消声≠无声
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- 发布时间:2025-04-25 16:02
旭羚 林峻
安装方式及效能
除与枪管连为一体的整体式消声器外,大多数消声器通过“内螺纹”与枪管外部的“外螺纹”相连。这种消声器早期较常见,比如马克沁消声器。现今这种消声器多用于手枪或.22 LR口径的步枪。而现代步枪较流行的QD(quick-detach)消声器即快拆式消声器是通过与枪口消焰器相配合固定来安装,有的还需配辅助锁定装置。
消声器尺寸大小由发射时所产生的枪口激波与枪弹内的发射药量决定。通常口径越大,枪口激波越大,就需要更高效或容积更大的消声器,因此消声器的尺寸大小及消声效能存在显著的差异。例如,美国海军1980年代为9mm手枪研制的一次性消声器,其长度约150mm,直径约45mm,设计寿命为普通弹6发或亚音速弹30发。相比之下,用于适配发射大威力.50 BMG口径弹的步枪消声器其尺寸为长509mm,直径约76mm。
同一型号的武器发射同一型号的枪弹,并使用同一结构原理的消声器,通常越长越粗的消声器消声效能越好。
实际降噪效果
对消声器的实弹测试结果表明,使用消声器一般能降低噪声30分贝(dB)左右。
以低威力的.22 LR手枪为例,未装消声器时,枪声160dB左右(相当于喷气发动机近距离噪声)。安装普通消声器后,噪声降至110~120dB左右(类似气钉枪噪声)。
步枪安装普通消声器后,噪声能降至130~145dB(接近电锯或雷声水平)。
Dead Air Silencers品牌消声器可降噪30dB以上,但价格昂贵,且需要适配专用亚音速弹,不具有普及性。
二战时期英国特种部队小批量列装的德利尔消声卡宾枪,使用.45 ACP亚音速弹与整体式消声器,官方测试显示,其噪声值仅为85.5dB(近似轻声耳语,但另一些测试资料显示约110~120dB),至今仍为枪械静音性能的典范。现代步枪消声器受限于材料强度、体积与枪弹本身的问题,难以复现德利尔卡宾枪的极端降噪。当然,德利尔卡宾枪的极端安静也牺牲了射程与威力,适于专门隐秘近战。
dB是对数单位,其数值递增不代表线性倍数关系,而是基于能量(声音强度)或声音压力(振幅)的指数级变化。以声音强度(能量)为例,每增加3dB,声音强度翻倍,每增加10dB,声音强度增至10倍。而以声音压力(振幅)为例,每增加6dB,振幅翻倍;增加3dB,声压振幅增至约1.414倍,增加20dB,声压振幅增至10倍。
所以,当消声器将枪口噪声从160dB降低至130dB时,人耳的主观响度感受其实是安静了8倍左右,射手会感觉枪声强度显著减弱。
以笔者本人亲身经历为例,在室外靶场不佩戴耳罩射击56式冲锋枪时,射击第一发就有“刺痛”耳膜的感觉。将纸巾捏成团塞住耳孔后,枪声依然极其响亮,但感觉上却缓和了很多,起码不会“刺痛”耳膜。
.22 LR步枪的噪声一般在130~140dB左右;同口径的手枪则在150~160dB左右。9mm手枪通常在160~170dB左右;7.62×51mm口径步枪在165~170dB左右;4种类型的枪支笔者曾经在同一天同一个靶场上进行射击,裸耳射击发射时的主观感受各不相同。主观感觉上,.22 LR步枪声音极小,完全没有不舒服的感觉,.22 LR手枪则明显比较响亮,会有轻微刺耳的感觉。而在射击9mm手枪和7.62mm步枪时完全不敢摘下耳罩,因为有过裸耳状态射击56式冲锋枪的体验。
在影视作品中,消声器的效果经常被夸大,可能是因为剧情的需要。但电影《生死狙击》除外,其中有一段剧情是在.22 LR步枪的枪口通过不干胶带固定一个饮料瓶来减少枪口噪声,这是非常写实的。
十几年前《装备与生存》杂志的影视编辑们曾专门做过一组试验,同样采用大号可乐瓶,在.22 LR步枪上确实有显著的消声效果,但用在5.56mm步枪上则完全没有作用。可乐瓶属于密闭消声器,由于.22 LR步枪的枪口激波较小,其起到的消声作用明显。但5.56×45mm步枪的枪口激波太大,对于没有隔板多腔室结构的可乐瓶来说,完全起不到作用。
超音速弹与亚音速弹的区别
超音速弹的降噪瓶颈在于弹道激波不可消除:弹头速度超过音速时,其飞行会持续产生激波(类似战斗机音爆)。这种现象本质上是小型音爆,在枪械领域被称为“弹道爆音”(ballistic crack)或“音速特征”(sonic signature),其声压级可达120~140dB,远超消声器可处理范围。所以当发射超音速弹时,其自身会产生高频且尖锐的噪声。
