除與槍管連為一體的整體式消聲器外,大多數消聲器通過“內螺紋”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?,F今這種消聲器多用于手槍或.22LR口徑的步槍。而現代步槍較流行的QD(quick-detach)消聲器即快拆式消聲器是通過與槍口消焰器相配合固定來安裝,有的還需配輔助鎖定裝置。
消聲器尺寸大小由發射時所產生的槍口激波與槍彈內的發射藥量決定。通??趶皆酱螅瑯尶诩げㄔ酱螅托枰咝Щ蛉莘e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,美國海軍1980年代為9mm手槍研制的一次性消聲器,其長度約150mm,直徑約45mm,設計壽命為普通彈6發或亞音速彈30發。相比之下,用于適配發射大威力.50BMG口徑彈的步槍消聲器其尺寸為長509mm,直徑約76mm。
同一型號的武器發射同一型號的槍彈,并使用同一結構原理的消聲器,通常越長越粗的消聲器消聲效能越好。
對消聲器的實彈測試結果表明,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,槍聲160dB左右(相當于噴氣發動機近距離噪聲)。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,但價格昂貴,且需要適配專用亞音速彈,不具有普及性。
二戰時期英國特種部隊小批量列裝的德利爾消聲卡賓槍,使用.45ACP亞音速彈與整體式消聲器,官方測試顯示,其噪聲值僅為85.5dB(近似輕聲耳語,但另一些測試資料顯示約110~120dB),至今仍為槍械靜音性能的典范。現代步槍消聲器受限于材料強度、體積與槍彈本身的問題,難以復現德利爾卡賓槍的極端降噪。當然,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。
dB是對數單位,其數值遞增不代表線性倍數關系,而是基于能量(聲音強度)或聲音壓力(振幅)的指數級變化。以聲音強度(能量)為例,每增加3dB,聲音強度翻倍,每增加10dB,聲音強度增至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,當消聲器將槍口噪聲從160dB降低至130dB時,人耳的主觀響度感受其實是安靜了8倍左右,射手會感覺槍聲強度顯著減弱。
以筆者本人親身經歷為例,在室外靶場不佩戴耳罩射擊56式沖鋒槍時,射擊第一發就有“刺痛”耳膜的感覺。將紙巾捏成團塞住耳孔后,槍聲依然極其響亮,但感覺上卻緩和了很多,起碼不會“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在同一天同一個靶場上進行射擊,裸耳射擊發射時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,會有輕微刺耳的感覺。而在射擊9mm手槍和7.62mm步槍時完全不敢摘下耳罩,因為有過裸耳狀態射擊56式沖鋒槍的體驗。
在影視作品中,消聲器的效果經常被夸大,可能是因為劇情的需要。但電影《生死狙擊》除外,其中有一段劇情是在.22LR步槍的槍口通過不干膠帶固定一個飲料瓶來減少槍口噪聲,這是非常寫實的。
十幾年前《裝備與生存》雜志的影視編輯們曾專門做過一組試驗,同樣采用大號可樂瓶,在.22LR步槍上確實有顯著的消聲效果,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,對于沒有隔板多腔室結構的可樂瓶來說,完全起不到作用。
超音速彈的降噪瓶頸在于彈道激波不可消除:彈頭速度超過音速時,其飛行會持續產生激波(類似戰斗機音爆)。這種現象本質上是小型音爆,在槍械領域被稱為“彈道爆音”(ballisticcrack)或“音速特征”(sonicsignature),其聲壓級可達120~140dB,遠超消聲器可處理范圍。所以當發射超音速彈時,其自身會產生高頻且尖銳的噪聲。
彈道爆音的產生與音速直接相關,而音速主要取決于空氣溫度。在海平面、21℃環境溫度及標準大氣壓條件下,音速約為347m/s。當彈頭速度接近音速時,其表面氣流(局部流速可能超過彈頭速度)會突破音障,進入跨音速(transonic)狀態。相比之下,尖頭彈因能漸進排開空氣,比圓頭彈在更接近音速時仍能保持亞音速狀態,從而延緩音爆產生。
