除與槍管連為一體的整體式消聲器外,大多數(shù)消聲器通過(guò)“內(nèi)螺紋”與槍管外部的“外螺紋”相連。這種消聲器早期較常見,比如馬克沁消聲器。現(xiàn)今這種消聲器多用于手槍或.22LR口徑的步槍。而現(xiàn)代步槍較流行的QD(quick-detach)消聲器即快拆式消聲器是通過(guò)與槍口消焰器相配合固定來(lái)安裝,有的還需配輔助鎖定裝置。
消聲器尺寸大小由發(fā)射時(shí)所產(chǎn)生的槍口激波與槍彈內(nèi)的發(fā)射藥量決定。通??趶皆酱螅瑯尶诩げㄔ酱?,就需要更高效或容積更大的消聲器,因此消聲器的尺寸大小及消聲效能存在顯著的差異。例如,美國(guó)海軍1980年代為9mm手槍研制的一次性消聲器,其長(zhǎng)度約150mm,直徑約45mm,設(shè)計(jì)壽命為普通彈6發(fā)或亞音速?gòu)?0發(fā)。相比之下,用于適配發(fā)射大威力.50BMG口徑彈的步槍消聲器其尺寸為長(zhǎng)509mm,直徑約76mm。
同一型號(hào)的武器發(fā)射同一型號(hào)的槍彈,并使用同一結(jié)構(gòu)原理的消聲器,通常越長(zhǎng)越粗的消聲器消聲效能越好。
對(duì)消聲器的實(shí)彈測(cè)試結(jié)果表明,使用消聲器一般能降低噪聲30分貝(dB)左右。
以低威力的.22LR手槍為例,未裝消聲器時(shí),槍聲160dB左右(相當(dāng)于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)近距離噪聲)。安裝普通消聲器后,噪聲降至110~120dB左右(類似氣釘槍噪聲)。
步槍安裝普通消聲器后,噪聲能降至130~145dB(接近電鋸或雷聲水平)。
Dead Air Silencers品牌消聲器可降噪30dB以上,但價(jià)格昂貴,且需要適配專用亞音速?gòu)?,不具有普及性?/p>
二戰(zhàn)時(shí)期英國(guó)特種部隊(duì)小批量列裝的德利爾消聲卡賓槍,使用.45ACP亞音速?gòu)椗c整體式消聲器,官方測(cè)試顯示,其噪聲值僅為85.5dB(近似輕聲耳語(yǔ),但另一些測(cè)試資料顯示約110~120dB),至今仍為槍械靜音性能的典范?,F(xiàn)代步槍消聲器受限于材料強(qiáng)度、體積與槍彈本身的問(wèn)題,難以復(fù)現(xiàn)德利爾卡賓槍的極端降噪。當(dāng)然,德利爾卡賓槍的極端安靜也犧牲了射程與威力,適于專門隱秘近戰(zhàn)。
dB是對(duì)數(shù)單位,其數(shù)值遞增不代表線性倍數(shù)關(guān)系,而是基于能量(聲音強(qiáng)度)或聲音壓力(振幅)的指數(shù)級(jí)變化。以聲音強(qiáng)度(能量)為例,每增加3dB,聲音強(qiáng)度翻倍,每增加10dB,聲音強(qiáng)度增至10倍。而以聲音壓力(振幅)為例,每增加6dB,振幅翻倍;增加3dB,聲壓振幅增至約1.414倍,增加20dB,聲壓振幅增至10倍。
所以,當(dāng)消聲器將槍口噪聲從160dB降低至130dB時(shí),人耳的主觀響度感受其實(shí)是安靜了8倍左右,射手會(huì)感覺槍聲強(qiáng)度顯著減弱。
以筆者本人親身經(jīng)歷為例,在室外靶場(chǎng)不佩戴耳罩射擊56式?jīng)_鋒槍時(shí),射擊第一發(fā)就有“刺痛”耳膜的感覺。將紙巾捏成團(tuán)塞住耳孔后,槍聲依然極其響亮,但感覺上卻緩和了很多,起碼不會(huì)“刺痛”耳膜。
