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槍口/炮口製退器(製動器)(組圖)

(2010-02-12 18:32:30) 下一個

炮口製動器(製退器)

維基百科


AMX6x6輪型裝甲車105mm主炮炮管製動器。

M198的炮管製動器正將瓦斯往兩側排出。

炮口製動器或者反衝輔助器(muzzle brake;recoil compensator)是輕兵器的槍管上或者火炮炮管上的裝置,俗稱“防火帽”。這種裝置的設置目的在於將彈藥中所燃燒推動彈頭的瓦斯重新定向排放,如此可以減輕槍支或火炮的反衝作用,減少槍/炮管射擊時無謂的上揚,大幅增加射擊的效率,尤其需要快速射擊的時候。

炮口製動器在戰鬥時與限時射擊競賽(practical pistol)時就能夠顯現其重要性,甚至在大口徑的火炮與戰車炮上亦然;至於槍支則更無需贅言。

為了便捷起見,以下本文將以製動器之作為文章中的簡稱。

術語

製動器的專用術語(Terminology)不下7種,包括前麵炮口製動器(muzzle brake)以及反衝輔助器(recoil compensator)之外,還有“輔助器”(compensator)、“反衝製動器”(recoil brake)、“混合製動器”(hybrid compensator)、“反衝抑止器”(recoil check)、“炮口馴服器”(Muzzle Tamer),以及“Mag-na-port”。

這麽多種名稱都指向這種裝置的功能就是將推動彈頭的瓦斯向上、向兩側或者向後導引排出,由於瓦斯的壓力相當高,又加以導向排放,或導引瓦斯排向導版,因此產生足夠的反作用力將發射的槍/炮管減少上揚與反衝。

製動器的設計方式

PGM狙擊步槍的防火帽。
90mm M3反戰車炮,可注意到製動器采用瓦斯水平排放設計。

製動器最基本的設計可由M3戰車炮的製動器(90 mm tank guns)作為參考。製動器通常像是個裝置在槍/炮管末端的鳥籠,不過上麵的瓦斯排放結構大約有四種:線性式導槽(slots)、導引式排氣管(vents;具有指向性的排氣管)、導引/非導引式排氣孔(holes)、氣流擋板(baffles)。隻要彈頭發射出去,後麵推送的瓦斯就會被前麵的各種形式的導引排送方式所控製。

製動器的另一種設計是不定向式的設計,在槍/炮口靠近的末端設計分布均勻的排氣孔,往往彈頭還沒有真正被射出槍/炮膛外之前瓦斯已經先從這些排放口被排出

製動器的第三種設計是延遲瓦斯的排放而非限定排放的方向;亦即槍/炮口設置有容納瓦斯的裝置,以槍支來說抑製器可以算的上是一種製動器。

這些設計都是要成功地導引瓦斯的排放方向來中和(counteract)瓦斯對槍/炮的反作用力,因為瓦斯的體積與速度都相當驚人,如果導引成功其原理就有如飛行器上的推力反向器設計一樣;例如AKM的槍口就有一個小小略偏向右下方的擋板(baffles),其目的就在於利用彈頭離開槍膛之後的瓦斯急速膨脹時,對擋板產生作用力,則擋板產生反作用力則抑止槍口往左上方的跳動。

更先進的製動器設計是采用擋板或者將製動器的容積提高,增加瓦斯容量並且遲滯排放的速度,這是利用線性輔助器的基本原則;除了提高製動器的容積之外同時增加導槽(縱向或橫向因槍種與彈藥而定,尤其競賽槍種的彈藥通常為選手自行填裝),這種技術往往也出現在IPSC的競賽用槍上。

製動器的功效


S&W Model 500
展示其槍口的製動器。

製動器如同大部份的裝置或者設備一樣,盡管是為了降低,甚至抑製發射時所產生的反衝,然而仍然有利弊的產生,而且所謂的反衝也是個主觀的概念。有的射手認為反衝是令人痛苦的;換一個射手則視為理所當然;反衝是不是那麽明顯(sharp)就看衝力的速度表現是不是很快,反之則會給射手“溫柔”的感覺。

