Ловец порхающего эха

Пустой концертный зал. На сцену выходит человек. Он хлопает в ладоши, к чему-то прислушивается. Затем вздыхает: к нему обратились слишком поздно. Как всегда.

Профессиональных акустиков в стране единицы. Мало кто про них знает, их мнение редко учитывают те, кто строит театры, храмы и концертные площадки. А зовут акустиков после сдачи объекта - когда оказывается, что он «не звучит». Где-то зрителям ничего не слышно, где-то выступающий глохнет от собственного голоса, а где-то стройное пение превращается в какофонию.

Так вышло с Ростовским музыкальным театром. Его строили три десятилетия, вложили неимоверные средства. Здание похоже на исполинский белый рояль с поднятой крышкой, зрительный зал поражает великолепием: всюду бархат и отделка из ценных пород дерева. Когда здесь предложили выступить Иосифу Кобзону, он, спев пару куплетов, прервал репетицию: «Всё, ребята, сворачиваемся и переезжаем в театр Горького». Несмотря на то, что концертов там проходит много, зрители, даже лишённые слуха, жалуются на плохой звук.

В том же Ростове-на-Дону живёт и работает один из наиболее авторитетных учёных-акустиков России - Межлум Сумбатян. Он рассказал, что же не так с этим музыкальным театром, раскрыл некоторые секреты своей профессии и преподал доходчивый урок патриотизма.

Terra incognita

Жил в Сиракузах правитель по имени Дионисий, жестокий и коварный. Несговорчивых пленных, которые даже под пытками не выдали бы страшную военную тайну, он помещал в специальную пещеру. Узники, оставшись наедине друг с другом, перешёптывались, делились секретами. Но не знали они, что в самом верху пещеры есть слуховое окно, возле которого уютно примостился тиран. И как бы тихо они ни общались, он слышал каждое слово. Это место до сих пор называют «Ухо Дионисия» в честь, возможно, первого в истории практикующего акустика.

Правда, если в крупных пещерах почти всегда звук великолепен, то в человеческих сооружениях всё гораздо сложнее. Современных строителей храмов и театров больше заботит крепость стен и красота убранства. Раньше это компенсировалось небогатым выбором материалов с предсказуемыми свойствами, многовековой традицией и мастерством зодчих. Сейчас строят из чего угодно и как попало. Если в итоге зал «звучит» неправильно – зовут акустиков. Они, как правило, спасают положение. Но главной задачей считают всё же не исправлять огрехи проектировщиков и строителей, а не допускать их. Просчитывать звук заранее.

Акустика помещений – очень молодая наука, где белых пятен больше, чем устоявшихся догм. Межлум Сумбатян занимается в основном именно теоретическими разработками. Мало в какой области осталось столько загадок. Есть, к примеру, в Буэнос-Айресе театр, который по всем законам вообще не должен «звучать». Тем не менее он славится едва ли не лучшей в мире акустикой. А знаменитый La Scala хотя и считается самым крупным в Европе залом с естественным звучанием, значительно проигрывает. На Западе эти свойства изучаются целыми университетами. В России – силами нескольких учёных-энтузиастов.

Однажды Аахенский университет в Германии провёл конкурс компьютерных программ, предназначенных для расчета акустики помещений. Межлум Сумбатян решил в нём поучаствовать. Организаторы удивились не столько тому, что программа попала в пятёрку лидеров, обойдя многие коммерческие продукты (хотя, по признанию самого Сумбатяна, она тогда была ещё достаточно сырой), сколько тому, что вообще кто-то в России всерьёз занимается этой темой.

Ростовского учёного тоже вдохновил факт, что он оказался на практически непаханом поле. В итоге на данный момент у него около двухсот научных работ (две трети из которых опубликованы за рубежом), он иностранный член Академии наук Армении и Американского акустического общества, член Технического комитета Европейского акустического общества по строительной и архитектурной акустике, а разработанная им программа считается одной из лучших в мире.

Глухие залы и православные СНиПы

Вместе со своим московским коллегой Михаилом Ланэ он изучает акустику христианских храмов. Если про католические соборы написаны многие тома, то исследованием звука в православных сооружениях до сих пор никто всерьёз не занимался. А это важно, особенно сейчас, когда строители отступают от канонов православной архитектуры – каждый строит как бог на душу положит.

