•   消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。消声器能够阻挡声波的传播,允许气流通过,是控制噪声的有效工具。小时候看007电影,当詹姆斯·邦德拿出消音器装在枪口时,我很好奇两件事。第一,这消音器里头到底是什么构造?第二,这么小个东西就能消音?它究竟是什么工作原理?

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      相信不少人问过度娘同样的问题,不过动辄上千字的专业解释加上一系列专有名词,这让文科生情何以堪?这么想来还是图文详解比较靠谱点。

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      通过上方这张GIF图,我们理解起来就容易多了。枪的声音主要是来自子弹出膛,空气冲出枪口时巨大的压力会对外面的空气引起冲击震动。消音器内部排列着许多吸声材料,枪管内的高压气体在喷出枪口前可以相对缓慢地膨胀。由于降低了气体喷出的速度,噪音也显著降低了。

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      当然,消音器再厉害也不能完全消声,装上消音器后,开枪的声音就像平时敲门声差不多大。

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      所谓“消声手枪”也不可能是完全无声,只是将声音尽量降低。手枪的消声方法有很多。手枪的声音主要来自子弹出膛,空气冲出枪口时巨大的压力对外面的空气引起的冲击震动。

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      消声器的种类很多,但究其消声机理,又可以把它们分为六种主要的类型,即阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微孔板消声器、小孔消声器和有源消声器 。

      阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列,就构成了阻性消声器。当声波进入阻性消声器时,一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉,使通过消声器的声波减弱 。阻性消声器就画像电学上的纯电阻电路,吸声材料类似于电阻。因此,人们就把这种消声器称为阻性消声器。阻性消声器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。

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      抗性消声器是由突变界面的管和室组合而成的,好像是一个声学滤波器,与电学滤波器相似,每一个带管的小室是滤波器的一个网孔,管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻,称为声质量和声阻。小室中的空气体积相当于电学上的电容,称为声顺。与电学滤波器类似,每一个带管的小室都有自己的固有频率。当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时,只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口,而另外一些频率的声波则不可能通过网孔。只能在小室中来回反射,因此,我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。选取适当的管和室进行组合,就可以滤掉某些频率成分的噪声,从而达到消声的目的。抗性消声器适用于消除中、低频噪声。把阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合起来,就构成了阻抗复合式消声器。

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      微穿孔板消声器一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板制作,在薄板上用孔径小于1mm的钻头穿孔,穿孔率为1%一3%。选择不同的穿孔率和板厚不同的腔深,就可以控制消声器的频谱性能,使其在需要的频率范围内获得良好的消声效果。

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      小孔消声器的结构是一根末端封闭的直管,管壁上钻有很多小孔。小孔消声器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的,如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替,当气流经过小孔时、喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频,使频谱中的可听声成分明显降低,从而减少对人的干扰和伤害。

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      有源消声器的基本原理是在原来的声场中,利用电子设备再产生一个与原来的声压 大小相等、相位相反的声波,使其在一定范围内与原来的声场相抵消。这种消声器是一套仪器装置,主要由传声器、放大器、相移装置、功率放大器和扬声器等组成。

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      通俗一点讲,消音器的结构结构有多种,有的是由十几个消音碗连接而成,消音碗好似无底的小碗装在消音器内,当高压气体从枪口喷出,遇到第一个消音碗,气流便在这里膨胀一次,消耗一部分能量。经过若干次膨胀后,这高压气体到达消音器的出口时,其压力、速度和密度,已降到和外界空气差不多了。有的是在筒内装有卷紧的消音丝网,枪口喷出的高压气体进入消音丝网,大部分能量就地被其消耗掉。有的将消音器的前端采用橡皮密封,弹头由枪口射出,穿过橡皮,橡皮很快收缩,阻止气体外流。有的是在消音器的出口处安装有像照相机快门一样的机械装置,靠火药气体作用自动打开,将子弹放跑后迅速关闭。还有的消声器后半部套住的枪管上,开有一些细小的排气孔,放出枪膛内的一部分火药气体,减少枪口处气体压力与速度。

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      微声枪通常被称作无声枪。但实际上,它在射击时并非完全无声,而是声音微弱,即使是在寂静的环境中,一般也不会引起附近其他人的注意。微声枪通常是用装在普通枪管上的消声器来达到消声作用的。微声枪有微光、微烟等特点,它是突击、侦察、反恐怖分队不可缺少的特种武器。