弹道爆音的产生与音速直接相关,而音速主要取决于空气温度。在海平面、21℃环境温度及标准大气压条件下,音速约为347m/s。当弹头速度接近音速时,其表面气流(局部流速可能超过弹头速度)会突破音障,进入跨音速(transonic)状态。相比之下,尖头弹因能渐进排开空气,比圆头弹在更接近音速时仍能保持亚音速状态,从而延缓音爆产生。
所以超音速弹的弹道爆音源于弹头速度与气流相互作用的跨音速效应,而亚音速弹则是通过牺牲动能换取静音性,但降噪幅度受火药爆轰声限制。另外,弹头形状设计可优化跨音速临界点,间接影响噪声特性。
因此,在军事行动中为了提高枪械射击时的隐蔽效果,往往会配合消声器同时使用专门的亚音速弹,彻底避免弹道激波。也有些消声武器直接配用亚音速弹,如.45 ACP口径的德利尔卡宾枪(.45 ACP的枪口初速为250~270m/s)。
在超音速枪弹基础上特制的亚音速弹专为配合消声器使用,为了与.45 ACP或.22 LR本身就是亚音速弹区分开来,这些专门为减少枪声而设计的亚音速弹称为消声弹。
但有些理论认为,亚音速弹的实际降噪效果常常被媒体夸大。
对市场销售的消声器与消声弹的独立测试表明:与同口径的超音速弹相比,7.62×51mm口径的亚音速弹仅能将枪口噪声降低10~12dB。配合消声器使用时,这种亚音速弹的实测噪声值为121~137dB,仍显著高于环境背景声,但实际人耳感知会降低很多。
另一方面,亚音速弹的声音分贝降低其实与较少的发射药量和燃烧速度有关。要降低超音速弹枪口初速,就需要较少发射药,前面提到,枪口激波与枪弹内的发射药量成正比。此外,专门设计的消声弹往往还会采用燃速比较高的发射药,使火药燃气在枪管内能更快地彻底燃烧。
比如同样是.22 LR口径,步枪的声音明显小于手枪,是因为步枪较长的枪管允许发射药在枪膛内完全燃烧,燃气压力释放更平缓,枪口激波显著降低。而手枪因为枪管过短,发射药未充分燃烧即喷出枪口,残留发射药在枪口外二次爆燃,产生更剧烈的冲击波和噪声(同理,现代军用步枪的短突击版本都比标准枪管版本的枪声更响、枪口焰更强烈)。
如果只是单纯地将弹头初速从超音速降低至亚音速,会导致弹头的终点动能损失很多,严重影响武器的作战效能。因此亚音速弹通常会采用非常重的弹头,以弥补弹头动能损失。比如国产64式微声冲锋枪弹,虽然弹壳规格与51式手枪弹一样是7.62×25mm,但弹头特别长特别重,而相对的发射药量也少得多。
苏联/俄罗斯著名的9×39mm特种亚音速弹,就是在7.62×39mm步枪弹的弹壳上,扩口容纳一枚超长超重的9mm弹头(被网友戏称为钢筋弹头),AS VAL步枪发射该弹时噪声大约在125~135dB左右,兼具高弹道系数、强存能能力与适中后坐力,其亚音速弹头在近距离作战中表现极为出色,平衡了隐蔽性与终点效应。
近些年来,.300 BLK亚音速弹在西方国家特种部队受到越来越多的关注和应用,其是在5.56mm NATO弹壳的基础上,装配一枚7.62mm重弹头及较少量的高燃速发射药而成。有理由相信,美国人研制的.300 BLK是受到俄罗斯的启发,而且.300 BLK的弹道性能与苏联曾装备过的7.62×39mm亚音速弹很接近,只是.300 BLK弹经过了更好的优化。亚音速.300 BLK弹配合定制消声器(如Sig Sauer SLH),其枪口噪声水平(约125dB)显著低于用消声器发射超音速5.56×45mm NATO弹(约135dB)。
因此,在速燃发射药与较少发射药量的双重作用下,消声器发射消声弹时确实能进一步降低噪声,但效果不明显。所以近些年来许多外军一线特种部队流行全员配备步枪消声器,但并不配备消声弹,仍然发射普通超音速弹,他们追求在步枪上安装消声器带来的某些战术优势,却不追求极致的消声效果。
如果追求极致的消声效果,往往就会使用如9×39mm或.300 BLK这类专门设计的消声武器及弹药。
消声弹的典型代表包括:
.300Whisper弹,其由.221雷明顿“火球”弹弹壳扩颈而成,可发射质量250格令(16.2g)的.30口径弹头,初速约298m/s(亚音速),枪口动能达722J,与.45 ACP手枪弹(约500~600J)相当,凭借小直径与流线型弹头,外弹道性能显著优于.45ACP手枪弹。
主流的9×19mm巴拉贝鲁姆弹也有一种亚音速弹种,采用质量为147格令(约9.5g)的弹头,初速275~300m/s。
如果需要亚音速弹,还有一种做法:使用普通弹通过枪管开孔泄压的手段使弹头离开枪管前就降低初速。整体式消声器通常如此设计,比如MP5SD。MP5SD发射普通9mm超音速弹,但弹头出膛时达到亚音速,其枪口噪声约120~130dB。
