我接到一家醫療器材製造商開發主管的電話。
我們的氧氣濃縮器能將噪音降低到38 dB（A）嗎？ 電流限制低於50 dB（A），內部說明「不能再多了」。
電話那頭的聲音是個已經為這個問題奮鬥超過十年的人。
50 dB（A） 與 38 dB（A） 之間的差異為 12 dB。 放大時，聽覺感知中的聲壓相差約4倍。 目標是讓放置在距病床一公尺的深夜病房中，讓裝置安靜到與午夜的黑暗噪音無異。
「我會來聽你的故事，」我回答。 當時，我完全沒有具體的計畫從哪裡開始。
消除振動源的想法
我在醫療器材製造商的測試室待上的第一個月，完全是測量震動和噪音。 每次活塞式壓縮機壓縮時，裝置內部會發生什麼——活塞加減所產生的動能、傳遞該力的曲柄機構、支撐機構的底座、底座所支撐的櫃體，以及箱體表面振動周圍空氣時所發出的輻射聲。 數據顯示，每個連結處的聲壓都會被放大。
這家製造商迄今所做的是「切斷傳動振動路徑」。 防震橡膠、吸音材料、雙層櫃子、主動降噪控制。 但那時我已經相信了。
「除非振動源被物理消除，否則無法降低12分貝，」他說。 只要活塞往復運動持續產生結構振動，無論傳動路徑多窄，終究會達到天花板。 這才是50分貝牆的真實本質。
「我們來這裡是為了創造其他公司無法製造的設備。」
在第一次會議中，我對開發主管說了以下話。
「利用我們完全旋轉的平衡圓柱裝置，我們將活塞的往復運動物理轉換成均勻旋轉。此方法將慣性力本身幾乎降至零。 「這是一個經過20年開發的專有機制，我們在國內外都取得了專利。」
「不過，你需要根據你的產品需求進行客製化：壓縮機處理的氣體（氧氣）、流量（每分鐘5公升）、壽命（24小時、全年365天、10年）以及尺寸限制（可放入現有櫥櫃）。 在符合所有要求的同時，我們目標噪音為38 dB（A）。」
「所以你的意思是你要去做，對吧？」 好，我會的。
那天晚上我有點驚訝，因為我立刻回答：「我會的！」 即便如此，我還是沒能下車。 我沒能下線的原因不是因為技術優勢，而是我一直無法忘記，如果這裝置能變得更安靜，全球病房的睡眠品質將會改變。
14個月內發生了什麼事
客製化設計需4個月，評估測試需8個月。 過程中，我倒帶了兩次設計。 第一次是在原型機特定旋轉速度下，基區出現自然振動與共振點，花了三週時間找出原因，兩週處理。 第二次則是長期連續運作的零件磨損數據未達壽命要求。 第二根曲軸的材質改為不鏽鋼，使用了4週。
程序被延遲了。 成本飆升。 這個階段可能導致撤軍決定。
然而，製造商的開發經理非常堅持不懈。 「請給我們看數據，」「請透過更改測量條件重現它們，」「我們會把這些帶回公司內部」——他們繼續一起閱讀資料。 我們都是技術專業人士。
實驗室測量的數值
最終，目標被超越。
- 雜訊（1 公尺距離）：52 dB（A） → 38 dB（A）（-14 dB）
- 振動加速度（安裝面積）：0.18 m/s² → 0.04 m/s²（-78%）
- 能源消耗：-38%
- 持續運作溫度上升：+35°C → +8°C
結論——是誰做出了「不可能」的決定？
在這個專案中，有一句話我常常浮現在腦海。
在我們公司內部，這個目標值被視為不可能達成
十年前，當製造商內部認為不可能時，這個決定或許並非錯誤。 然而，審判即使如此，依然存在。 「這是不可能的」這句話會傳給下一代工程師，成為沒有人嘗試的主題。
在科技界，有許多案例是「過去的判斷縮小了目前的選擇範圍」。 在 Air Surf，我們希望成為一家從物理學角度重新審視「過去不可能」的公司。
如果有人正為一個被告知「不可能」的問題而掙扎，請隨時與我們分享你的想法。 物理機制自十年前以來沒有改變，但選項改變了。
作者簡介
Air Surf 有限公司首席研發官 多年來從事電力技術的研發。