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      1908年,美国制造商和发明家H·P·马克沁(与发明重机枪的H·S·马克沁不是同一人)发明了世界上第一个枪用消声器,微声枪由此而诞生。马克沁喜欢安静环境,厌嘈杂声,特别是打猎时的猎枪声。为此他决心研制出能消除噪声的装置。马克沁研究认为,通过某种装置使枪弹击发时排出的气体作旋转运动,就可充分消除噪声。1908年,马克沁制造出第一猎枪用消声器,使猎枪射击声大大减小。当年3月25日,马克沁获得这项发明的第一个专利。

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      1912年,美国将马克沁的消声器加以改进,装在步枪上,制出了最早的微声步枪。后来又制成了微声手枪,供谍报人员和特种部队使用。据说第一批微声手枪生产出来时,当时美国总统的一位好友挑选了一支,准备送给总统,他悄悄带着微声手枪和沙袋进了白宫。不巧,总统正在办公室与别人谈话。于是,这位总统的朋友把沙袋放在办公室外的角落,用微声手枪向沙袋连放10枪。当他把还有余热的手枪递给总统时,总统才知道有人在近在咫尺的地方开枪了。总统惊讶不已,并幽默地对朋友说:“只有你才能带着这种武器进我的办公室来。要是换了别人,说不定我的脑袋掉了还无人知道。”不过,直到第二次世界大战期间,微声枪才广泛用于实战。英国首先使用和德累斯勒微声卡宾枪和斯登微声冲锋枪。后来,德国、美国也陆续使用了P0.8,P38和Welrod微声手枪。

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      马克沁还成功地研制了汽车使用的排气消声器,并将消声原理应用于安全阀,空气压缩机。鼓风机等的降噪声设备上.

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      世界上比较有名的微声枪是英国史特灵帕切特MK5微声冲锋枪,这种枪射击时在30米外听不到声音,50米外看不见火光.它的最大射程是150米。

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      夜深人静时,一名杀手蹑手蹑脚地潜入一间房内,掏出一把手枪,对准房间内睡熟的人扣动扳机,只听到轻微地“噗哧”一声,枪口散发出袅袅青烟,人已经在无声无息中躺在了血泊里,随后杀手扬长而去。

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      还有更恐怖的场景:杀手躲在楼顶或房内,架起一支狙击步枪,当他从瞄准镜里搜寻到远处人群中的“猎物”后,立即扣动扳机,子弹悄无声息地将其撂倒,周边过往的人群在看到有人突然倒地并从身体中涌出的血液后,才惊慌失措地四周张望。这些场景中,杀手在枪口上安装的那个看上去酷酷的黑色套管就是消音器,利用它能减小射击时发出的枪声,成为所谓的无声枪。

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      从物理学中我们知道,压力很大的内部空气在向外释放的过程中如果速度非常快时,对外部空气可能造成冲击震动,产生音爆,其效果如同爆米花那样,这就是枪声的形成原因,枪声不但引起对方的警觉,也暴露了射手的位置,威胁到其安全。

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      很遗憾,迄今在技术上尚无法实现,只能降低和削弱枪响。通常有两种方法可以实现:一是在枪弹上下功夫,减少火药的装药量或者密度,或使用特殊的速燃火药,以降低火药气体产生的压力,这种方法同时还能减弱枪弹在空中飞行时与空气摩擦产生的呼啸声。

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      另一种办法是在的出口处加装上消音/声器的设备,让枪管内推动子弹头前行的火药高压气体在冲出枪口前被舒缓地膨胀,为它减压并降低其喷出速度,这样一来可以大大减弱枪声。相比前一种方法,安装消音器不需要对枪弹“伤筋动骨”,在需要时装上即可使用,使用非常灵活方便。

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      消音器抑制枪声的办法算不上“高大上”,相反很“接地气”。例如,在消音器套住枪管的前段,有规律地设计一些小排气孔,目的是使高压气体在推动弹头前行的过程中不断得到释放,减少枪口处气体的压力;或者是在消声器内排列若干带有小孔的消音板或消音丝网,将通过的火药高压气体先行消耗掉一些。还有一种办法是在消音器的出口位置装上自动闭合装置,一旦弹头通过后,它就像照相机快门一样“咔嚓”一声快速关闭,阻断火药高压气体在枪口处的释放。或者在消音器中排列若干级有十字开口的橡皮垫,使火药高压气体在依次冲开它们时被逐级减弱或缓冲,等等,不过大多数消声器通常组合使用了上述几种方法,以更多地减小火药高压气体对枪口的冲击。

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      最直接的是增加了的重量和长度,对尤其是手枪使用者的握力要求更高。更重要的是,由于减少了火药气体的压力或能量,导致枪弹初速的降低,进而影响射程和杀伤力等性能,这也说明,消音器在提高隐蔽性的同时,不得不在其他方面做出一些取舍。

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    2019-10-20 14:26
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