Профессор Сумбатян умудряется сочетать образ серьёзного учёного и настоящего армянина в расцвете лет. Он объясняет журналистам «на пальцах» тонкости своей профессии, то и дело иллюстрируя свой рассказ историями, чем-то напоминающими кавказские тосты.

— Православные СНиПы? Даже звучит смешно! Между тем наши храмы от католических соборов отличаются не только внешне, но и по звучанию. Если в православной церкви будет так же гулко, как в католической, то никто не разберёт, о чём говорит батюшка. Сейчас люди в храмы потянулись. Только раньше тексты молитв знали наизусть. И гулко – не гулко, все равно было понятно, когда знаешь, что услышать. А теперь, чтобы хоть что-то уяснить, надо хоть что-то расслышать. Основная беда – традиционные для восточной архитектуры своды. Они отражают и фокусируют звук в одной точке. Если в ней окажется священник, он попросту оглохнет от собственного голоса. Недавно открыли церковь святых Саака и Месропа в Краснодаре. Там пришлось изменять кривизну сводов при помощи гипсокартона, чтобы избежать этого эффекта. Правда, мы рекомендовали двойной слой, а получилось сделать только один. В результате оказалось, что глобальная акустика этого храма очень удачная. Это отмечают все: и певцы, и человек, который на органе играет, и сам батюшка. Но локально, в тех местах, где стоят гипсокартонные перегородки, бывают проблемы, которые удалось снять с помощью небольших динамиков. Хотя в идеале, конечно, мы стараемся сохранить естественную акустику. Все-таки, понимаете, какие вы системы искусственные ни поставите, они никогда не заменят естественного звучания.

Учёным часто приходится выступать в роли врачей, к которым обращаются, когда уже слишком поздно. Но они, как правило, всё равно находят выход. Так случилось с Дворцом культуры Ростсельмаш. В ходе его реконструкции со стен посбивали розовый туф, который обладает великолепными акустическими свойствами, и отделали каким-то новомодным материалом. А когда попытались провести презентацию обновлённого зала, в нём оказалось вообще невозможно что-либо расслышать. Чтобы спасти положение, владельцы обратились к профессору Сумбатяну. Он вышел на сцену и…

— Да, иногда даже приборов не нужно. Ты хлопаешь в ладоши, а по помещению разносится такое «пух-пух-пух-пух». Этот эффект называется порхающим эхом. Я сказал директору, что надо менять отделку стен. Он возмутился: мол, ничего менять нельзя, у нас работы завершены, кресла, вон, бархатные… Тогда мы предложили установить в задней части зала панели из звукопоглощающего материала, а стены увесить плотными портьерами. Порхающее эхо убрали, гулкость снизили. Конечно, идеальным звучание не сделали, но для этих условий – когда всё сделано неправильно, а переделывать тоже отказываются – мы сработали неплохо. Но волшебников же не бывает на свете, да?

В итоге мы вернулись к Большому музыкальному театру Ростова. Ситуация с ним оказалась похожая. Про акустику вспомнили уже перед окончательной отделкой и сдачей. Вызвали тогда из Москвы Михаила Ланэ. Он сказал, что зал переглушен, и рекомендовал сделать жёсткие сиденья, чтобы исключить дополнительное поглощение звука. Его, конечно же, не послушали, кресла обили бархатом, а стены отделали таким количеством дерева, что у зрителей возникает ощущение исполинской сауны. Вообще дерево – благородный материал, если его с умом применять. У него тембр красивый. Но есть одно свойство: если остальные отделочные материалы больше поглощают высокие звуки, то дерево сильнее гасит басы. И вот сопрано там великолепно звучит, но низкие мужские голоса совершенно теряются.

Не все обследования выносят залам приговор. Иногда результаты акустических измерений существующих залов, наоборот, приятно удивляют. Так, изучение Большого зала Ростовской филармонии показало, что без существенных переделок в зале можно установить орган.

— Орган требует эффекта объемного пространства. Поэтому основной акустический параметр, который определяет возможность установки этого инструмента, это время реверберации, или, другими словами, скорость затухания звука в помещении. Для органа нужно, чтобы этот параметр был повыше, иначе он теряет свою красоту.

В Ростовской филармонии по всем показателям этот орган мог бы быть достаточно большим, кроме того, это был бы первый орган в истории города. Осталось найти спонсора для реализации грандиозного проекта.

