消音器,可谓暗区这个信息为王的世界中最具价值的枪械配件之一,只要经济允许,几乎每个先锋在改枪时都会加上它。可你知道消音器究竟是怎样“让枪声消失”的吗?今天的《军事科普》,老皮就来和大家唠一唠消音器。
严格来说,“消音器(Silencer)”是一种不太准确的称呼,军事专业中更常见的叫法是“抑制器(Suppressor)”,不过就像散弹枪之于霰弹枪,这里我们暂且还是按照习惯称呼它为消音器。顾名思义,消音器是一种降低或“消灭”噪音的装置,虽然口语中通常默认指代枪械消音器,但是最初的消音器可不是装在膛口,而是顶在牛头上...
1892年,瑞士发明家雅各布·斯塔尔(Jakob Stahel)申请了一项发明专利,被认为是最早有迹可循的消音器。在专利文件中,发明家表示这种安置在牛脑门上的装置可以抑制屠宰牛时的火药噪音,其结构和使用方式与今天的屠宰用炮钉枪非常类似——通过皮带/绳索固定在牛头上,击发装置内的子弹,一发毙命。
接着2年后,另一位同样来自瑞士的发明家C-A Aeppli又成功申报了一项用于枪支的消音器,这可能是目前时间最早的枪支消音器专利。从设计稿上不难看出这款消音器的结构已初具雏形,火药燃气会通过多个气孔扩散到消音器腔体内部,与一些现代消音器设计有颇多相似之处。
1902年,真正的“大神”出手了。马克沁机枪发明者海勒姆·史蒂文斯·马克沁之子,美国发明家海勒姆·帕西·马克沁(Hiram Percy Maxim)发明了一种安装在内燃机上的圆柱形金属装置,柱体内部被一条螺旋状叶片分隔成多个腔室,能有效降低汽车产生的噪音,为驾驶员提供一个更安静的驾驶环境。海勒姆通过传单和杂志广泛宣传自己的发明,在商业上取得了空前的成功,他将发明命名为马克沁消音器(Maxim Silencer),于1908年成功申请专利,并创立了自己的公司,即现在的马克沁消音器公司(Maxim Silencer Company)的前身。
马克沁消音器被认为是历史上第一款在商业上取得成功的消音器,它也成功让英语世界将后来这种被广泛用于内燃机排气系统的装置称为消音器(Silencer),枪支消音器在专业环境中的称呼则逐渐被抑制器(Suppressor)所取代。
而海勒姆发明的枪支用消音器也在同年拿到了专利认证,这款消音器的原理与内燃机消音器相同,也是利用隔板分隔出多个腔室来达到消音的效果,时至今日仍是最常见的消音器结构。
接下来我们再来了解一下消音器的工作原理,首先我们需要弄清楚枪声从何而来:当射手扣动扳机时,子弹尾部的火药被击发点燃,产生高温高压的火药燃气推动弹头向前射出,这些高温气体在出膛之后会瞬间膨胀,形成冲击波产生爆鸣声(原理与鞭炮声相同)。这种噪音就是枪声最主要的来源(此外还有弹道噪音和机械噪音),也是消音器的主要工作对象,我们一般称之为膛口噪音。
既然枪声是由高温燃气出膛后瞬间膨胀产生的,那么降低燃气的速度是不是就可以没那么大声呢?恭喜,你和设计师想到一块去了。目前最主流的隔板式消音器就是利用隔板阻挡、消耗火药燃气能量来实现消音的,它由一个粗大的罐体和多个隔板组成,不同形状的隔板(通常是金属材质)在中间开孔供子弹穿过,同时将罐体分隔成多个腔室。
当子弹出膛后,高温高压的火药燃气会进入腔室膨胀,被隔板阻挡后形成涡流互相冲击抵消,而后进入下一腔室重复这一过程。经过多个腔室的逐级消耗,火药燃气会逐渐降温、降压、降速,从消音器前端排出时能量已经被大大削减,噪音自然也就没那么响了。一般来说腔室越大、越多,则消音效果越好,根据适配枪械不同,消音器的腔室甚至可多达15个。
