【排気音からエンジン回転数を測定】　その２　NB16・ブリザード・サベージ　篇

先日のインファーST-USに続き、第2弾！
今回はサベージ、ブリザード、NB１６の
排気音からエンジン回転数を推定してみます。

まずは、先日の朝練のハマさんのサベージから。
記事はこちら


この動画の中の排気音を測定します
↓


前回、測定方法を詳しく書かなかったので
ここで少し説明します。

ビデオで撮影した動画をEDIUSなどの編集ソフトに取り込むと
通常ビデオトラックと同期した音声トラックが存在します。
↓（EDIUSの画面です）



音声トラック部分を拡大すると、
通常このような波形で表示されています。
↓



小さな振幅の小刻みな波が見えます。
これが視覚化された「音の波形」です。

「この波が1秒間に何回振動しているか」
を数えると、その音の周波数が分かります。

ただし、自然界に存在する音は無数の周波数の音の
重ねあわせなので、どんな周波数の成分が
含まれているか計算を行う必要があります。

そこで、
測定したい部分の音が含まれる範囲をリニアPCM・48kHzのWAVEファイルとして
書き出します。

収録したハマさんのサベージ映像の中で最も早いと思われる部分を抜き出してみました。
実際のファイル↓
hamasan.wav(48kHz/PCM)

これを波形解析ソフトなどに取り込んで解析します。
任意の波形に含まれる周波数成分を算出する
「高速フーリエ変換」ができるソフトならばなんでもかまいません。
フリーソフトでもあるようですが、ここではオーディオのマスタリングソフトを
使用します。
↓



高速フーリエ変換（FFT）フィルタをかけて音声を再生すると、
先ほどの波形が周波数と音の強さのグラフに変換されます。
↓



上のグラフからは、「４４０Hz付近に最も大きい音が含まれている」
ことがわかります。
この音がサベージの排気音の主成分と考えられます。
ちなみに８８０Hz付近に「2番目に大きい山」があるのが
わかりますが、これは、880Hz=440Hz x 2 であることからも
わかるように排気音の主成分の「倍音」だと思われます。

倍音とは主成分の音と共鳴する音の成分で、
基本周波数の整数倍の周波数の音をさします。
自然界に存在する音はほとんど倍音をもちます。

周波数がわかれば、

脈動圧力波の周波数＝エンジン回転数[rpm]×気等数÷60
参考ページ

の関係があるので、単純に、

エンジン回転数＝排気音の周波数 ｘ ６０

で算出できます。
（※グローエンジン:気筒数＝１）
（厳密には脈動圧力波と排気音は違うもののようですが‥ここでは近似できると仮定します）

したがってハマさんのサベージのエンジン（OS３０VG）の回転数は

440Hz x 60 = 26400rpm


と推定できます。

OS30VGは有効回転数が4,000〜36,000r.p.m.なので
レッドゾーンまでまだまだ余裕がある状態ということがわかります。


次に‥

京商のブリザードDF-300の排気音を測定してみましょう。

この動画の音声を測定します
↓




まずは、映像が始まってすぐのアイドリング状態を測定してみます。


blizz.wav(48kHz/PCM)

上のアイドリング音声を解析したのがこちら。
↓



最も大きい山が２９０Hzにありますが、この数値だと

290Hz x 60 = 17400rpm

となりアイドリング回転数にしては異常に高い数値になります。

おそらくこれは先ほどの「倍音」と思われます。
２９０Hzの山の隣にもうひとつ１２５Hzほいどの小さい山が存在しますが
これが本来の成分だと考えられます。

カメラの録音特性などで、低い周波数の音は認識できなくなるため
誤差が大きくなりあまりはっきりとした山になりません。

そこで本来の周波数を２９０÷２＝１４５Hzと仮定してみます。
すると

ブリザードのアイドリング回転数＝
145Hz x 60 = 8700rpm
となります。

高めの回転数ですが、たしかにこのブリザードのGS１１は
他のGPカーに比べてアイドリングが高めの印象があるので
妥当な数値だと思います。


つぎに、アラさんと僕の2台のブリザードがフルスロットルで走っている
音声を解析してみましょう。



カメラの前を2台のブリザードが高速で通り過ぎる部分の音声です。
blizz-2.wav(48kHz/PCM)

