Tlmiče hluku II.

Teraz si preberieme problematiku akustickej účinnosti tlmiča. Hluk výstrelu z palnej zbrane sa skladá z troch zložiek.Prebereme si postupne všetky.

Prvou zložkou je hluk, ktorý vytvára vlastná automatika zbrane, respektíve mechanizmus zabezpečujúci nabitie prípadne prebitie zbrane . Túto hlučnosť možno obmedziť iba zásadným zásahom do konštrukcie zbrane alebo náboja a aj tak zvyčajne nedôjde k zásadnému zlepšeniu. Najtichšie sú teda logicky mechanizmy zbraní s ručne ovládaným záverom (pušky), ktorých "hlučnosť" sa pohybuje okolo 40-50 dB.

Druhou hlukovou zložkou je jej najznámejšia časť, vlastný výstrel. Tento tresk je spôsobený nárazom plynov vytekajúcich veľkou rýchlosťou z hlavne na okolitú atmosféru (spravidla v okamihu keď strela opustí ústie hlavne). Rýchlosť výstrelných plynov môže dosiahnuť až 2 000 m / s. Dobrou správou je, že tento tresk možno veľmi dobre utlmiť. Stačí dať do prúdu z hlavne vytekajúcich plynov akúkoľvek mechanickú prekážku, na ktorej sa výstrelné plyny schladia, spomalia, rozptýlia alebo zastavia. (Poznáte to, je to zo základnej školy známy veľmi voľne formulovaný zákon zachovania energie a prvá termodynamická veta; "Energiu nemožno vyrobiť ani zničiť, ale iba premeniť na iný druh energie. " V našom prípade kinetickú energiu plynov zmeníme na teplo.)

Iste ste sami už mnohokrát v televízii videli, ako zákerný zloduch zo sadistickou radosťou zastrelí nevinnú obeť, zvyčajne krásnu cicušku, ranou zblízka cez jej obľúbený vankúšik s zajačikom. Bez použitia tlmiča môže hluk výstrelu dosiahnuť akustický tlak viac ako 140 dB, ak použijete aj veľmi primitívne tlmič hluku nie je problém stlačiť akustický tlak výstrele pod 100 dB. Jednoduchý príklad, vystreľte v zbrani s tlmičom výstrelu slepým nábojom (bez strely), budete počuť len tiché lupnutie a prd.

Treťou a najproblémovejšou hlukovou zložkou streľby je hluk vyvolaný letiacou strelou.Strela letiacia nadzvukovou rýchlosťou vytvára obdobnú rázovú vlnu ako nadzvukové lietadlo. Pri rýchlosti väčšej ako 400 m / s vyvolá hluk o akustickom tlaku až 140 dB. Strela letiacia rýchlosťou 100 m / s vyvolá hluk okolo 80 dB. S týmto javom sa bohužiaľ nedá vôbec nič robiť, hluk letiaci strely je neodstrániteľný a kaliber, dĺžka ani tvar strely nemá zásadný význam. Tento hluk je závislý len a len na rýchlosti strely, na ničom inom.

Zhrnutie

Hluk nabíjacích a vybíjacích mechanizmov zbrane vieme utlmiť alebo obmedziť pomocou ručne ovládaného záveru. Hluk výstrelu  vieme pomocou veľmi primitívnych prostriedkov utlmiť tiež. Avšak čo príliš ovplyvniť nejde, je hluk letiaci strely.

Niekde sme si už povedali, že: "K zabitiu človeka treba zásah do hlavy strelou o hmotnosti > 5 gramov s dopadovou energiou Ed> 80 J. "

A tu je náš veľký problém. Máme tri imaginárny strely o váhe 5, 10 a 15 gramov (napr. 7,65 mm Browning, .357 Magnum a .45 Auto) v hlavni, tesne priložené k imaginárnej hlave, na ktorú majú dopadnúť s energiou 80 J (pre zjednodušenie výpočtu som priložil hlaveň k hlave preto, aby sa energia úsťová rovnala energii dopadovej).

No a zo vzorca    si teraz vypočítame minimálnu rýchlosť, aku musí strela mať, aby dopadla so smrtiacou energiou min. 80 J.
v - počiatočná rýchlosť strely (m / s)
E - úsťová energia strely (J)
m - hmotnosť strely (kg)

 

Výpočet

Aby strela s hmotnosťou m 5 gramov dosiahla dopadové energie E 80 J, musí opustiť ústie hlavne rýchlosťou v min. 179 m/s Pri tejto úsťovej rýchlosti vyvinie strela hluk o akustickom tlaku približne 83 dB.

Aby strela s hmotnosťou m 10 gramov dosiahla dopadové energie E 80 J, musí opustiť ústie hlavne rýchlosťou v min. 126 m / s Pri tejto úsťovej rýchlosti vyvinie strela hluk o akustickom tlaku približne 80 dB.

Aby strela s hmotnosťou m 15 gramov dosiahla dopadové energie E 80 J, musí opustiť ústie hlavne rýchlosťou v min. 103 m / s Pri tejto úsťovej rýchlosti vyvinie strela hluk o akustickom tlaku približne 78 dB.

Ak chceme viesť účinnú paľbu aspoň na 100 metrov, musíme zvýšiť úsťovú rýchlosť strely približne o 20 m / s, čo zvýši jej "hlučnosť" asi o 3 dB (platí pre všetky tri výpočty). Z tejto matematické simulácie vyplýva, že zmena hmotnosti strely pri zachovaní rovnakej dopadovej energie nemá nijako zásadný vplyv na jej hlučnosť za letu. Aj pri maximálnej možnej hmotnosti strely 15 gramov nemožno pri zachovaní účinnosti znížiť akustický tlak letiace strely pod 80 dB. Preto je jedno, z ako tichej zbrane (mechanizmus do 40 dB, utlmený výstrel do 40 dB) vystrelíte. Pri  minimálnej dopadovej energií 80 J vyvolá letiaci projektil akustický tlak minimálne 80 dB a to je fakt, ktorý nemožno zmeniť.

Graf pomeru rýchlosti strely (m / s) a akustického tlaku (dB) spôsobeného jej preletom okolitou atmosférou

Meranie platí pre náboj 7,62 x39 mm. Úsťová rýchlosť bola meraná 5 metrov od ústia hlavne. Zvukomerná stanica bola umiestnená v smere streľby 35 metrov od ústia hlavne a 10 metrov od osi streľby. Pre potlačenie zvuku výstrelu bola streľba vedená zo murované budovy (tehla 30 cm) cez otvor v stene vybavený gumovou membránou a polystyrénovým blokom. Akustický tlak vlastného výstrelu dosahoval vo vzdialenosti 35 metrov od ústia hlavne veľmi malých, prakticky nemerateľných hodnôt.Z uvedeného grafu vyplýva, že najstrmší nárast hlučnosti začína pri rýchlosti strely nad 320 m / s (92 dB), preto ak chcete obmedziť hlučnosť strely, musíte obmedziť jej rýchlosť pod túto hodnotu. A tým sme sa dostali k účinnosti zbrane, čo si dáme v ďalšej časti.