.22LR步槍的噪聲一般在130~140dB左右;同口徑的手槍則在150~160dB左右。9mm手槍通常在160~170dB左右;7.62×51mm口徑步槍在165~170dB左右;4種類型的槍支筆者曾經(jīng)在同一天同一個(gè)靶場(chǎng)上進(jìn)行射擊,裸耳射擊發(fā)射時(shí)的主觀感受各不相同。主觀感覺上,.22LR步槍聲音極小,完全沒有不舒服的感覺,.22LR手槍則明顯比較響亮,會(huì)有輕微刺耳的感覺。而在射擊9mm手槍和7.62mm步槍時(shí)完全不敢摘下耳罩,因?yàn)橛羞^(guò)裸耳狀態(tài)射擊56式?jīng)_鋒槍的體驗(yàn)。
在影視作品中,消聲器的效果經(jīng)常被夸大,可能是因?yàn)閯∏榈男枰5娪啊渡谰褤簟烦?,其中有一段劇情是?22LR步槍的槍口通過(guò)不干膠帶固定一個(gè)飲料瓶來(lái)減少槍口噪聲,這是非常寫實(shí)的。
十幾年前《裝備與生存》雜志的影視編輯們?cè)鴮iT做過(guò)一組試驗(yàn),同樣采用大號(hào)可樂瓶,在.22LR步槍上確實(shí)有顯著的消聲效果,但用在5.56mm步槍上則完全沒有作用。可樂瓶屬于密閉消聲器,由于.22LR步槍的槍口激波較小,其起到的消聲作用明顯。但5.56×45mm步槍的槍口激波太大,對(duì)于沒有隔板多腔室結(jié)構(gòu)的可樂瓶來(lái)說(shuō),完全起不到作用。
超音速?gòu)椀慕翟肫款i在于彈道激波不可消除:彈頭速度超過(guò)音速時(shí),其飛行會(huì)持續(xù)產(chǎn)生激波(類似戰(zhàn)斗機(jī)音爆)。這種現(xiàn)象本質(zhì)上是小型音爆,在槍械領(lǐng)域被稱為“彈道爆音”(ballisticcrack)或“音速特征”(sonicsignature),其聲壓級(jí)可達(dá)120~140dB,遠(yuǎn)超消聲器可處理范圍。所以當(dāng)發(fā)射超音速?gòu)棔r(shí),其自身會(huì)產(chǎn)生高頻且尖銳的噪聲。
彈道爆音的產(chǎn)生與音速直接相關(guān),而音速主要取決于空氣溫度。在海平面、21℃環(huán)境溫度及標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下,音速約為347m/s。當(dāng)彈頭速度接近音速時(shí),其表面氣流(局部流速可能超過(guò)彈頭速度)會(huì)突破音障,進(jìn)入跨音速(transonic)狀態(tài)。相比之下,尖頭彈因能漸進(jìn)排開空氣,比圓頭彈在更接近音速時(shí)仍能保持亞音速狀態(tài),從而延緩音爆產(chǎn)生。
所以超音速?gòu)椀膹椀辣粼从趶楊^速度與氣流相互作用的跨音速效應(yīng),而亞音速?gòu)梽t是通過(guò)犧牲動(dòng)能換取靜音性,但降噪幅度受火藥爆轟聲限制。另外,彈頭形狀設(shè)計(jì)可優(yōu)化跨音速臨界點(diǎn),間接影響噪聲特性。
因此,在軍事行動(dòng)中為了提高槍械射擊時(shí)的隱蔽效果,往往會(huì)配合消聲器同時(shí)使用專門的亞音速?gòu)?,徹底避免彈道激波。也有些消聲武器直接配用亞音速?gòu)棧?45ACP口徑的德利爾卡賓槍(.45ACP的槍口初速為250~270m/s)。
在超音速槍彈基礎(chǔ)上特制的亞音速?gòu)棇榕浜舷暺魇褂茫瑸榱伺c.45ACP或.22LR本身就是亞音速?gòu)梾^(qū)分開來(lái),這些專門為減少槍聲而設(shè)計(jì)的亞音速?gòu)椃Q為消聲彈。
但有些理論認(rèn)為,亞音速?gòu)椀膶?shí)際降噪效果常常被媒體夸大。
對(duì)市場(chǎng)銷售的消聲器與消聲彈的獨(dú)立測(cè)試表明:與同口徑的超音速?gòu)椣啾龋?.62×51mm口徑的亞音速?gòu)梼H能將槍口噪聲降低10~12dB。配合消聲器使用時(shí),這種亞音速?gòu)椀膶?shí)測(cè)噪聲值為121~137dB,仍顯著高于環(huán)境背景聲,但實(shí)際人耳感知會(huì)降低很多。
