Dr. Balogh Géza az elektorakusztika szakterületen kimagasló kutatási, tervezői tevékenységéért 2017-ben Gábor Dénes-életműdíjjal, 2020-ban kimagaslóan sikeres feltalálói tevékenységéért Jedlik Ányos-díjjal tüntették ki, korábban pedig három alkalommal a Kiváló Feltaláló Arany fokozatát nyerte el. Tulajdonosa a Békésy György-díjnak, amit az Optikai, Akusztikai, Film- és Színháztechnikai Tudományos Egyesület ítél oda az akusztika szakterületen kimagasló eredményt nyújtó tagjainak. A kiváló szakember az MMK Akusztikai Tagozatának egyik megalapító tagja.
Tervezői, fejlesztői tevékenysége mellett több mint húsz éven át oktatta a mérnökök következő nemzedékét, részt vesz az MTA Akusztikai Osztályközi Bizottságának és a Magyar Mérnöki Kamara Akusztikai Tagozatának, az amerikai Audio Engineering Society Magyar Tagozatának munkájában. Az Optikai, Akusztikai, Film- és Színháztechnikai Tudományos Egyesület tudományos bizottságának elnöke. Megszerezte a műszaki tudomány kandidátusa és az egyetemi doktori fokozatot. Az MTA köztestületének tagja. Ez a jelen. Utaltak a kezdetek ilyen mértékű kiteljesedésre?
Ha kezdetek, akkor a gyermekkori – szüleim által támogatatott – műszaki érdeklődésem után a szegedi Radnóti Miklós Gimnáziumot és tanárait kell elsőként említenem, ahol kiemelkedő eredményeket értem el reál tárgyakból. Ezt követően egyenes út vezetett számomra a Budapesti Műszaki Egyetemre, ahol kiváló oktatóim voltak. Simonyi Károly neve nem csupán a mérnökök világában lehet ismerős, de mindenképpen meg kell említenem az átviteltechnikát oktató dr. Géher Károlyt, és akusztika tanáraimnak, dr. Tarnóczy Tamásnak és dr. Barát Zoltánnak is köszönetet kell mondanom.
Egy sikeres életpályán általában meghatározó az első komolyabb, stabil munkahely szerepe. Így volt ez az ön esetében is?
Jól sikerült a diplomatervem 1964-ben, amelynek témája egy dinamikus mikrofon volt. A konstrukcióm több szakmai újdonságot tartalmazott. A híre eljutott a Budapesti Elektroakusztikai Gyárhoz (BEAG), ahol jó akusztikus szakembert kerestek, és végül szó szerint kivásárolt a Telefongyártól, kifizették az ösztöndíjam teljes összegét, amit egyetemi éveim alatt kaptam a gyártól. Örültem ennek, már csak azért is, mert Barát Zoltán tanárom javasolt, és a gyárat olyan ismert mérnökök fémjelezték, mint Lamoth Emil, Huszty Dénes. A BEAG-ban végzett munkát igazi jutalomként éltem meg. Egy teljesen új 22mm átmérőjű lengőtekercses dinamikus elektroakusztikai átalakító családot terveztem, melynek moduláris felépítése és korabelileg kifejezetten kismérete technológiai újdonságnak számított. Kifejlesztettem egy akusztikai impedancia mérőt, amellyel az átalakító elemeinek akusztikai paraméterei már a beépítés előtt ellenőrizhetőek, nem a késztermék végellenőrzésekor derül ki, ha hibásak. A modularitás és az akusztikai impedancia ellenőrzés azt eredményezte, hogy nagyszériában, költséghatékonyan – több százezres darabszámban – lehessen gyártani. Az első ilyen gyártmányunk egy modern HiFi fejhallgató volt, ami újdonságnak számított, mert Magyarországon korábban nem, vagy csak importból lehetett beszerezni. A második egy közszükségleti mikrofon, a harmadik pedig szintén első hazai gyártású termékként egy dinamikus kardioid stúdiómikrofon. Ezekben a gyártmányokban több szabadalmam testesült meg.
Mára hány találmány fűződik a nevéhez?