Пламенный мотор

Кроме акустики помещений научные интересы Межлума Альбертовича распространяются и на аэроакустику. На нее ученый обратил пристальное внимание, когда заметил, что авиарейсы из России перестали принимать в европейских аэропортах, расположенных близко к крупным городам. Оказывается, многие старые самолеты слишком сильно шумят при посадке. Французская авиастроительная компания Airbus создала целое акустическое подразделение, которое старается сделать новые модели более тихими. В одном из международных проектов, организованных этой фирмой, участвовал Сумбатян вместе с московскими коллегами.

Вообще аэроакустика – вещь глобальная. И интересуется не только самолётами, но и, к примеру, альтернативной энергетикой.

— Дело в том, что сейчас ветряные станции начинают очень сильно приближать к населенным пунктам. Почему? Потому что некоторые населенные пункты, сильно удаленные от крупных городов, фактически с помощью них могут иметь энергонезависимую систему обеспечения. Понимаете? Но у «ветряков» низкий КПД, и их желательно максимально приблизить к поселку. А как только вы начинаете приближаться, сказывается уровень шума. И вот эта акустическая структура звукового поля требует, конечно, очень аккуратного расчета.

Здесь решаются так называемые обратные задачи акустики: какой должна быть форма лопасти ветряка, чтобы он обладал наибольшим КПД при наименьшем уровне шума. От желаемого результата - к необходимым параметрам объекта исследования. Чем точнее будет решена эта задача, тем выгоднее будет переходить на экологически чистую энергетику.

Экспериментальный факт Бога

У каждого состоявшегося учёного, который при этом умудрился не пополнить ряды русскоязычной эмиграции, есть свой рецепт выживания. Когда мы поднимаем эту тему, Межлум Сумбатян отвечает уже в роли не профессора, а этакого кавказского мудреца.

— Тут дело такое. Незаменимых людей-то, в сущности, нет. На любом административном или научном посту может найтись кто-то, кто сделает мою работу лучше меня. Но есть только одно место на Земле, где меня никто не сможет заменить – это моя семья. Понимаете? А что касается науки в нашей стране, то я всё же оптимист. Будь здесь всё совершенно беспросветно, а впереди катастрофа – то есть если бы я это чувствовал, – то давно бы взял семью и уехал куда-то. Развитие идёт, так или иначе. И я считаю, что в нужном направлении. А раз так, то я могу здесь пускать корни: вот и трое детей, двухэтажный дом построил, плюс жена, которую ты любишь. Что еще нужно мужчине, я не знаю.

Ещё двумя вещами он отличается от стереотипного учёного: существование Бога Сумбатян называет экспериментально доказанным фактом, а молодое поколение не считает более тупым. Если первое он оставляет, как есть (всё-таки вопрос сугубо личный, себе он всё доказал, но другим не навязывает), то второе утверждение снова иллюстрирует на манер кавказского тоста.

— Вот, допустим, лет 30 тому назад, чтобы быть владельцем легкового автомобиля, нужно было как минимум в устройстве двигателя разбираться. Потому что он так часто ломался, что если человек сам не мог его отремонтировать, то был обречен на то, что ездить он не будет. Сейчас садятся молодые девушки симпатичные, они даже, наверное, не представляют, как работает этот автомобиль. Их интересует именно среда пользования. Вот то же самое и здесь. Молодёжь хуже владеет классической математикой. Но владеет компьютером и интернетом. Они знают такие вещи, которых не знали мы. У них другие методы расчетов, другой подход к исследованиям. Но это не значит, что они хуже. Просто они другие.

Вот так и живёт учёный-акустик с мировым именем в провинциальном мегаполисе с огромным «глухим» музыкальным театром, с забитой, но не исчезнувшей наукой и с неистребимой верой в будущее. Растит дочерей, делает домашнее вино и продолжает фундаментальные исследования в акустике. А ту программу, которая в своё время поразила немецких коллег, он доработал, выпустил коммерческую версию. Правда, покупают её всё больше на том самом Западе. Но он упорно верит в отечественную науку:

— Я не могу сказать, что вообще ничего не делается. Какие-то подвижки последние годы наметились. Если, скажем, при Ельцине вообще никто не произносил даже слова о том, что это нужно развивать, то сейчас хотя бы начали говорить. Стали появляться слова. Ну а, как известно, вначале было слово, да?

Станислав МАСЛАКОВ, Евгения АНОПРЕНКО