另一方面,亞音速?gòu)椀穆曇舴重惤档推鋵?shí)與較少的發(fā)射藥量和燃燒速度有關(guān)。要降低超音速?gòu)棙尶诔跛?,就需要較少發(fā)射藥,前面提到,槍口激波與槍彈內(nèi)的發(fā)射藥量成正比。此外,專門設(shè)計(jì)的消聲彈往往還會(huì)采用燃速比較高的發(fā)射藥,使火藥燃?xì)庠跇尮軆?nèi)能更快地徹底燃燒。
比如同樣是.22LR口徑,步槍的聲音明顯小于手槍,是因?yàn)椴綐屳^長(zhǎng)的槍管允許發(fā)射藥在槍膛內(nèi)完全燃燒,燃?xì)鈮毫︶尫鸥骄?,槍口激波顯著降低。而手槍因?yàn)闃尮苓^(guò)短,發(fā)射藥未充分燃燒即噴出槍口,殘留發(fā)射藥在槍口外二次爆燃,產(chǎn)生更劇烈的沖擊波和噪聲(同理,現(xiàn)代軍用步槍的短突擊版本都比標(biāo)準(zhǔn)槍管版本的槍聲更響、槍口焰更強(qiáng)烈)。
如果只是單純地將彈頭初速?gòu)某羲俳档椭羴喴羲伲瑫?huì)導(dǎo)致彈頭的終點(diǎn)動(dòng)能損失很多,嚴(yán)重影響武器的作戰(zhàn)效能。因此亞音速?gòu)椡ǔ?huì)采用非常重的彈頭,以彌補(bǔ)彈頭動(dòng)能損失。比如國(guó)產(chǎn)64式微聲沖鋒槍彈,雖然彈殼規(guī)格與51式手槍彈一樣是7.62×25mm,但彈頭特別長(zhǎng)特別重,而相對(duì)的發(fā)射藥量也少得多。
蘇聯(lián)/俄羅斯著名的9×39mm特種亞音速?gòu)棧褪窃?.62×39mm步槍彈的彈殼上,擴(kuò)口容納一枚超長(zhǎng)超重的9mm彈頭(被網(wǎng)友戲稱為鋼筋彈頭),ASVAL步槍發(fā)射該彈時(shí)噪聲大約在125~135dB左右,兼具高彈道系數(shù)、強(qiáng)存能能力與適中后坐力,其亞音速?gòu)楊^在近距離作戰(zhàn)中表現(xiàn)極為出色,平衡了隱蔽性與終點(diǎn)效應(yīng)。
近些年來(lái),.300BLK亞音速?gòu)椩谖鞣絿?guó)家特種部隊(duì)受到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用,其是在5.56mmNATO彈殼的基礎(chǔ)上,裝配一枚7.62mm重彈頭及較少量的高燃速發(fā)射藥而成。有理由相信,美國(guó)人研制的.300BLK是受到俄羅斯的啟發(fā),而且.300BLK的彈道性能與蘇聯(lián)曾裝備過(guò)的7.62×39mm亞音速?gòu)椇芙咏皇?300BLK彈經(jīng)過(guò)了更好的優(yōu)化。亞音速.300BLK彈配合定制消聲器(如SigSauerSLH),其槍口噪聲水平(約125dB)顯著低于用消聲器發(fā)射超音速5.56×45mmNATO彈(約135dB)。
因此,在速燃發(fā)射藥與較少發(fā)射藥量的雙重作用下,消聲器發(fā)射消聲彈時(shí)確實(shí)能進(jìn)一步降低噪聲,但效果不明顯。所以近些年來(lái)許多外軍一線特種部隊(duì)流行全員配備步槍消聲器,但并不配備消聲彈,仍然發(fā)射普通超音速?gòu)?,他們追求在步槍上安裝消聲器帶來(lái)的某些戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì),卻不追求極致的消聲效果。
如果追求極致的消聲效果,往往就會(huì)使用如9×39mm或.300BLK這類專門設(shè)計(jì)的消聲武器及彈藥。
消聲彈的典型代表包括:.300Whisper彈,其由.221雷明頓“火球”彈彈殼擴(kuò)頸而成,可發(fā)射質(zhì)量250格令(16.2g)的.30口徑彈頭,初速約298m/s(亞音速),槍口動(dòng)能達(dá)722J,與.45ACP手槍彈(約500~600J)相當(dāng),憑借小直徑與流線型彈頭,外彈道性能顯著優(yōu)于.45ACP手槍彈。