Tizennyolc találmányom van, ezek több országban további hetven szabadalmat eredményeztek. Elektroakusztikai átalakítók, irányfüggő hangdetektálás, később a hangirányítása – közöttük a kardioid hangsugárzók megvalósíthatósága – voltak a legkedvesebb kutatási témáim, de vizsgáltam a hangterjedését nagytávolságban, csillapított és csillapítatlan szabad- és zárttérben. Foglalkoztam különböző alakzatok diffrakciójával, az akusztikai impedancia mérési lehetőségeivel. Az elvi eredményeimet szabadalmaztatott gyakorlati megvalósítások követték. A legjelentősebbeknek ezek közül a kardioid stúdió-ellenőrző hangsugárzókat (pl. HEC90, HEC45), a nagyteljesítményű, horizontálisan kardioid, vertikálisan nyalábolt irányítású hangoszlop típusokat, közöttük a HTP90, illetve HTP91 fejlesztését tartom. Az említett hangoszlopok a moduláris felépítésükkel előhírnökei voltak a mai line-arrayeknek. Időnként elkalandoztam más fejlesztési, kutatási területekre is. Kifejlesztettünk időmultiplex infravörös hangátviteli rendszereket, például tolmács- és konferenciarendszereket vezetékes és vezeték nélküli változatban, digitális és analóg kivitelben is. Nagyon érdekelt az akusztikai gerjedés fizikája és ennek elektronikus csökkentése. Szabadalmaztatott eljárást dolgoztunk ki, amellyel hatékony gerjedést csökkentő berendezést fejlesztettünk és gyártottunk. Az irányított kardioid hangsugárzóinkkal és az elektronikus gerjedésgátló berendezéseinkkel gerjedés mentes stabil működésű hangrendszereket terveztünk. Többek között ezekkel az eszközökkel terveztük a moszkvai olimpiai stadion hangrendszerét is. Az 1980-as évek végén, a felhalmozott tapasztalatok birtokában kidolgoztam egy elosztott paraméteres 3D modellt, illetve tervezőszoftvert, amellyel akár irányított, több hangkapuval rendelkező elektroakusztikai átalakítókat is nagy pontossággal lehet modellezni és tervezni. Ebben a témakörben készítettem a kandidátusi értekezésemet is. Később ezzel a módszerrel terveztem meg az Intertonban több termékcsaládot és dolgoztam ki több találmányt is.
Tekintélyes lista. Hogyan sikerült mindezekre időt szakítani?
Ahogy haladtam felfelé a ranglétrán a BEAG-ban egészen a fejlesztési főosztály vezetői tisztségig, egyre kevesebb idő maradt a saját tudományos munkáimra. Pedig éppen arra voltam büszke, hogy a gyakorlati mérnöki munka mellett tudományos eredményeim is voltak. Attól kezdve, hogy vezető lettem, hazavittem majdnem minden tervező és tudományos jellegű munkát és csak este tudtam velük foglalkozni. Nagyon hálás vagyok a családomnak, elsősorban a feleségemnek, hogy mindezt megtehettem, mert sok egyéb teendő alól tehermentesített. Több közös munkánk is volt, mert ő is mérnök-akusztikus volt. Nemcsak értékelte a munkámat, hanem segített is benne. Ez az én egyéni szerencsém, a későbbi sikereimhez is nyilván hozzájárult.
Az előbb említette a Luzsnyiki stadiont. Tudna erről részleteket mondani?
A stadionok hangosítási problémáival már 1966-ban, a BEAG fiatal konstruktőreként kapcsolatba kerültem. A moszkvai Lokomotív stadionján dolgoztunk ekkor, 1967-ben adtuk át. Sok-sok hazai és külföldi létesítmény, stadion hangosítási munkái, közöttük a Népstadion hangrendszerének felújítása után 1980-ban a BEAG elnyerte az olimpia hivatalos szállítója címet. Megtisztelő és nagy feladatot kaptunk. Ennek során elsősorban a Luzsnyiki olimpiai stadion hangosítási rendszerének tervezési és kivitelezési munkálatait kellett elvégeznünk, emellett uszodákat, birkózó és egyéb termeket szereltünk. Tallinban is dolgoztunk, a tengeren rendezett versenyek helyszínén. Az utasító rendszertől kezdve a keverőasztalokon keresztül az erősítőkig és hangsugárzókig mindent a saját gyártmányunkkal terveztünk, szereltünk és adtunk át. A százezer fős Luzsnyiki stadion lelátóit és pályáját a már említett HTP91 kardioid hangoszlopokkal jól érthetően, visszhangmentesen hangosítottuk.
Mai füllel hogyan értékelné az akkori hangzást?