製動器的優點

測量反衝的力量不難,因為測量的方式不勝其數。普遍來說反衝有10%~50%的量可以降低的,至少槍廠與製動器製造商是這麽說的(見PGRS-1);不過話又說回來,製動器又需要彈藥的配合才會測量出好的評比,也就是彈藥口徑越大,就能產生足夠的高壓瓦斯衝入製動器來上演一出產生低反衝的好戲,比較小的標準彈藥演出就沒有那麽動人了。

製動器另外一個好處就是抑製槍/炮口上揚,這對於重新瞄準是重要的關鍵,尤其對自動武器而言;一般步槍所呈現的反衝可以由射手進行控製(例如纏繞槍背帶),雖然不是那麽理想;自動武器或者是大口徑獵槍對於製動器的依賴可以想像而知(有的自動武器以配重的方式抑製槍口在射擊的上揚)。

小口徑的狙擊槍也會采用製動器不是為了趕時髦,這個差別是在於受過訓練的射手(狙擊手)能夠放心的從瞄準鏡中看見彈著點,而不是慌亂地在槍口上揚後重新奪回對槍支的控製權,再透過瞄準鏡重新追蹤目標。

有個笑話是說有個愛喝咖啡的老兄每次喝完咖啡右眼就又紅又痛,流淚不已。於是這位老兄去看醫生,英明的醫生隻花了三分鍾不到就結束診療並且不收費也沒開藥,隻留下一句醫囑之後這位老兄喝咖啡再也不會眼睛痛了。醫生說,

“喝咖啡的時候要把湯匙拿起來。”

製動器與這個笑話的關聯是,既然槍口上揚與槍身反衝的問題大致上被解決了,同時也解決射手瞄準的眼睛避免因為槍支反衝而遭到瞄準鏡目鏡(ocular)或者是照門的撞擊,如果不注意靠的太近的話;畢竟這牽涉到自尊心的問題,又紅又痛還可能失明的眼睛是讓人感到相當沮喪的;一個小小的組件卻挽救了射手的信心與尊嚴,不能否認在打不中目標與眼睛的外傷的比較上,後者更為人所重視。

製動器與射擊訓練也有直接的關係。對於沒有經驗的新手或者新兵而言除了噪音就足夠讓人緊張之外,射擊時產生反衝更是讓新手對這樣僵硬而猛烈的碰撞提心吊膽。如果又是正式的射擊課程打個沒日沒夜,對於教官來說不斷地耳提麵命加強瞄準也抵不過新手對於反衝的反應,不是將肩膀往前頂就是死命抱著槍再射擊。

這樣的課程隻會帶來兩種下場,射手與教官都很沮喪,因為成績慘不忍睹;還有就是疲累,學員的疲累更勝教官,由於以僵硬的姿勢維持長時間射擊的關係。這樣的疲勞來自於恐懼,一種透過急扣扳機來釋放焦慮的行為但是隻會浪費彈藥而已。解決這種問題最好的方法並不是處罰學員以高舉步槍大喊“我愛射擊,我愛彈藥”然後繞著部隊跑就可以了;製動器才是真正解決問題的辦法(一直到1989年台灣教育單位仍然以高威力的.30-06彈藥加上M1903春田步槍提供高中生進行射擊訓練,其訓練結果不言可喻)。

製動器的缺點


巴雷特M82狙擊步槍;請注意它前方具有指向性的製動器;射手也配戴上耳塞。

或許聽起來製動器或者輔助器還真是不錯,但是不等於不用花到一毛錢或者沒有代價;當製動器裝上槍口的時候不能說不會令人感到後悔,盡管是程度上的差別。最明顯的就是製動器會使得槍口的噪音變大火光變的更亮,因為噪音與火光等於是被限定以固定方向傳播,尤其噪音與火光是從導引式排氣管(vents)排出的時候,變的更具有指向性,如果排放方向朝後方以減輕後座力的話(想像射擊巴雷特步槍的情形,它的槍口一共左右共四個朝向後方的排放口)。這也就是為什麽特別是在室內的時候進行射擊訓練時要做好聽力與視力的防護原因。

製動器的噪音威力以下列文字紀錄敘述:

‘以具公信力的音響儀器紀錄到的大型槍口或高出速步槍的製動器噪音程度高達160分貝以上,光是120分貝的噪音就足夠造成耳朵永久性聽覺傷害。如果你的耳罩上的說明寫的夠清楚你會發現耳罩頂多隻能降低22~31分貝的音量,也就是說就算你帶著耳罩聽見從製動器傳出的槍聲之後,你除了可能不會譜曲之外從此要承擔會變的跟貝多芬沒兩樣的風險。’

"Recorded noise levels (on certified audiological instruments) at the muzzle of a magnum or high velocity rifle with a muzzle break normally exceed 160 decibels. Permanent ear damage occurs at 120 decibels. If you read the fine print on the finest set of ear plugs and ear muffs available, you will find the total noise reduction only between 22 and 31 decibels. This means that on a rifle with a muzzle brake, even if you are wearing hearing protection, you are suffering permanent damage."

測量結果顯示出製動器具有擴音的效果,能增加5~10分貝的音量,因此槍口噪音高達160分貝(A) +/- 3分貝。音量高達120~125分貝時就夠讓你耳膜產生劇痛,盡管也有來源指出133分貝才是耳膜劇痛的門檻;主動式電子噪音抵製耳罩(ear muffs)隻能對於直接傳達的音源與音量對減17~33分貝,而且還要看是低中高頻中所測得最細的音量;被動式耳罩的測量值範圍較廣,可以降低20~30分貝。不過也要看是否使用正確,如果同時使用耳塞(ear plugs)與耳罩是個獲得最大保護的措施,但是使否能夠產生足夠的功效目前為止並無定論。證據顯示混合噪音遞減比(combined noise reduction ratio;NRR)在同時使用耳塞與耳罩的同時以加權計算(weighted),以測量得到降低的36分貝減去7得到29分貝,距離160分貝的高峰差別並不是那麽明顯,也就是說射手同時配戴耳塞與耳罩並不等於得到不會遭受聽力傷害的保證,如果我們以120分貝為基準的話。

歐盟的標準來說,歐盟所規定的勞工法條中不得讓勞工承受高達137分貝的噪音,不論是高速運行(impulsive)或者衝撞(impact)的噪音,最多不得超過140分貝,在有保護的情形下;而這還隻是通則,在歐盟各國往往訂定的標準比這項條約還嚴格。以大英國協(United Kingdom)為例,其噪音管製標準依據各項資料來源訂定為120分貝,並且規定不得暴露在超過一定的時間範圍內;美國則依照OSHA(勞工安全健康管理局)規定在工作一整天的時間裏,環境噪音上限為90分貝;歐盟則為80分貝。

歐盟立法機構要求將噪音從源頭改善為技術上最好的方法;軍方與警方等專業槍械使用者得依法發配使用適當的專用抑製器或聽力防護用品。原則上警方得被視為雇員(employer)並依照命令與要求執行法律行動,然而假使員警於勤務中因其所發配之防護裝備而導致工作上的健康損失得與以補償。

以製動器或補助器相對來說,通常是龐大的而且增加槍支額外的長度與寬度,也使得槍口變的笨重而影響動作上的操控。甚至發射時巨大的火光會引起心理上的壓力(flinch),尤其是操作反器材步槍的射手更是必須要麵對這種情形,有的射手還會出現額竇性頭痛(sinus cavity concussion discomfort)。

製動器在戰術上也會造成不利的狀況,不論是小口徑武器或者火炮上,依製動器的設計而論,排出的高壓瓦斯會卷起塵土或者噴發碎屑形成煙霧而曝露射擊位置;老經驗的戰防炮手會在條件許可下於默認的陣地前方倒水將地麵弄濕,以避免上述情形發生。(不過在北非戰場就沒有相對許可條件,然而德軍的Flak18高射/戰防炮並不會因為半埋式的陣地而必須擔心發射時炮口所卷起塵土而曝露位置,盡管有的陣地炮口距離地麵隻有8英吋。而是高溫所造成的地麵空氣對流會曲折光線,以傳統光學瞄準具是無法讓英軍裝甲部隊準確地進行還擊)。抑製器在這一點上完全沒有造成任何影響,因為它會先容納發射時產生的高壓瓦斯之後再向前排出。



































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