主流的9×19mm巴拉貝魯姆彈也有一種亞音速?gòu)椃N,采用質(zhì)量為147格令(約9.5g)的彈頭,初速275~300m/s。
如果需要亞音速?gòu)?,還有一種做法:使用普通彈通過(guò)槍管開孔泄壓的手段使彈頭離開槍管前就降低初速。整體式消聲器通常如此設(shè)計(jì),比如MP5SD。MP5SD發(fā)射普通9mm超音速?gòu)棧珡楊^出膛時(shí)達(dá)到亞音速,其槍口噪聲約120~130dB。
另一個(gè)特殊案例是HKSMGI和SMGII沖鋒槍,消聲器作為附件,用戶可根據(jù)需要自由安裝或拆卸。安裝消聲器并打算進(jìn)一步提高消聲效果時(shí),打開泄壓開關(guān),泄氣孔會(huì)使部分火藥燃?xì)膺M(jìn)入槍管下方的管狀儲(chǔ)氣室內(nèi),導(dǎo)致彈頭后方的膛壓降低而降低彈頭初速,這樣超音速的普通彈頭出膛時(shí)會(huì)變成亞音速。當(dāng)彈頭離開槍膛飛向目標(biāo)時(shí),儲(chǔ)氣室里面的氣體就會(huì)重新回到槍管內(nèi)從槍口處逸出。
但如果沒有泄壓功能的整體式消聲器,基本上不會(huì)降低彈頭的槍口初速。所以這里又涉及2個(gè)誤區(qū)。
誤區(qū)1,消聲器降低了槍口初速。
事實(shí)是,在一些實(shí)際測(cè)試中,安裝消聲器后,如果發(fā)射的是超音速?gòu)?,槍口初速還略微提升了(約10~30m/s)。當(dāng)然,對(duì)于每秒至少超過(guò)700m、甚至高達(dá)900m的超音速?gòu)楊^來(lái)說(shuō),只提升10~30m/s的實(shí)際意義不大,對(duì)日常射擊或近距離戰(zhàn)術(shù)任務(wù)影響有限。但這也說(shuō)明絕大多數(shù)附件式消聲器并非槍彈減速器。
其實(shí)彈頭初速最高速并非彈頭剛離開膛口時(shí),因?yàn)閲姵鰳尮懿⒃诳諝庵羞M(jìn)行二次燃燒的火藥燃?xì)鈺?huì)對(duì)彈頭產(chǎn)生繼續(xù)推進(jìn)的后效作用。而消聲器的密閉性可使火藥燃?xì)庠趶楊^離開前更充分地燃燒膨脹,使其對(duì)彈頭的推進(jìn)作用有所加強(qiáng),因此就產(chǎn)生了略微提升初速的效果。
這種情況在超音速?gòu)椉耙恍└哔|(zhì)量的消聲器上會(huì)比較明顯,如果是低效消聲器和亞音速?gòu)?,則沒有明顯的“提速”作用。
這種后效推動(dòng)會(huì)影響膛口流場(chǎng)的一致性,對(duì)射擊精度產(chǎn)生負(fù)面影響。所以許多優(yōu)質(zhì)的消聲器都通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),將初速波動(dòng)盡量控制在極低范圍內(nèi)。
誤區(qū)2,消聲器導(dǎo)致射擊精度下降。
要視具體情況而定。多數(shù)情況下,安裝槍口消聲器確實(shí)會(huì)造成射擊精度下降,但具體下降多少要看消聲器的設(shè)計(jì)和制造水平。之所以現(xiàn)代狙擊手越來(lái)越多地使用消聲器,也是因?yàn)楝F(xiàn)代消聲器的質(zhì)量越來(lái)越高,對(duì)精度的負(fù)面影響越來(lái)越低。但也有個(gè)例。某些以配合消聲器最優(yōu)化設(shè)計(jì)的槍械,在拆除消聲器后精度反而下降了。比如國(guó)產(chǎn)的05式?jīng)_鋒槍,設(shè)計(jì)時(shí)就是以消聲狀態(tài)為最優(yōu)化設(shè)計(jì),在拆除消聲器并發(fā)射超音速?gòu)?,其效果比安裝消聲器并發(fā)射亞音速?gòu)棽钜稽c(diǎn)。
