Многие автолюбители даже не представляют, насколько важна выхлопная система автомобиля в безаварийной работе силового агрегата, и не уделяют её обслуживанию должного внимания, в результате чего, может произойти выход из строя двигателя. Именно по этой причине, стоит внимательно ознакомиться с принципом работы выхлопной системы, её конструктивными особенностями, и знать, из чего состоит выхлопная система.
В работе двигателя внутреннего сгорания важная роль отводится своевременному выводу наружу отработавших газов, начинающих скапливаться в камере сгорания головки блока цилиндров сразу после воспламенения топливной смеси. Данную задачу призваны выполнять выхлопные системы, или как говорят автолюбители, глушители, которыми оснащаются все современные машины. Должная работа выхлопной системы, направленная на отвод из мотора остатков отработанной топливной смеси, целиком зависит от исправности всех её составных элементов, имеющих некоторые конструктивные отличия в зависимости от типа двигателя.
Современная автомобильная выхлопная система состоит из нескольких частей, в отличие от первых устройств, имеющих вид механического клапана, который принудительно открывался водителем автомобиля вручную. Все элементы выхлопной системы, которые соединяются между собой с помощью крепёжных болтов через расположенные на их концах фланцы, предназначены для:
Устройство выхлопной системы автомобиля обладает довольно простым принципом работы, которая подразумевает отвод отработанных газов из камеры сгорания, проводя их через трубы к задней части транспортного средства, понижая при этом, за счёт герметичности всей конструкции и соединений через фланцы с термоустойчивыми уплотнителями, выделяемый мотором шум.
Уменьшение количества токсичных веществ в выхлопных газах достигается за счёт применения в конструкции выхлопной системы каталитических нейтрализаторов (катализаторов), работоспособность которых контролирует специальный датчик, называемый лямбда-зонд. В современных дизельных автомобилях, для повышения показателя экологичности выхлопа, производители используют сажевый фильтр, которым также оснащается выхлопная система дизеля.
В конструкции дизельного мотора, а также современного бензинового агрегата, довольно часто используется турбонагнетатель, который использует для подачи в камеру сгорания воздушную смесь из кислорода и отработавших газов, забираемых из выпускного коллектора. Количество попадающих в турбину выхлопных газов, регулирует датчик, расположенный на корпусе выпускного коллектора.
Детали, составляющие данную конструкцию, имеют различную функциональную нагрузку и собственные обозначения, отражающие этапность их работы. Сама схема выхлопной системы и наименования её частей, выглядят следующим образом:
Коллектор выпускной, представляет собой навесной тип оборудования силового агрегата, и предназначен для поступления в него отработавших частиц и газов топливной смеси с камер сгорания каждого из цилиндров, и изготавливается в основном из керамики, сплавов чугуна или нержавеющей стали, обладающих повышенной термоустойчивостью.
Приёмная труба, именуемая автолюбителями как «штаны», из-за схожего внешнего вида, предназначена для объединения нескольких потоков выхлопных газов в один, и для дальнейшего их продвижения к каталитическому нейтрализатору (катализатору). Труба зачастую оснащается так называемой гофрой, с помощью которой происходит гашение вибрации, передаваемой на всю конструкцию выхлопной системы работающим мотором.
Катализатор, представляет собой керамические соты, поверхность которых покрыта слоем сплава из платины и иридия, что позволяет вступить в химическую реакцию с ними выхлопным газам, в результате чего происходит их разделение на кислород и оксид азота. Выделенный кислород в катализаторе помогает более эффективно сгорать остаткам топливной смеси, в результате чего к глушителю подаётся исключительно азотно-диаксидноуглеродная смесь. Работу каталитического нейтрализатора контролирует специальный датчик лямбда зонд, передавая сигнал на блок управления силового агрегата автомобиля. Аналогичный датчик, устанавливается и на выпускной коллектор, для анализа показателей токсичности поступающих в катализатор отработанных газов.
Резонатор или пламегаситель, предназначен для понижения высокой температуры отработанных выхлопных газов, что достигается с помощью его ячеистого внутреннего строения. Последней деталью в конструкции, является глушитель, задача которого заключена в понижении шума работающего двигателя за счёт перфорированной трубы внутри его корпуса.
Все составные части выхлопной системы соединены друг с другом через фланцы с помощью крепёжных болтов и термостойких уплотнителей, отвечающих за герметичность данной конструкции, без которой невозможна полноценная работа двигателя современного автомобиля.
Конструкция выхлопной системы является идеальным вариантом для проведения тюнинга легкового автотранспортного средства, благодаря простате монтажа её составных частей и наличием большого ассортимента различных деталей. Самым частым вариантом тюнинга глушителя является установка так называемого прямоточного выхлопа , когда из системы убирается резонатор.
Наиболее частые неисправности выхлопной системы связаны с потерей герметичности деталей или их соединений, уплотнители в которых могут сильно износиться. Для замены уплотнительных элементов, необходимо приобрести ремонтный комплект выхлопной системы, и открутив крепёжные болты, поменять их на новые.