另一个特殊案例是HK SMG I和SMG II冲锋枪,消声器作为附件,用户可根据需要自由安装或拆卸。安装消声器并打算进一步提高消声效果时,打开泄压开关,泄气孔会使部分火药燃气进入枪管下方的管状储气室内,导致弹头后方的膛压降低而降低弹头初速,这样超音速的普通弹头出膛时会变成亚音速。当弹头离开枪膛飞向目标时,储气室里面的气体就会重新回到枪管内从枪口处逸出。
但如果没有泄压功能的整体式消声器,基本上不会降低弹头的枪口初速。所以这里又涉及2个误区。
误区1, 消声器降低了枪口初速。
事实是,在一些实际测试中,安装消声器后,如果发射的是超音速弹,枪口初速还略微提升了(约10~30m/s)。当然,对于每秒至少超过700m、甚至高达900m的超音速弹头来说,只提升10~30m/s的实际意义不大,对日常射击或近距离战术任务影响有限。但这也说明绝大多数附件式消声器并非枪弹减速器。
其实弹头初速最高速并非弹头刚离开膛口时,因为喷出枪管并在空气中进行二次燃烧的火药燃气会对弹头产生继续推进的后效作用。而消声器的密闭性可使火药燃气在弹头离开前更充分地燃烧膨胀,使其对弹头的推进作用有所加强,因此就产生了略微提升初速的效果。
这种情况在超音速弹及一些高质量的消声器上会比较明显,如果是低效消声器和亚音速弹,则没有明显的“提速”作用。
这种后效推动会影响膛口流场的一致性,对射击精度产生负面影响。所以许多优质的消声器都通过流体动力学设计,将初速波动尽量控制在极低范围内。
误区2,消声器导致射击精度下降。
要视具体情况而定。多数情况下,安装枪口消声器确实会造成射击精度下降,但具体下降多少要看消声器的设计和制造水平。之所以现代狙击手越来越多地使用消声器,也是因为现代消声器的质量越来越高,对精度的负面影响越来越低。但也有个例。某些以配合消声器最优化设计的枪械,在拆除消声器后精度反而下降了。比如国产的05式冲锋枪,设计时就是以消声状态为最优化设计,在拆除消声器并发射超音速弹,其效果比安装消声器并发射亚音速弹差一点。
消声器的战术价值
消声器除可降低枪口噪声外,还有另外两个附加好处:降低后坐力和减少膛口焰。
消声器是将枪口排出的火药燃气速度降低,而这些火药燃气的速度通常会占后坐力速度的30~50%。再加上消声器的自重以及安装消声器后而使全枪质心向枪口端偏移,通过惯性效应降低后坐力的同时抑制枪口上跳。
如果没有消声器,未燃尽的火药燃气原本会暴露到空气中二次燃烧从而产生火光,这就是膛口焰的成因。安装消声器后,未充分燃烧的发射药颗粒可在消声器内完成燃烧,即减少膛口焰。
基于消声器的特点,其在现代战争中具有以下价值:
首先,消声器具有声学伪装效应
消声器不仅能降低噪声强度,更重要的是将枪口爆鸣的典型声纹特征(峰值频率2~5kHz)转化为与环境背景噪声相似的低频噪声(<1kHz)。这种声学特征改变使50m外人员对枪声的识别准确率下降87%(据北约STANAG 4737标准测试数据),印证了芬兰谚语“消声器不会让射手静默,却能使其隐于无形”的战术意义。在城市环境(背景噪声65~75dB)等复杂声场中,该效应尤为显著。
其次,消声器具有极佳的消焰效果
膛口焰不仅可能暴露自身,在夜战中射手使用夜视仪器时,枪口的强烈闪光也会干扰夜视仪的画面,消声器给夜战中佩戴夜视仪的士兵带来好处。
最后,有助于后坐力的削弱
消声器的安装有助于降低后坐力的同时还可抑制枪口上跳,使得士兵在近距离快速射击或连发时更容易控制枪械。
结语
美军特种部队的研究机构专门测试统计过消声器带来的战术效益,如表格所示。
正是基于这些战术优势,外军特种部队采用消声器越来越普及,但却不追求极致的消声效果。有些消声器制造商,甚至专门推出一些降低了降噪效果的短消声器。这些短消声器并不是采用更先进的技术得以减少容积,而是直接减少膨胀腔室以缩短消声器的长度,使得安装消声器的步枪不会变得太长。这样在保持上述战术优势外,还使武器具有较好的灵活性。
不过也有例外,化名Shrek(真名是John Mcphee)的三角洲突击队员曾提到,他在伊拉克使用16英寸(406mm)枪管的SR-25K步枪(这种短枪管的7.62mm NATO口径步枪的枪口噪声比长枪管的要大),在室内近战中未使用消声器(在密闭的室内条件下,枪声会放大3~10dB,而且声波在墙壁、天花板和地面间反复反射,形成混响场,延长声能持续时间)时,未戴耳罩的敌人耳朵都能震出血,连震撼弹都省了。但这样做对自己人却没有影响,因为像三角洲这样的精锐特种部队不光全员配备消声器,还全员配备电子拾音降噪耳机。
编辑/刘玉珍