A kérdés jogos, mivel mindez negyven éve történt. Nemrég meg is néztük az Interton munkatársaival, hogy vajon milyen hangzást biztosítottunk annak idején. A korabeli tervezési adataimat szerencsére a füzeteimben még megtaláltam. Ezeket felhasználva az Intertonban a mai számítógépes technikával már modellezni tudjuk, amihez annak idején csak ceruza és logarléc állt rendelkezésre. A lelátói hangnyomás térképszerű eloszlását kollégáimmal elkészítettük. A hangeloszláson kívül a hangerősségét, a hangszínezetet, azaz a frekvenciamenetet is megvizsgáltuk. Annak idején még beszédérthetőséget mérőműszer nem volt, de ma már azt is megvizsgálhatjuk. A lelátókon átlagosan 98dB direkt hangot, 80Hz–12kHz széles sávot, valamint igen jó beszédérthetőséget (STI 0.7) állapítottunk meg. Tehát nem ok nélkül írta a korabeli sajtó, hogy hangversenyteremmé változtattuk az olimpiai stadiont.
Meddig dolgozott a BEAG-ban?
Egészen a bezárásig. A fénykorában háromezer főt foglalkoztató BEAG felszámolása a kilencvenes évek elején komoly csapás volt a hazai akusztikai tervezés és kivitelezés számára. Sokszor kérdezik, hogy a nyugati eszközökhöz képest milyenek voltak az általunk gyártottak. A válasz egyszerű: többnyire azonos színvonalúak és versenyképesek.
A BEAG felszámolása nagy megrázkódtatást jelentett a magyar elektroakusztikai iparnak. Innen kellett újrakezdeni. 1990-ben megalapították az Interton-t. A vállalkozás mit tudott megőrizni, vagy hasznosítani a BEAG hagyományaiból?
A gyökereink valóban visszanyúlnak a BEAG-ban megszerzett szakmai tudáshoz. A szakmai tudást, jártasságot a nagy projektekben, és a vezetői gyakorlatot tudtam „átmenteni”. Hazánkban megszűnt az elektroakusztikai ipar, így a szakmában nem volt munkalehetőség, azt magunknak kellett megteremteni. Kényszervállalkozó lettem. Több cég alapításában vettem részt, ezek közül az Interton bizonyult a legéletképesebbnek. Az Interton alapítói a BEAG-ban akkor, vagy korábban dolgozó akusztikusok voltak. Rajtam kívül feleségemet, illetve Illényi Andrást és Vicsi Klárát említem meg. Előbbi kettő sajnos már nincs az élők sorában. Kezdetektől fogva kerestük a problémás projekteket, amelyek nagy szakértelmet igényelnek. Ilyenek a visszhangos termek, terek, a nagyméretű külső területek, az összetett, bonyolult, nagy volumenű projektek hangrendszerei. A vállalkozás az elmúlt 30 évben bővült, sokat fejlődött. Alkalmazottak felvételével egyre több vezetői munkát kellett ellátnom. Ebben feleségem, és fiaink segítettek. Ma már ifj. Balogh Géza az ügyvezető. Ezzel végre – még ha nyugdíjasként is – ismét több alkalmam nyílt kutatásra és oktatásra. Interton Egyetem rendezvényeinken nemcsak saját, hanem más cégek munkatársainak is előadásokat tartunk. A BEAG termékek gyártása nyilvánvalóan megszűnt, ezeket pótolni kellett a nyugati gyártók termékeivel. Így ők megkapták a hazai piacunkat. Kiválasztottunk több jó nevű külföldi céget, akiket képviselünk idehaza. Néhány hozzám kötődő saját tervezésű terméket pedig az Interton elvárásaihoz igazítva újra terveztünk. Sikerült három K+F pályázatot elnyernünk. Ezek segítséget adtak az eredményes termék fejlesztéseinkhez. A kardioid technikát továbbfejlesztettük. Kifejlesztettünk és szabadalmaztattunk több új kardioid vonalsugárzót ill. erősen irányított hangsugárzó rendszert. A rendelkezésünkre álló lehetőségek figyelembevételével felszerszámoztuk ezeket és kisebb sorozatban ugyan, de ipari színvonalon gyártjuk.
Hol alkalmazzák az előbb említett kardioid vonalsugárzóikat?