所以超音速彈的彈道爆音源于彈頭速度與氣流相互作用的跨音速效應,而亞音速彈則是通過犧牲動能換取靜音性,但降噪幅度受火藥爆轟聲限制。另外,彈頭形狀設計可優化跨音速臨界點,間接影響噪聲特性。
因此,在軍事行動中為了提高槍械射擊時的隱蔽效果,往往會配合消聲器同時使用專門的亞音速彈,徹底避免彈道激波。也有些消聲武器直接配用亞音速彈,如.45ACP口徑的德利爾卡賓槍(.45ACP的槍口初速為250~270m/s)。
在超音速槍彈基礎上特制的亞音速彈專為配合消聲器使用,為了與.45ACP或.22LR本身就是亞音速彈區分開來,這些專門為減少槍聲而設計的亞音速彈稱為消聲彈。
但有些理論認為,亞音速彈的實際降噪效果常常被媒體夸大。
對市場銷售的消聲器與消聲彈的獨立測試表明:與同口徑的超音速彈相比,7.62×51mm口徑的亞音速彈僅能將槍口噪聲降低10~12dB。配合消聲器使用時,這種亞音速彈的實測噪聲值為121~137dB,仍顯著高于環境背景聲,但實際人耳感知會降低很多。
另一方面,亞音速彈的聲音分貝降低其實與較少的發射藥量和燃燒速度有關。要降低超音速彈槍口初速,就需要較少發射藥,前面提到,槍口激波與槍彈內的發射藥量成正比。此外,專門設計的消聲彈往往還會采用燃速比較高的發射藥,使火藥燃氣在槍管內能更快地徹底燃燒。
比如同樣是.22LR口徑,步槍的聲音明顯小于手槍,是因為步槍較長的槍管允許發射藥在槍膛內完全燃燒,燃氣壓力釋放更平緩,槍口激波顯著降低。而手槍因為槍管過短,發射藥未充分燃燒即噴出槍口,殘留發射藥在槍口外二次爆燃,產生更劇烈的沖擊波和噪聲(同理,現代軍用步槍的短突擊版本都比標準槍管版本的槍聲更響、槍口焰更強烈)。
如果只是單純地將彈頭初速從超音速降低至亞音速,會導致彈頭的終點動能損失很多,嚴重影響武器的作戰效能。因此亞音速彈通常會采用非常重的彈頭,以彌補彈頭動能損失。比如國產64式微聲沖鋒槍彈,雖然彈殼規格與51式手槍彈一樣是7.62×25mm,但彈頭特別長特別重,而相對的發射藥量也少得多。
蘇聯/俄羅斯著名的9×39mm特種亞音速彈,就是在7.62×39mm步槍彈的彈殼上,擴口容納一枚超長超重的9mm彈頭(被網友戲稱為鋼筋彈頭),ASVAL步槍發射該彈時噪聲大約在125~135dB左右,兼具高彈道系數、強存能能力與適中后坐力,其亞音速彈頭在近距離作戰中表現極為出色,平衡了隱蔽性與終點效應。
近些年來,.300BLK亞音速彈在西方國家特種部隊受到越來越多的關注和應用,其是在5.56mmNATO彈殼的基礎上,裝配一枚7.62mm重彈頭及較少量的高燃速發射藥而成。有理由相信,美國人研制的.300BLK是受到俄羅斯的啟發,而且.300BLK的彈道性能與蘇聯曾裝備過的7.62×39mm亞音速彈很接近,只是.300BLK彈經過了更好的優化。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射超音速5.56×45mmNATO彈(約135dB)。
因此,在速燃發射藥與較少發射藥量的雙重作用下,消聲器發射消聲彈時確實能進一步降低噪聲,但效果不明顯。所以近些年來許多外軍一線特種部隊流行全員配備步槍消聲器,但并不配備消聲彈,仍然發射普通超音速彈,他們追求在步槍上安裝消聲器帶來的某些戰術優勢,卻不追求極致的消聲效果。
如果追求極致的消聲效果,往往就會使用如9×39mm或.300BLK這類專門設計的消聲武器及彈藥。
消聲彈的典型代表包括:.300Whisper彈,其由.221雷明頓“火球”彈彈殼擴頸而成,可發射質量250格令(16.2g)的.30口徑彈頭,初速約298m/s(亞音速),槍口動能達722J,與.45ACP手槍彈(約500~600J)相當,憑借小直徑與流線型彈頭,外彈道性能顯著優于.45ACP手槍彈。
主流的9×19mm巴拉貝魯姆彈也有一種亞音速彈種,采用質量為147格令(約9.5g)的彈頭,初速275~300m/s。
如果需要亞音速彈,還有一種做法:使用普通彈通過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計,比如MP5SD。MP5SD發射普通9mm超音速彈,但彈頭出膛時達到亞音速,其槍口噪聲約120~130dB。
