消音器为什么能消音,消声器什么工作原理
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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.
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。