Visszhangos termekben a beszédérthetőség alapkérdés. Nos éppen a beszédérthetőség miatt fontosak ezek a termékek. Az irányított hangsugárzókkal lehet érthető hangot előállítani visszhangos termekben. Az akusztikában a hullámhossz meghatározó. Értéke: 20 Hz-en 17 m, 20 kHz-en 1,7 cm. Egy hangsugárzó akkor lesz irányított – ez azt jelenti, hogy nem szórja szét a hangot –, ha a hang hullámhossza összemérhető a méretével. A 20 és 100 Hz közötti hanghullámokat többméteres eszközzel lehetne irányítani. Kardioid vonalsugárzóink viszont horizontálisan 1 5cm méretük ellenére már 100Hz-en irányítanak. A saját kardioid technikánk biztosítja, hogy a mélyebb hangoknál, tehát 80Hz-en is a hátra sugárzott hangteljesítmény egyhuszada az előre sugárzotthoz képest. Több nagy jelentőségű projektben használtuk és használjuk az IVS típusú kardioid vonal- illetve felületsugárzóinkat, így a debreceni Kölcsey Központban, pécsi Kodály Központban, a Keleti pályaudvaron, a Puskás Aréna előcsarnokaiban és közlekedőiben, sportcsarnokokban és templomokban.
Ez azt jelenti, hogy egy csarnok, egy zárt tér külön kihívást jelent?
Nem önmagában a zárt tér jelenti a problémát, hanem az erős utózengés. A visszhang később érkezik a hallgatóhoz, mint az első, ún. direkthang, amely az információt hordozza. A visszhangot így zavaró zajként érzékeli a fülünk. Az utózengés hatását elektroakusztikai módszerrel éppen az előbb említett irányított hangsugárzással csökkentjük. A lehető legpontosabban a nézőtérre irányítjuk a hangot és a lehető legkevesebbet a környező falakra, így elérjük, hogy a zavaró visszavert hangenergia lecsökken a direkthez képest, azaz a beszédérthetőség az utózengés ellenére megfelelő lesz. Az utózengési idő tényleges csökkentése teremakusztikai módszerekkel, hangelnyelők beépítésével érhető el. Ez azonban költséges módszer, ezért gyakran csak a konferencia- és előadótermekben, hangversenytermekben, színházakban alkalmazzuk. A hangrendszereknek itt elsősorban a zenei hangzás élethű közvetítése a feladata. A jobb kihasználtság érdekében egyre gyakrabban építenek többcélú termeket. Ezek elektroakusztikai tervezése és kivitelezése további kihívásokat állít. A többcélú termekben különböző műfajok, mint a prózai előadások, popkoncertek, operák és kamaradarabok követihetik egymást. Míg az egyházi zene 3-4mp-es utózengési idővel élvezhető, a popzene esetében már 1-1,5mp-ről beszélhetünk. A probléma megoldására dolgoztunk ki az Intertonban utózengési időt módosító elektroakusztikai rendszert. DCR néven, majd továbbfejlesztett változatát AURA megnevezéssel. Magyarországon elsőként alkalmaztunk elektronikus teremakusztikát módosító „non-inline” digitális rendszert, amely természetes hangzást biztosít, mert nem a műsor-jelet „zengeti”, hanem valóban a terem utózengését változtatja meg. A terem utózengési idejét 1-5 mp között élethűen lehet az AURA rendszerünkkel változtatni.
Nemrég fejezték be a Puskás Aréna hangrendszerét. A tervezésének és kivitelezésének meddig nyúlnak a gyökerei?
Ahogy említettem, a BEAG-ban 25 év alatt nagy jártasságot szereztem a nagy bonyolultságú, összetett projektek, többek között a stadionok hangosítási problémáiban is. Ehhez társul az Interton kollektívájának harminc év alatt több mint ezer projektben, közöttük sok stadion hangosítása során összegyűlt tapasztalata, és a mai modern digitális technikát ismerő mérnökeink „friss” tudása. A gyökerek között tehát vannak mélyrehatók, régiek, erősek, de frissek, újak is szép számmal találhatók közöttük.
A Puskás Arénán végzett munkálatok során lehetett hasznosítani valamit a korábbi, más stadionokban szerzett tapasztalatokból vagy itt teljesen más léptékről beszélünk?
A megbízás első percétől kezdve egyértelmű volt, hogy a nagy létesítményekben való jártasság, a tapasztalat és a szaktudás arravaló, hogy az új feladatokat megalapozottan, de új megoldásokkal valósítsuk meg. Még a régi Népstadion tapasztalatait sem lehetett egy az egyben hasznosítani a tervezésnél. Úgy szoktam fogalmazni, hogy a pálya közepe ma is ugyanott van, de minden más változott. Minden projekt részleteiben más és más. A 68 ezres nézőszámú Puskás Aréna is „csak” projektvolumenét tekintve volt azonos a százezer férőhelyes Luzsnyiki stadionnal. Jelentős eltérés, hogy az még fedetlen volt, ma pedig a pálya körül nincs futó és atlétikai pálya. Ma már befedik a stadionokat, így a Puskás nézőtere felett is tető van. A pálya körül nincs hely, a fémtetőre szereljük a hangsugárzókat. A stadion emiatt akusztikai szempontból lényegében úgy viselkedik, mint egy óriási csarnok, nagy utózengéssel és erős visszhanggal. Ezt csökkenteni lehetne, ha a tető fémfelületét hangelnyelővel burkolnák. Ez azonban nagyon költséges. Tehát itt is maradt az elektroakusztikai megoldás: pontosan beállított irányított hangsugárzórendszer tervezése és felszerelése. Ma már nemcsak a bemondások érthetőségét kell biztosítani, hanem a szünetekben szórakoztató videókat, zenei műsorokat is jóminőségben szolgáltatni kell. A 80-as években a normál stadionokat 80-85 dB-lel hangosították. A Luzsnyiki stadionban megvalósított 100dB körüli hangnyomás kiemelkedően nagy volt. Az UEFA mai követelményei már 110 dBA csúcs hangnyomás mellett kiváló beszédérthetőséget is előírnak. Az elvárt paramétereket gondos tervezéssel és kiváló minőségű eszközökkel lehet elérni. Alapos megfontolás után a d&b audiotechnik német cég digitálisan felügyelt és vezérelhető hangsugárzó-erősítő rendszerét alkalmaztuk. A Puskás Aréna lelátói fölött 32 db line-array rendszerű hangsugárzó csoportot helyeztünk el. Ezek mindegyikét 12db háromutas, nagyteljesítményű hangsugárzóval terveztük úgy, hogy minden egyes line-array szigorúan csak a kijelölt helyre sugároz. A lelátó hangosítás összesen 336 digitálisan felügyelt hangsugárzóegységből áll. Ugyanakkor ezek mindegyike minden időpillanatban kontrollált, így lehetővé válik, hogy egy adott területen szoftveresen előre programozva, vagy „nyomógombbal” megváltoztathassuk a hangerősséget, a hangszínt, a fázishelyzetet. Ezzel a rendszerrel a nézők elhelyezkedésétől függően változtatni lehet a nézőtér helyszerinti hangellátását. Ez fontos lehet például a média képviselői számára is: a területükön akár 10-15 dB-lel csökkenthetjük a direkthangnyomást, így a bemondások kevésbé zavarják a munkájukat. A hangvonalak természetesen a teljes stadionban digitálisak, így zavarmentesek. Az erősítők összes leadott villamos teljesítménye 270kW, rövid idejű csúcsteljesítményük 2,7 MW! A nézőtéren a totál csúcshangnyomás ~112 dBA, a helyszerinti szélessávú hangnyomásingadozás a nézőtér 90%-án +/-1dB. A stadion közlekedői több, mint 2 km hosszúságú visszhangos folyósót alkotnak. Ezeken döntően a saját gyártású, IVS típusú, erősen irányított kardioid vonal- és felületsugárzók biztosítják az érthetőséget. A nagyszámú kiszolgálóhelyiségekben elsősorban TOA hangsugárzókat helyeztünk el. A 174 körzetbe elosztott hangsugárzókat teljesen digitális Q-SYS digitális rendszerrel vezéreljük. A döntően QSC erősítők összvillamos teljesítménye 165 kW. A Puskás Aréna UEFA IV. minősítésű, nemzetközi döntő mérkőzésre alkalmas. A végeredmény önmagáért beszél: az egész rendszer összehasonlíthatatlanul korszerűbb bármely hazai stadion hangosításánál, sőt Európában is a második olyan stadion, ami megfelel az UEFA 2020 előírásainak.
Arató Éva
Fotók:
Dr. Balogh Géza és az IVS vonalsugárzók
IVS vonalsugárzó a Keleti pályaudvaron
IFS felületsugárzó a Puskás Arénában