Сделанные из различных сплавов металла детали выхлопной системы, подвергаются значительному нагреву, резкому перепаду температур, и работают в условиях повышенных нагрузок, в результате чего подвержены сильному износу и прогаранию внутренних частей. Определить данные поломки позволит громкий шум работающего мотора и визуальная диагностика выхлопной системы, после проведения которой, повреждённую деталь конструкции необходимо либо заменить на новую, в случае внутренних неисправностей, либо отремонтировать её корпус с помощью электро/газосварки.
В современных автомобилях работа силового агрегата контролируется блоком управления, который получает определённые сигналы от многочисленных датчиков, расположенных на всех его конструктивных узлах. В конструкции выхлопной системы расположен датчик, именуемый лямбда-зондом, замеряющий количество токсичных веществ в отработанных газах. Его неисправность или некорректную работу способен выявить только диагностический стенд, после чего датчик необходимо заменить.
Военным, например, нравится, что кроме собственно снижения звука выстрела хороший глушитель убирает пламя и искры. Например, вечером и тем более ночью звук выстрела не очень информативен. А вот по вспышкам отстреливаться очень удобно. Ну и кто захочет ночью стать мишенью с подсветкой? Другое полезное свойство глушителя — это улучшение кучности. И винтовка, и автомат с правильно установленным глушителем показывают кучность лучше, чем без него. При этом еще и отдача снижается. То есть правильно сконструированный глушитель выполняет еще и работу дульного тормоза.
Давление внутри глушителя влияет и на оружие, и на стрелка самым наихудшим образом. Оно всем мешает.
Основной рынок глушителей — это не шпионы и спецназовцы, а обычные охотники. В некоторых странах, например в России, за использование этого прибора граждан преследуют по закону, а в некоторых без него и в лес на охоту не пустят — нечего пугать животных и людей. После охотников главные потребители глушителей — спортсмены-любители. Кто ходил целый день в стрелковых наушниках, поймет. От хорошего выстрела подходящего калибра шнурки на ботинках могут развязаться, что уж говорить о барабанных перепонках.
Короче — замечательный прибор. Снижает звук, улучшает точность, убирает пламя. И если мы не видим эти устройства на каждой винтовке, пистолете и автомате, значит с ними что-то не то.
Во-первых, глушитель существенно увеличивает габариты оружия и вес. Причем для эффективной работы должен быть некий минимальный «свес» перед дульным срезом — 100−200 мм. Иначе поток газов в коротком устройстве не успеет затормозиться. Ну и полкилограмма дополнительного веса тоже не радует никого.
Борьба за каждый грамм веса глушителя приводит к появлению систем, каждый элемент которых сам по себе не обладает необходимой прочностью. И только в сборе они составляют жесткую конструкцию.
Во-вторых, любое дульное устройство сильно влияет на точку попадания пули. Меняются период, амплитуда колебаний ствола и баланс оружия. Пулю начинает «уносить». Это происходит стабильно, но тем не менее физически обоснованно. Пристрелка оружия с глушителем и без глушителя не совпадает никогда, и надо заранее знать, куда будет приходиться средняя точка попадания после присоединения глушителя. Бороться с этим просто: прикрутил глушитель, пристрелял оружие, и не трогай его больше.
В-третьих, на автоматических системах использование глушителя — сплошное мучение. Дело в том, что чем лучше глушитель задерживает давление внутри себя, а следовательно, заглушает звук, тем больше газов после выстрела отправляется назад, когда затвор снова открылся. Это приводит к целому вееру проблем: намного сильнее загрязняется оружие — ствол, затвор и газовый двигатель через пару магазинов покрыты таким нагаром, будто вы уже несколько сотен выстрелов сделали. Через ствол и окно выброса гильзы часть газов прямиком отправляется в лицо стрелка. Стрельба без очков становится просто очень опасной. На автомате Калашникова бойцы вынуждены малярной липкой лентой обклеивать сзади щели на крышке ствольной коробки — остатки горящего пороха долетают туда довольно энергично. Сильно увеличивается скорость отката затворной рамы. На американском автоматическом карабине M4 происходит похожая история, но выражается она в другом — в полтора раза вырастает темп автоматической стрельбы, а сама винтовка через несколько магазинов наедается таким количеством нагара, что может заклинить. Лечат это колдовством с регулятором газового двигателя и утяжелением затвора.
Европейский тип «открытого» глушителя производит финская Saimaa Still. Для охлаждения и торможения потока используется сетка или металлическая пена. Кроме того, он снимается и надевается буквально за одну секунду на дульный тормоз или пламегаситель.
Оружейники ищут способы избавиться от обратной тяги. В результате этих поисков набирает влияние новый тренд в «глушителестроении» для самозарядных систем. Чтобы снизить давление в глушителе и убрать нагар и копоть с лица и из оружия, конструкторы начали делать «открытые системы», то есть давление сбрасывается из глушителя еще и через альтернативные отверстия. Тем или иным способом снижают энергию газов при движении их через стенки вдоль или поперек хода пули. Среди пионеров этого начинания — компания OSS с глушителями Helix и финская Saimaa Still c целой линейкой «вентилируемых» глушителей.