消聲器除可降低槍口噪聲外,還有另外兩個(gè)附加好處:降低后坐力和減少膛口焰。
消聲器是將槍口排出的火藥燃?xì)馑俣冉档?,而這些火藥燃?xì)獾乃俣韧ǔ?huì)占后坐力速度的30~50%。再加上消聲器的自重以及安裝消聲器后而使全槍質(zhì)心向槍口端偏移,通過(guò)慣性效應(yīng)降低后坐力的同時(shí)抑制槍口上跳。
如果沒有消聲器,未燃盡的火藥燃?xì)庠緯?huì)暴露到空氣中二次燃燒從而產(chǎn)生火光,這就是膛口焰的成因。安裝消聲器后,未充分燃燒的發(fā)射藥顆??稍谙暺鲀?nèi)完成燃燒,即減少膛口焰。
基于消聲器的特點(diǎn),其在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中具有以下價(jià)值:
首先,消聲器具有聲學(xué)偽裝效應(yīng)
消聲器不僅能降低噪聲強(qiáng)度,更重要的是將槍口爆鳴的典型聲紋特征(峰值頻率2~5kHz)轉(zhuǎn)化為與環(huán)境背景噪聲相似的低頻噪聲(lt;1kHz)。這種聲學(xué)特征改變使50m外人員對(duì)槍聲的識(shí)別準(zhǔn)確率下降87%(據(jù)北約STANAG4737標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)),印證了芬蘭諺語(yǔ)“消聲器不會(huì)讓射手靜默,卻能使其隱于無(wú)形”的戰(zhàn)術(shù)意義。在城市環(huán)境(背景噪聲65~75dB)等復(fù)雜聲場(chǎng)中,該效應(yīng)尤為顯著。
其次,消聲器具有極佳的消焰效果
膛口焰不僅可能暴露自身,在夜戰(zhàn)中射手使用夜視儀器時(shí),槍口的強(qiáng)烈閃光也會(huì)干擾夜視儀的畫面,消聲器給夜戰(zhàn)中佩戴夜視儀的士兵帶來(lái)好處。
最后,有助于后坐力的削弱
消聲器的安裝有助于降低后坐力的同時(shí)還可抑制槍口上跳,使得士兵在近距離快速射擊或連發(fā)時(shí)更容易控制槍械。
美軍特種部隊(duì)的研究機(jī)構(gòu)專門測(cè)試統(tǒng)計(jì)過(guò)消聲器帶來(lái)的戰(zhàn)術(shù)效益,如表格所示。
正是基于這些戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì),外軍特種部隊(duì)采用消聲器越來(lái)越普及,但卻不追求極致的消聲效果。有些消聲器制造商,甚至專門推出一些降低了降噪效果的短消聲器。這些短消聲器并不是采用更先進(jìn)的技術(shù)得以減少容積,而是直接減少膨脹腔室以縮短消聲器的長(zhǎng)度,使得安裝消聲器的步槍不會(huì)變得太長(zhǎng)。這樣在保持上述戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)外,還使武器具有較好的靈活性。
不過(guò)也有例外,化名Shrek(真名是JohnMcphee)的三角洲突擊隊(duì)員曾提到,他在伊拉克使用16英寸(406mm)槍管的SR-25K步槍(這種短槍管的7.62mmNATO口徑步槍的槍口噪聲比長(zhǎng)槍管的要大),在室內(nèi)近戰(zhàn)中未使用消聲器(在密閉的室內(nèi)條件下,槍聲會(huì)放大3~10dB,而且聲波在墻壁、天花板和地面間反復(fù)反射,形成混響場(chǎng),延長(zhǎng)聲能持續(xù)時(shí)間)時(shí),未戴耳罩的敵人耳朵都能震出血,連震撼彈都省了。但這樣做對(duì)自己人卻沒有影響,因?yàn)橄袢侵捱@樣的精銳特種部隊(duì)不光全員配備消聲器,還全員配備電子拾音降噪耳機(jī)。
編輯/劉玉珍