Sifflet

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Contexte

Un sifflet est un dispositif simple qui produit un son lorsque l'air est forcé à travers une ouverture. Leur souffle fort et attirant rend les sifflets essentiels pour les policiers et les arbitres sportifs. Ils peuvent sauver des vies lorsqu'ils sont utilisés par des sauveteurs, des campeurs perdus ou des victimes d'actes criminels. D'innombrables organisateurs et dirigeants, allant des enseignants aux tambours-majors, les utilisent pour attirer l'attention et faire preuve d'autorité.

En plus de ceux soufflés par les humains, les sifflets actionnés mécaniquement servent à plusieurs fins. Par exemple, une forme de sifflet peut mesurer le débit d'un fluide dans un processus de fabrication et même contrôler le débit de fluide. Les sifflets peuvent signaler la fuite d'une sorte de gaz, la bouilloire à thé ordinaire étant l'exemple le plus simple. Les sifflets qui sont activés lorsqu'un filtre est bouché ont été conçus pour une variété d'appareils, y compris les fours domestiques, les convertisseurs catalytiques d'automobiles et les sèche-cheveux.

L'aérodynamique complexe est impliquée dans le fonctionnement d'un sifflet. Dans la conception familière connue sous le nom de sifflet de police américain, l'air soufflé à travers l'embout buccal descend un tube rectangulaire jusqu'à ce qu'il rencontre une fente au sommet du sifflet. Le bord éloigné de la fente divise le flux d'air en deux parties. La partie supérieure est déviée vers le haut en boucles comme l'écorce d'un fruit, formant des vortex d'air tourbillonnants. Ce flux tourbillonnant provoque des vibrations dans l'air au-dessus de la fente, générant des ondes sonores. La partie inférieure de l'air entrant est déviée vers le bas dans la chambre en forme de tonneau du sifflet, où il tourbillonne autour de la paroi incurvée jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau le sommet. Il pousse ensuite à travers la fente et renforce les vibrations causées par la couche supérieure tourbillonnante du flux d'air.

Un tel sifflet n'a pas besoin de boule dans la chambre pour produire un son efficace. Cependant, si une bille est présente, elle tourbillonne également à l'intérieur de la chambre, bloquant et débloquant alternativement une partie de la fente de sortie. Cette action produit une alternance de tonalités gazouillantes qui rend le son du sifflet plus accrocheur.

Les sifflets dits « sans pois » fonctionnent sans la présence de bille dans la chambre. Souvent, ils utilisent une combinaison de formes de chambre pour produire plusieurs tons qui rendent le son du sifflet plus audible que d'autres bruits tels que les acclamations de la foule ou le vent hurlant. L'un de ces sifflets est conçu de manière à ce que les différentes tonalités soient produites en déphasage les unes par rapport aux autres, s'annulant et se renforçant alternativement, pour produire un effet de trille.

Divers fabricants prétendent produire « le sifflet le plus fort du monde ». L'intensité sonore objective est basée sur une note en décibels, qui peut être mesurée pour chaque sifflet ; les plus forts produisent un son d'environ 120 décibels. Les évaluations subjectives de l'intensité sonore reflètent le fait que certaines hauteurs de son semblent être plus fortes que d'autres, même au même niveau de décibels. Ainsi, dans une arène intérieure bruyante, un sifflet plus aigu peut sembler plus fort qu'un sifflet plus grave qui a un indice de décibel légèrement plus élevé.

Historique

Les sifflets en os ou en bois sont utilisés depuis des milliers d'années à des fins spirituelles, pratiques et de divertissement. L'un des sifflets les plus distinctifs est le tuyau de manœuvrier utilisé à bord des navires de guerre pour émettre des ordres et saluer les dignitaires. Il a évolué à partir des tuyaux utilisés dans la Grèce antique et à Rome pour garder le coup des galériens. Une version médiévale a été utilisée pendant les croisades pour rassembler des arbalétriers anglais sur le pont pour une attaque. Le modèle actuellement produit par la Acme Whistle Company de Birmingham, en Angleterre, a été fabriqué pour la première fois en 1868 par le fondateur de la société, Joseph Hudson.

L'ère moderne de l'utilisation du sifflet a commencé en 1878, lorsqu'un arbitre a sifflé pour la première fois lors d'un événement sportif. Hudson, un outilleur fasciné par les sifflets, a fabriqué un instrument en cuivre qui a été utilisé lors d'un match au Nottingham Forest Soccer Club. Ce dispositif s'est avéré supérieur au signal habituel de l'arbitre en agitant un mouchoir.

En 1883, la police de Londres a fait savoir qu'elle cherchait un autre générateur de bruit pour remplacer le hochet à main lourd et encombrant que les officiers utilisaient. Hudson a inventé un sifflet léger et compact qui produisait deux tons discordants qui pouvaient être entendus sur plus d'un mile. Il a été immédiatement adopté et le même design est toujours utilisé aujourd'hui.

L'année suivante, Hudson a inventé le « sifflet à pois ». Le mouvement d'une petite balle enfermée dans la chambre à air du sifflet produit l'effet de trille familier maintenant communément associé aux sifflets américains de la police et des arbitres. Le sifflet à pois reste le type le plus vendu au monde.

Matières premières

Les sifflets fabriqués sont en métal ou en plastique. Les seuls sifflets métalliques fabriqués aux États-Unis sont en laiton (un alliage de cuivre et de zinc); le fait qu'ils soient nickelés ou chromés donne lieu à une idée fausse commune selon laquelle ils sont en acier. Le laiton est utilisé en raison de la même tonalité et des mêmes qualités de résonance qui le rendent efficace dans les instruments de musique. Parce que le laiton est un métal relativement cher, ces sifflets se vendent environ 3 $.

