谁才是器材架的设计达人。用最简单的区分,垫材、器材架和避震道具可以分成二大类,一种是“阻尼”(damping),一种是“隔离”(isolation),二种都各有支持者。一般的阻尼式避震,类似于陷阱的作法,主要处理20kHz-100kHz的频段,虽然可以达到减少振动的效果,同时却也减损了音乐细节或影响了音色。而隔离的作法在于没有直接的、垂直的接触,透过陶瓷等特殊材料消除细微的振动。

而在所有避振、抑振材料中,当红的要属碳纤维材料。德国MBL首席工程师Jürgen Reis在MBL工作将近40年,是研发部门资格最老的工程师,他深知音响系统的大小环节都会影响声音,即便是面板上显示的LED灯的颜色和亮度,他都要斤斤计较。Jürgen就提出,碳纤维是很好的抑振材料,但是要懂得使用,市场上有不少产品其实是“沽名钓誉”,赶上潮流搞噱头而已。笔者听过几款用碳纤维制作的垫材与器材架层板,确实能明显感受到差异,尤其是垫在CD转盘下方效果最明显。加上碳纤维垫之后,声音立刻变的有层次,发声体的轮廓和实体感更明确,边缘收得干净,也就更富立体感。此外,细节信息也变得更清楚,特别精彩的是细部纹理,这让音乐画面的分辨率大大提高,如果原本是2K画质,现在就提升成4K了。

听爵士乐特别明显。爵士乐的配置比较单纯,但是乐器声音质地的差异性大,比起古典音乐的室内乐更有参考性。加上碳纤维垫后,贝斯拨奏的颗粒收紧了,琴弦拨动时的振动感更清楚,而且贝斯和鼓声也显的更Q弹圆滚。乍听之下,感觉低频好像少了,事实上是变干净了,低频的质感变好了,低音域的解析进步了。这么一来,音乐就显得更活生,更有氛围感。尤其是小音量下聆听,音乐依旧维持良好的对比和活泼感。大编制的管弦乐曲也听得见效果,乍听之下以为是乐器往后退了,仔细聆听就能发现是整个舞台被拉开,前后更有层次,左右宽度更宽,独奏乐器更凝聚、密度更好。木管吹奏的形体收紧了,定位更明确,而且质感也更细致,整个音乐画面变得透明且清楚。在没有加强电源,没有改换线材的情况下,只是加上了碳纤维避振材料,声音的改善也能轻易分辨,可见,振动控制对于音响系统整体表现有多重要。

本文介绍的杭州隐士音响新产品“昆仑”(Kunlun)器材架,以“十年磨一剑”来介绍也许并不过分。ESD隐士音响自公司创建以来,从自主研发振膜、扬声器单元、全球首套励磁碳纤维全号角五路扬声器系统、全系列音箱,到CD转盘、分频器、解码器、功放,再到电源中心、各类线材等,可谓无所不有、无所不包,唯独器材架却迟迟不见踪影。隐士音响从2018年5月开始亮相国内外的大小展会起,宁可将各类电子器材直接放在地面并进行堆叠,也不见自己推出一款器材架来搭配使用。

是器材架技术太过复杂,还是器材架设计生产难度太大?都不是!只是隐士音响“不创新、毋宁无”的坚持在作怪罢了。各种理念、材料运用指导下的探索,造就的各种器材架争奇斗艳,各具特色。想在此基础上再次创新和突破,当然不容易,而自第一次参加德国慕尼黑音响展,让隐士ESD在国际上展露头角开始,隐士音响的器材架立项和设计就已被提上议事日程。经过几年的苦苦思索和碰撞,尽管有不少火花,却始终未能有一个满意的方案。及至一日受关于飞机如何利用声衬(航空吸音板)消音降噪的文章启迪,设计思路豁然开朗。一个充满创意、极致减震的器材架设计方案跃然纸上。

01

亮点



借鉴航空声衬的原理,实现一定程度的“消音”

商业航空发动机长期在高温、高压、高转速、高负荷的环境下工作,涡扇发动机的风扇噪声,喷流噪声均是飞机起飞阶段最大的噪声源。风扇将空气吸进发动机 前方,产生了类似于螺旋桨系统的噪声。空气在离开风扇的同时产生旋转,产生了动量的下降,因而空气需要被风扇后端一系列定子装置重新引导为平行方向,空气对定子叶片的冲击是另一重要噪声源。如何降低燃烧噪音和风扇旋转噪音,提高乘客舒适度,难度极大。声衬就是安装在进气道和发动机短舱排气通道内壁,具有吸声能力或阻止发动机内的噪声外传功能的特殊衬垫。声衬的设计极富挑战,因为声衬需要面对大量且对立的设计要求,首先它必须在多个发动机工作状态以及大范围频率内提供高水平的降噪表现,并且要面对窄小空间以及轻量化的限制。另外声衬需要适应冷热环境,面对水和油的侵蚀,经历多次维护操作,具备足够的耐久性等多种要求。


笔者查阅了北京大学工学院的一篇论文,文中指出国外前期工作能给出两个结论:
㈠大多数声衬材料采用铝或钢,近年来开始使用复合材料、泡沫金属等新材料,但只要是采用亥姆霍兹共振原理(Helmholtz Resonance Theory )设计的声衬,吸声特性几乎不受制造材料影响。

㈡声衬吸声特性主要受几何结构影响,主要的参数有开孔率、开孔直径、穿孔面板厚度与共振腔厚度等几项。但如何把理论推向商品化,中间还经历许多波折。


多年以来,美国NASA先进航空运输技术(AATT)计划下研究了多项降噪技术,多自由度声衬是其中之一。NASA兰利研究中心表示,他们一开始开发了两种声衬。第一种是试图通过增加吸收频率的带宽;第二种是降低由声衬带来的阻力增量,这种阻力增加是由于空气从声衬孔喷射以及进气口和外涵道的粗糙表面引起的。NASA针对多自由度声衬概念研究了蜂窝结构的吸声作用,基于美国赫氏公司开发的概念,这种蜂窝结构声衬采用了酚醛树脂核心,布局形式还是传统的,但是内嵌了网格结构。最新的研究成果被运用在波音737 MAX飞机上,实验结果证明NASA的多自由度声衬不但更紧凑占用较小的面积,并能有效增加单位面积的噪音减少。在音响房中,大音压导致的空气波动势必影响到器材架产生谐振,进而影响到细节表现,昆仑器材架将最新的声衬技术应用于隔板中,有效地吸收和抑制了空气振动造成的影响,可以说是跨界应用的典范。

02

亮点



三明治结构抗谐振隔板

“昆仑”(Kunlun)隔板采用三明治结构,既提高隔板的刚性,更提高了隔板抗谐振的能力。复合隔板由四层不同密度、不同材质的板材外加碳纤维外框组成,利用不同密度的材料,抑制隔板的谐振。底层是近10毫米的航空铝板(第一层),航空铝板之上贴附减震效果极佳的薄硅胶垫(第二层),硅胶垫之上则是外框为木板、中间为泡沫金属的声衬(第三层),最上层外框是锻造纹碳纤维、中间为斜纹碳纤维板(第四层)。顶层中间的碳纤维板设计用于器材的摆放,也是所有设计中防谐振的金字塔尖。这块斜纹纯碳纤维板厚度为4毫米,由多达12层的碳纤维布压制而成,通过四颗直径20毫米的氧化锆球(也就是常说的陶瓷珠)置于底层的铝合金板之上。碳纤维板与第三层的声衬有一定的空间,更利于声衬发挥消音作用。“昆仑”的三明治隔板除了声衬吸音减震之外,碳纤维板本身是极佳的减震材料,碳纤维板、航空铝板与氧化锆球极小的接触面也极利于减震。


杭州隐士ESD的音箱大量使用超高强度7050航空航天铝材,这种铝合金具有较好的力学和加工性能,热处理强化效果好,一般在150℃(甚至更高)以下都有极高强度与韧性,隐士ESD的应用自然驾轻就熟。至于碳纤维,大家经常听说起却既熟悉又陌生,它结合了碳材料的硬与纺织纤维的柔二种特性,被称为材料之王。碳纤维技术最好的是日本和美国,日本碳纤维产能占世界一半。

碳纤维的制造过程包括①拉丝:把无碱玻璃纤维纱,中碱玻璃纤维纱、碳纤维纱、高强玻璃纤维纱、芳纶纤维纱及表面毡等原材料加热,加上及各种填料挤压形成凝胶形状的丝条,塑料纤维是用数千条计的细丝组成。②稳定:经过400度加热氧化,使热塑性大分子转换成耐热性结构,使其在高温下不融不燃,保持纤维形状。再加温1000-2000度将非碳原子驱离,随着高温氧化变成黑色,碳化炉中的碳原子结合在纤维上。③石墨化:平行的长丝经过带电腐蚀表面以便更好的吸收树脂,用几百根纤维组成纤维网,树脂涂布加热吸附在纤维网上,通过挤压渗入到纤维网丝内,冷却后液态树脂就成凝胶状。不同的复合材料根据碳化率不同,高温热处理温度不同,从而生不同碳纤维材料之间的价格差异巨大。隐士ESD采用日本东丽公司最顶级的T1100碳纤维布(国产品很多只达到T300水平),一层一层堆积成所需要的厚度,密度与强度非比寻常。

03

亮点



多重减震立柱



“昆仑”(Kunlun)每一层器材架有四根复合立柱。每一根立柱由上端为直径45毫米、CNC车制的、316医疗级不锈钢的螺母,下端为同样材质的螺母脚钉。两个螺母之间为直径40毫米的碳纤维管柱,三者通过直径12毫米的不锈钢螺杆固定在一起,碳纤维管内充填大小不一的铁砂。两个螺母与碳纤维管之间,均使用特制硅胶O形圈减震,器材、器材架任何的振动都将大部分消失。隔板与复合立柱间若有任何细微振动,首先传导给了复合立柱的不锈钢螺杆,不锈钢螺杆的振动将通过与铁砂的摩擦几乎完全转化为热能。如果通过以上的减震还有漏网之鱼,也将通过复合立柱的尖锐不锈钢脚钉与不锈钢金属脚垫之间振动转化为热能,又添加了一道避振屏障。




04

亮点



自由组合优势


“昆仑”(Kunlun)器材架每一层的高低任意定制,只需简单调整不锈钢螺杆与碳纤维管的高度即可。且每一层器材架都是独立的,可以灵活堆叠。基于CNC高精度的加工,以及不锈钢、碳纤维管组成的复合立柱超凡的刚性,即便叠上四五层,也不在话下。根据设计,每一层器材架的负重均可超过100公斤。




05

亮点



低调的奢华


316不锈钢螺母、脚钉、脚垫独有的金属光泽与碳纤维的花纹交相辉映,每一层锻造纹碳纤维隔板外框与斜纹碳纤维交错运用,传递着大道至简的时尚科技感之美。加之锻造纹碳纤维在不同角度、不同光线之下千变万化的折射,使得整个“昆仑”(Kunlun)器材架在低调中彰显炫丽的风采。

过去隐士ESD的器材陈列都没有使用器材架,原来早已在秘密修练之中

五大亮点,近十几个层级的减震设计,依然道不尽隐士“昆仑”(Kunlun)器材架的与众不同之处。通过使用此款器材架,让音响电子器材避免更广泛频率的共振影响,工作在更干净的环境下,进一步确保器材本身的高保真还原能力。去过四川九寨沟的人都会有一种感受:照片呈现的景色远没有身临景区来的震撼。同样,以上展示的“昆仑”(Kunlun)器材架图片,也远远不及其实物本身的美。

总代理:隐士音响 0571-56716296

高度可个性定制29800元/套(三层器材架及配套脚钉)

9990元/层(单层器材架不含配套脚钉)

1200元/套(“昆仑”器材架脚钉)


 
 

新音响 版权所有 新音响电子期刊/杂志/报纸/DM在线阅读系统
订阅电话:020-34714291/13025102525 电子邮件:new_audiophile@vip.163.com
Copyright ©2008-2015 www.new-audionphile All Rights Reserved.
粤ICP备1939819-1号