Американский глушитель Helix «открытого» типа с отводом давления из альтернативных каналов. Торможение потока достигается закручиванием его по лопастям внутри внешнего контура.
Попытки сделать удобный глушитель на гладкоствольные ружья предпринимались в 30-е годы XX века, потом в 60-е и вот сейчас под влиянием фильма братьев Коэнов «Старикам тут не место». Основная проблема у этого типа глушителей — отвратительный внешний вид. Они настолько большие, что смотрятся совершенно нелепо. Крепить такой глушитель можно только за чоковую резьбу. И если случайно стукнуть им обо что-то, а на охоте такое случается часто, ствол на срезе может повредиться. Охотнику ходить по лесу с ружьем с примкнутым глушителем крайне неудобно — 250−350 мм лишней длины будет за все цеплять. Спортсменам-стендовикам тем более такой глушитель не нужен — баланс оружия меняется неузнаваемо, а именно баланс ружья отвечает за скорость прицеливания и точность выстрела. Своя ниша для ружейных глушителей нашлась в полуавтоматических системах. Ствол у них один и часто относительно короткий, а дульная часть с чоковой резьбой прочнее, чем у двустволки. Именно с такой системой разгуливает Антон Чигур в фильме «Старикам тут не место». Но эстетики и удобства дробовику глушитель не добавляет, поэтому увидеть его можно только в фильме и на картинках.
Долгое время шпионы в кино и в реальной жизни пользовались пистолетами, действующими по принципу запирания свободным затвором. Например, Walter PPK Джеймса Бонда или пистолет Макарова его противников. Подобная конструкция очень надежна, но в принципе не может работать с мощными патронами. Именно поэтому весь мир тайных операций перевооружается на мощные пистолеты, автоматика которых работает по принципу запирания коротким ходом ствола. Такая схема применяется, например, в легендарном австрийском пистолете Glock или не менее легендарном Colt 1911.
Глушители на ружья по размерам и форме напоминают либо огнетушитель, либо кирпич. Последний смотрится лучше. А весят они все примерно одинаково.
Проблема в том, что, если к подвижному стволу пистолета прикрутить обычный глушитель, он один раз выстрелит, но не перезарядится. Это происходит из-за того, что масса глушителя начинает участвовать в откате подвижных частей, и патрону просто не хватает мощности растолкать всю потяжелевшую систему. Лет 30 назад была придумана система под названием Нильсен-девайс, или ствольный бустер. Это втулка с пружиной — посредник между глушителем и пистолетом. Она закручивалась на ствол, но взаимодействовала с корпусом глушителя через пружину. И систему удалось обмануть. Во время перезарядки после выстрела глушитель как бы висит в воздухе, а «бегает» со стволом вперед-назад только легкая втулка. Теперь на шпионской службе можно использовать не семь-восемь слабых патронов из однорядного магазина Вальтера или Макарова, а любые пистолетные патроны. И при этом очень тихо.
Глушение автоматического, да еще и скорострельного оружия — задача настолько тяжелая, что пока сделаны только первые шаги в этом направлении. Отвод тепла и давления заставляет инженеров делать причудливые конструкции.
Но пару лет назад произошел следующий прорыв — производители догадались крепить пистолетный глушитель к рамке пистолета, а не к стволу. Это может сделать пистолет с глушителем значительно короче и удобнее. Сейчас по выставкам кочуют прототипы нового форм-фактора, и скоро в кино у очередного суперагента мы увидим новый непривычный силуэт его «любимого пистолета с глушителем».
По субъективным ощущениям стрельба с глушителем становится намного комфортнее. Уходят и удар по ушам, и толчок в плечо, нагруженный ствол меньше «гуляет», и хорошо виден результат выстрела. И самое, наверно, важное — если какое-то время пострелять из винтовки с глушителем, потом совершенно не хочется стрелять без него. С ним уходят основные беспокоящие факторы выстрела.
Ещё на заре появления первых автомобилей в конце 19-го начале 20-го вв., глушитель стал тем средством, которое позволило популяризовать их среди городского населения. Рев мотора и в наше время остается существенной проблемой, когда дело касается транспортных средств. В наше время используются новые методы подавления шума, которые в целом достаточно эффективны. С течением времени устройство глушителя постоянно совершенствовалось.
Современный автомобильный глушитель — это агрегат, предназначенный для снижения уровня шума, а также температуры и токсичности выхлопных газов.
У любого автомобиля подобные параметры должны соответствовать установленным стандартам. Сложность заключается в том, что для выполнения поставленных задач необходимы достаточно сложные системы. Поэтому устройство глушителя включает несколько основных элементов. Каждый из них выполняет определенную функцию.
Конструкция глушителя включает несколько элементов. Фактически она будет, примерно, одинаковой для каждой модели автомобиля.
Коллектор подключается непосредственно к самому двигателю, выполняя задачу по выводу газов. Нагрузка в данном случае очень высокая и касается это как механического, так и температурного воздействия (вплоть до 1000 градусов). Особые требования предъявляются к материалу, из которого изготавливается эта часть глушителя автомобиля. