撰文 七君
相信大家看过电影里面杀手用带消音器的枪pi pi pi biu biu biu的一幕。所以问题来了,消音器是什么原理?
其实,消音器的行话叫做抑制器(supressor),因为它们并不能完全消除枪声,最终枪声还是有100分贝左右,比地铁站的声音要响。
要明白消音器的原理,就要先了解枪声的来源。
开火的时候,枪声来源于三个地方,一是扣动板机时,枪的零部件运动和撞击的声音;二是膛口冲击波;三是超音速子弹飞行时的声爆。
扣动板机时的声音很好理解。
子弹飞行时如果超过声速,突破音障,就会产生类似爆炸的声音,这就是声爆。
超音速飞机突破音障
那么膛口冲击波是什么?
原来,火药被点燃爆炸时,在狭小的空间内能产生压强为数万千帕的高温压缩气体。压缩气体把子弹逼出,但同时也产生了巨大的膛口冲击波,它就是噪音的主要来源,也是消音器要消灭的对象,另外两个噪音来源是消音器管不了的。
我们来具体看看消音器的原理。消音器是在1909年由美国发明家 Hiram Percy Maxim 发明的。
根据1994年出版的畅销书 Inside the CIA,在消音器刚出来那会儿,卢瑟福总统的老友 Donovan 曾带着一把装着消音器的枪走进总统办公室,在卢瑟福高声朗读的时候,背对着他啪啪啪连打了沙袋10枪,然后把热乎的枪递给总统。 只闻枪味,未闻枪声的卢瑟福目瞪口呆。而到了二战时期,美国战略情报局就成了消音器的忠实用户。
一百年来,消音器的设计大同小异,工作原理和汽车尾气的消声器类似,靠的是小气化大,大气化无的原则。
汽车尾气的消声器
看,传统的消音器是一个加长的中空管,里面是层层叠叠的阻体,它们形成了一个个的气室,它们是气体膨胀的缓冲区。
在气体膨胀时,阻体的形态可以让气流在气室里循环滚动,减少气体溢出的速度,从而降低气体射出后的声压。
其实这个过程很好理解,大家应该都有这样的经验,对着硬座菊部哈欠的时候,由于气体没有扩散的缓冲空间,声音比较响;对着海绵软座的话,声音就小多了。
在这个过程中,气体的动能,也就是被消除的枪声被转化为了热能,因此消音器也是用能耐热上千摄氏度的材料制作的。
不过因为需要受气挨热,消音器的使用寿命都不长。看看这个装在M249机枪上的消音器在被突突突哒哒哒了700下后直接化掉的样子——
膛口冲击波经过传统的消音器后,声压能显著降低10-30分贝,让武器声效从上厕所的战神变成打喷嚏的萌妹。说数字大家没什么感觉,一起来观摩一下这个秃都秃得这么叛逆的大哥的示范——
当然,如果杀手要实行炮决而不是枪决,那可能需要一管异形消音器——
德国M109G型155毫米自行火炮正在使用消音器进行射击训练
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