Malgré la terminologie courante, la balle contenue dans les sifflets à pois est en fait en liège (sauf pour les versions en plastique bon marché). American Whistle Corporation a développé un matériau de liège synthétique qui se comporte à tous égards comme du liège naturel, sauf qu'il n'absorbe pas l'humidité. Cela aide à empêcher la balle de rester coincée à l'intérieur du sifflet et de ne pas tourbillonner librement.

Parce que les sifflets en métal sont durs et sujets à des fluctuations de température par temps très chaud ou froid, les embouts en caoutchouc sont fabriqués en tant qu'accessoire optionnel. En plus de fournir une prise buccale rembourrée et une température confortable et fiable, l'accessoire fournit également un mécanisme pour ajouter de la couleur au sifflet en métal.

Les sifflets en plastique ont été fabriqués pour la première fois en Grande-Bretagne en 1914, après l'échec des tentatives précédentes de produire un modèle satisfaisant à partir de vulcanite (caoutchouc durci). Cela a permis des variations de conception et des couleurs qui sont devenues populaires auprès des consommateurs. Les composants des sifflets en plastique modernes peuvent être collés ou soudés par ultrasons.

Le processus de fabrication

Le processus suivant est utilisé pour fabriquer le type de sifflet en métal couramment associé aux applications militaires, policières et sportives américaines.

1. Les feuilles de laiton sont déroulées à partir de bobines d'alimentation et introduites dans des machines d'estampage. Les flans sont découpés à l'emporte-pièce pour les trois pièces principales du sifflet :le tube d'entrée d'air rectangulaire, la chambre en forme de tonneau et un raccord pour l'arrière du sifflet qui tiendra un anneau auquel l'utilisateur peut attacher un cordon (cordon) . Différentes qualités (duretés) de laiton sont utilisées pour les deux principales pièces fonctionnelles du sifflet.
2. Les pièces passent par une série de matrices d'emboutissage et de presses qui effectuent une progression d'opérations de découpe et de pliage pour leur donner les formes requises. Le nom de l'entreprise (ou le logo personnalisé d'un client) est estampé sur ce qui deviendra le haut du sifflet.
3. Des machines conçues sur mesure maintiennent les trois parties du sifflet en place Les flans de sifflet à pois sont découpés à l'emporte-pièce pour les trois pièces principales du sifflet :le tube d'entrée d'air rectangulaire, le canon -chambre en forme, et un raccord pour le dos du sifflet qui tiendra un anneau auquel l'utilisateur peut attacher une lanière (cordon). tandis que la soudure est appliquée sur les joints et l'assemblage est chauffé, scellant les pièces ensemble.
4. Chaque sifflet est monté dans une autre machine, où une ponceuse vibrante lisse la surface extérieure jusqu'à une finition de pré-plaque.
5. Un placage de nickel ou de chrome est appliqué à l'extérieur du sifflet.
6. La boule de liège est insérée dans le sifflet. Une machine comprime le bouchon et le tire à travers la fente au-dessus du sifflet. Une fois à l'intérieur, le bouchon reprend sa forme d'origine, le rendant trop gros pour tomber par la fente.
7. Un anneau de lanière en métal est inséré dans le support à l'arrière du sifflet.
8. Les sifflets standard sont emballés dans une bulle en plastique attachée à un support en carton. Des versions plus chères, pouvant être utilisées comme cadeaux ou récompenses, sont montées dans une boîte en plastique ou une caisse en bois.

Innovations

À l'exception des touches cosmétiques comme un sifflet de sécurité plaqué or, gravé de roses et clouté de zircone cubique pour un être cher, les sifflets en métal fabriqués par l'American Whistle Corporation n'ont pas considérablement changé au cours des 40 dernières années. De même, le sifflet de police tubulaire de style européen sans pois d'Acme Whistle Company est le même modèle qu'il produit depuis plus de 100 ans. Les dessins sont classiques.

D'autre part, les inventeurs continuent de développer de nouveaux types de sifflets. En 1987, Ron Foxcroft, un arbitre canadien de basket-ball, a inventé un sifflet en plastique sans pois qui produit un sifflement semblable au sifflet traditionnel de style arbitre. En 1992, la All-Weather Safety Whistle Company a été fondée pour La boule de liège est insérée dans le sifflet. Une fois à l'intérieur, le liège reprend sa forme initiale, le rendant trop gros pour tomber par la fente. Lorsque l'air et la boule de liège entrent en collision, cela produit l'effet de trilles familier. fabriquer et commercialiser un sifflet inventé par Howard Wright, un dentiste américain; ce sifflet inhabituel est conçu pour fonctionner même sous l'eau.

Les demandes de brevets américains révèlent des adaptations ingénieuses de sifflets pour un éventail ahurissant d'applications. Certains sont développés pour répondre à des besoins sérieux, comme un appareil qui émet une tonalité d'alarme lorsqu'il y a un débit de gaz insuffisant dans un appareil d'anesthésie. Certains servent à des fins pratiques de moindre importance, comme un capteur qui siffle lorsqu'un morceau de viande a été cuit à la cuisson désirée. Certains sont purement divertissants, comme une confiserie glacée avec un sifflet intégré. Et certains sont polyvalents, comme l'appareil de refroidissement instantané pour une canette de boisson qui non seulement refroidit le contenu lorsqu'il est activé, mais expulse également un gaz coloré tout en émettant un sifflement amusant.