这个重要声学难题，中国科学家解决了！ | 科技自立自强之路
在会议大厅
人们希望语音流畅、清晰可闻
在音乐厅
人们希望余音绕梁、三日不绝
到了剧院影院
人们又希望声效逼真、身临其境
不同建筑场所需要不同的音质和吸声设计
而提到吸声结构
就绕不开中国现代声学的重要开创者和奠基人、
中国科学院院士、
中国科学院声学研究所（以下简称声学所）
研究员马大猷
1966年，马大猷提出微穿孔板吸声结构设想
后来将其理论分析发表在《中国科学》杂志上
这在国际上掀起了一场吸声材料的革命
也成为了中国现代声学迈向国际的关键一步
1992年，根据这一理论
中国科学家解决了德国议会大厦的声学难题
如今，在人民大会堂等重要建筑中
随处可见微穿孔板结构的身影
马大猷的研究起点可以追溯至1965年
我国研制人造卫星的计划（“651工程”）开启
发射人造卫星离不开运载火箭
而火箭噪声又不可避免
噪声会使火箭蒙皮出现声疲劳、损坏仪器设备
当时普遍采用穿孔板加吸声材料进行降噪处理
人们在板材上均匀地开一些厘米级的孔，即穿孔板
再将玻璃棉、矿渣棉等材料固定在板材后
可到了火箭发射的地下竖井中
这种办法完全行不通
发射伴随着
高温、烈焰、高压、高湿和腐蚀性气体
顷刻间就会使吸声材料化为乌有
负责卫星声环境实验的马大猷
在考察甘肃酒泉的发射基地后
急于开展吸声结构研究
一有时间他就思考：
玻璃棉等多孔性材料本身就是宽频带吸声材料
何必多此一举，再加穿孔板？
穿孔板有时只是发挥保护面板的作用
能否一反常规，使穿孔板本身解决吸声问题？
研究证明
穿孔板结构的孔径越大、声阻抗越小
反之声阻抗越大
而它的声质量大致只和穿孔率有关
因此，通过控制孔径大小和穿孔率
就可以控制其声阻抗和声质量
进而控制穿孔板的吸声效果
经过反复推演
马大猷提出了“微穿孔板”结构的概念：
把孔径减小到丝米级（1丝米等于0.1毫米）
就可以获得足够的声阻抗
使其成为良好的宽频带吸声结构
不需要另加多孔性材料
他判断
在任何板材上打出微孔都能达到吸声的目的
后来马大猷带领着科研人员
试验了多种板材、多种厚度和多种孔径的吸声效果
最终发现
当不锈钢板厚1.5毫米、孔径1毫米
穿孔率为1%～2%时吸声效果最佳
能够实现“三耐”
（耐瞬时高温、耐潮湿、耐强气流冲击）
马大猷将这些理论分析和实验报告
上交给相关部门后
微穿孔板吸声结构投入实际应用
换了特殊板材同样获得成功
1975年，马大猷将多年成果撰写成论文
题为《微穿孔板吸声结构的理论和设计》
发表在当年复刊的第一期《中国科学》上
即便推迟了近10年才得以正式发表
微穿孔板理论依然是领先世界的吸声理论
马大猷曾说：
“对于国家战略需求
我们不仅全力以赴提供技术支撑
还无偿提供应用样品
国家战略需求能够想到我们
就是对我们最大的厚爱。”
1999年
人民大会堂万人大礼堂需维修改造
在马大猷微穿孔板吸声结构理论基础上
他的学生们提出了改建音质设计的方案
照此方案实施后
人民大会堂维修改造工程指挥部认为
万人大礼堂音质有很大改善
语言清晰度大幅提高！
除了国内工程实践的应用
微穿孔板吸声结构还挽救了德国议会大厦
1992年12月，德国兴建起一座新的议会大厦
为了充分体现开会的透明度
大厦四周全部采用透明玻璃
可是举行第一次会议时
议长仅说了一句话，扩音喇叭就没了声响
这座新议会大厦耗资2.7亿马克
（约合人民币13.5亿元）
却无法解决扩声系统问题
一度成为德国工程界的丑闻
当时恰逢查雪琴等几位中国学者在德交流
发现是由于声音被表面光滑玻璃墙壁不断反弹
产生了声聚焦现象
导致扩声系统自动锁闭
在马大猷微穿孔板吸声结构理论指导下
她们经过研究和测量
在大厦四周的透明玻璃上
打出3万个孔径为0.8毫米的微孔
最终解决了议会大厅的声学难题
如今
声学所的科研人员们
站在马大猷等前辈的肩膀上
在不断拓展着微穿孔板结构的理论与应用边界
相信他们将会取得越来越多的原创性突破！
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