これを解析すると‥。




二つの山が見事に現れています。

2台分の排気音が含まれていることが明らかです。
しかも右にいくつか続く倍音の山もちゃんと２つあります。
興味深い結果ですね。

これから算出すると、

アラさんのブリザードのエンジン回転数＝
540Hz x 60 = 32400rpm

わたしのブリザードのエンジン回転数＝
450Hz x 60 = 27000rpm

となります。

どちらがアラさんでどちらが私かという特定は
映像を見るかぎり、明らかにアラさんの方が早いからですが、
数値で見ると、かなりエンジン回転数に差があることがわかります。

僕のがかなり甘いセッティングだったようですね。



最後に‥。

先日の朝練で華麗な

「モスキートサウンド」

を披露してくれたアラさんのNB16を測定してみましょう。

この動画の後半に登場するNB１６です。
↓





nb16.wav(48kHz/PCM)

かなり甲高い音です！

結果は‥？




最高値が出ました！
700Hz！

回転数に直すと‥

NB16のエンジン回転数＝

700MHz x 60 = 42000rpm



‥‥‥スゲェ！



こんなに回るんか！！！

って感じですが‥。

あきらかに尋常じゃない速さだったので
そんだけ回っていたんでしょうね‥。

NB16に搭載されている０５エンジンのスペックが
ほんとに40000rpm以上あるのか気になるので
誰かご存知でしたら教えてください‥。





（補足）

移動体の音声解析はドップラー効果を考慮しないといけませんが、
ここではめんどくさいので無視しています。

【排気音からエンジン回転数を測定】　インファーノST-US篇

【朝練】11/17 インファーノST=US

で、アラさんのST-USのYoutube動画を公開していますが、
47秒付近でアラさんがニードルを絞るとエンジン音が劇的に変化しています。

↓これです。


気になったので、
動画ファイルからそれぞれのエンジン音声を抜き出して
波形解析ソフトで解析してみました！

これがその結果です↓



横軸が音の周波数(Hz)で縦軸が音の大きさです。

青色が絞る前のエンジン音、
黄色が絞った後のエンジン音です。

750Hz付近でピークがあるようなので
拡大してみます。↓



ニードルを絞る前（青色）一番最初のピークが４５０HZ付近にあります（before）。
同様に絞った後は５５０Hz付近にあります(after)。

これらがそれぞれのエンジン音の周波数成分と考えられます。

これ以上の高い周波数成分もありますが
これらはマフラーの中で共鳴している「倍音」だと思われます。

エンジン回転数（rpm）はこれらの値に６０をかけた数値なので
それぞれ、

ニードル絞る前(before)のエンジン回転数
　=450Hz X 60 = 27000rpm

ニードル絞った後(after)のエンジン回転数
　=550Hz X 60 = 33000rpm

と推定できます。


GXR28のSPECが分からないのでなんともいえませんが
ビッグブロックのエンジンは大体30000rpmが限界なので
ほぼ妥当な結果だと思います。

アラさんがあの時ニードルをどれくらい絞ったか
分かりませんが実に毎分６０００回転（毎秒１００回転！）も回転数がアップしています。

あの後ST-USのプラグが切れていたらしいのですが、
その理由もうなずけます‥。


ところで今回の結果は

「排気音の周波数はエンジン回転の周波数に等しい」

という仮定を、なんの根拠も無く正しいと仮定しています。

間違ってたらすみません‥。

【バイクRC】タイヨーの新製品！新ジャンル室内モトクロス

今日子どもとトイザらスにいってみると…。

こんなものが出てました！



YAMAHA YZ450FのRCですが、
サイズがさらに小さくなってます！

スケール表記がないのですが
たぶん1/10〜1/12くらい？

「待望のインドアタイプ　モトクロッサー遂に登場！」

というキャッチコピーです。

小さくてももちろんジャイロ搭載。



\3980です。

座布団越えや段ボールでジャンプ台などなど
リビングが即オフロードコースに！！

みたいな遊び方指南もついていて
これは楽しそうです。

今日はかいませんでしたが正月休みは
これで遊ぶのもいいかも。

周波数違いでもうひとつ別のバイクメーカーの
モトクロスも出てるので
２台までならレースも可能のようです。


ちなみにタイヨーのホームページでは
現在バイクのカテゴリが

「現在、ラインナップはございません。」

の表示が出るだけで空白なので
この製品は出来たてホヤホヤの新製品のようです。