另一個特殊案例是HKSMGI和SMGII沖鋒槍,消聲器作為附件,用戶可根據需要自由安裝或拆卸。安裝消聲器并打算進一步提高消聲效果時,打開泄壓開關,泄氣孔會使部分火藥燃氣進入槍管下方的管狀儲氣室內,導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會變成亞音速。當彈頭離開槍膛飛向目標時,儲氣室里面的氣體就會重新回到槍管內從槍口處逸出。
但如果沒有泄壓功能的整體式消聲器,基本上不會降低彈頭的槍口初速。所以這里又涉及2個誤區。
誤區1,消聲器降低了槍口初速。
事實是,在一些實際測試中,安裝消聲器后,如果發射的是超音速彈,槍口初速還略微提升了(約10~30m/s)。當然,對于每秒至少超過700m、甚至高達900m的超音速彈頭來說,只提升10~30m/s的實際意義不大,對日常射擊或近距離戰術任務影響有限。但這也說明絕大多數附件式消聲器并非槍彈減速器。
其實彈頭初速最高速并非彈頭剛離開膛口時,因為噴出槍管并在空氣中進行二次燃燒的火藥燃氣會對彈頭產生繼續推進的后效作用。而消聲器的密閉性可使火藥燃氣在彈頭離開前更充分地燃燒膨脹,使其對彈頭的推進作用有所加強,因此就產生了略微提升初速的效果。
這種情況在超音速彈及一些高質量的消聲器上會比較明顯,如果是低效消聲器和亞音速彈,則沒有明顯的“提速”作用。
這種后效推動會影響膛口流場的一致性,對射擊精度產生負面影響。所以許多優質的消聲器都通過流體動力學設計,將初速波動盡量控制在極低范圍內。
誤區2,消聲器導致射擊精度下降。
要視具體情況而定。多數情況下,安裝槍口消聲器確實會造成射擊精度下降,但具體下降多少要看消聲器的設計和制造水平。之所以現代狙擊手越來越多地使用消聲器,也是因為現代消聲器的質量越來越高,對精度的負面影響越來越低。但也有個例。某些以配合消聲器最優化設計的槍械,在拆除消聲器后精度反而下降了。比如國產的05式沖鋒槍,設計時就是以消聲狀態為最優化設計,在拆除消聲器并發射超音速彈,其效果比安裝消聲器并發射亞音速彈差一點。
消聲器除可降低槍口噪聲外,還有另外兩個附加好處:降低后坐力和減少膛口焰。
消聲器是將槍口排出的火藥燃氣速度降低,而這些火藥燃氣的速度通常會占后坐力速度的30~50%。再加上消聲器的自重以及安裝消聲器后而使全槍質心向槍口端偏移,通過慣性效應降低后坐力的同時抑制槍口上跳。
如果沒有消聲器,未燃盡的火藥燃氣原本會暴露到空氣中二次燃燒從而產生火光,這就是膛口焰的成因。安裝消聲器后,未充分燃燒的發射藥顆??稍谙暺鲀韧瓿扇紵?,即減少膛口焰。
基于消聲器的特點,其在現代戰爭中具有以下價值:
首先,消聲器具有聲學偽裝效應
消聲器不僅能降低噪聲強度,更重要的是將槍口爆鳴的典型聲紋特征(峰值頻率2~5kHz)轉化為與環境背景噪聲相似的低頻噪聲(lt;1kHz)。這種聲學特征改變使50m外人員對槍聲的識別準確率下降87%(據北約STANAG4737標準測試數據),印證了芬蘭諺語“消聲器不會讓射手靜默,卻能使其隱于無形”的戰術意義。在城市環境(背景噪聲65~75dB)等復雜聲場中,該效應尤為顯著。
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,在夜戰中射手使用夜視儀器時,槍口的強烈閃光也會干擾夜視儀的畫面,消聲器給夜戰中佩戴夜視儀的士兵帶來好處。
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還可抑制槍口上跳,使得士兵在近距離快速射擊或連發時更容易控制槍械。
美軍特種部隊的研究機構專門測試統計過消聲器帶來的戰術效益,如表格所示。
正是基于這些戰術優勢,外軍特種部隊采用消聲器越來越普及,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的技術得以減少容積,而是直接減少膨脹腔室以縮短消聲器的長度,使得安裝消聲器的步槍不會變得太長。這樣在保持上述戰術優勢外,還使武器具有較好的靈活性。
不過也有例外,化名Shrek(真名是JohnMcphee)的三角洲突擊隊員曾提到,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槍管的要大),在室內近戰中未使用消聲器(在密閉的室內條件下,槍聲會放大3~10dB,而且聲波在墻壁、天花板和地面間反復反射,形成混響場,延長聲能持續時間)時,未戴耳罩的敵人耳朵都能震出血,連震撼彈都省了。但這樣做對自己人卻沒有影響,因為像三角洲這樣的精銳特種部隊不光全員配備消聲器,還全員配備電子拾音降噪耳機。
編輯/劉玉珍