在此基础上,一些设计师也在尝试进一步改进消音器的设计,提供更强大的消音能力或融合其他膛口装置的功能。例如有的消音器会在腔室外层设计更复杂曲折的通道,改变火药燃气的运动方式,进一步消耗气体能量;又或者将消音器与消焰器、制退器三合一,同时达到减少噪音、遮蔽枪焰、降低后坐的效果;甚至出现了频率移位(将枪声改为人耳无法听到的波段)这种高级消音技术。
由于消音器会锁住大量高温火药燃气,同时火药燃气的动能还在消音的过程中被转化成了热能,因此消音器需要使用能耐上千度高温的材料制作。此外热辐射产生的空气扭曲还会影响射手的视线,于是很多射手还会为消音器配备一个消音器罩(没条件时也会用布条缠绕),用来“锁住”热量(就像给蒸笼盖上棉袄)以及避免被烫伤。
然而火药燃气的高温和腐蚀作用都会损耗消音器的“耐久度”,通常而言,消音器在达到一定射击数后就需要更换。并且长时间持续射击带来的巨大热量还可能使消音器“红温”,甚至当场融毁,这也是为什么机枪类消音器几乎不会选用熔点不高的金属铝材料。
一直以来,游戏玩家群体中存在着不少关于消音器的认知误区。比如某些FPS游戏出于平衡性考虑,会给消音器加上降低威力、缩短射程等debuff,让一些玩家误认为现实中的消音器也会影响武器属性。
其实这种观点也不算完全错误:除了隔板式外还存在一种密封式消音器设计,其内部使用橡胶、泡沫等弹性材料制成密封垫,中间开一个小孔或干脆不开孔,靠子弹从中“硬挤”一条道出来。弹性材料在子弹穿过之后重新收缩封闭通道,使火药燃气只能通过缝隙逐步排出,从而达到消音的效果。由于密封垫会直接接触子弹,所以确实会对子弹初速和威力造成一定影响。不过这种消音器使用寿命很短,多次射击后就会开孔变大无法锁住火药燃气,从而失去消音功能,因此现在基本已经很少见了。
事实上,由于消音器降低了火药燃气的压力,以及在部分枪械上相当于延长了枪管,使用消音器反而可以提升操控性,甚至能些微增加子弹初速。而消音器真正可能会造成的负面影响,其实是自身重量带来的人机工效问题。
比如下图中这支AX50狙击步枪使用的硕大消音器,不仅有半支枪那么长的夸张尺寸,其直径也明显要大上一圈。这是因为作为反器材武器,AX50的枪声要远胜其他一般武器,火药燃气需要更大的腔室来消耗能量。但是这么大只的消音器肉眼可见的分量不轻,人机工效自然也高不到哪去,对于需要抱着大狙转移的射手来说,使用它着实是一件“雪上加霜”的苦差事。
这时候某些对消音器工作原理已有所了解的先锋可能又要问了,那么是不是只要消音器足够长足够大就可以听不到枪声呢?答案是:理论上可行。外国一位博主就曾做过这个实验,在达到物理极限前他通过不断加装消音器把枪口延长到了一个非常夸张的长度,虽然边际效应明显,但前几个消音器确实能很大程度地进一步降低枪声。
所以从理论上来说,只要消音器足够长且结构强度允许,确实可以接近“无声”的效果。因此实验效果不理想可能是这位博主用的消音器还不够长、不够大,比如下面这位狙击手,他就选对了。
好了,关于消音器的介绍就到这里了,希望大家能通过《暗区突围》了解更多军事相关知识,也请喜欢这期《军事科普》的小伙伴关注、点赞、转发支持一下老皮的工作,未来老皮还将带来更多精彩内容。我们下期再见!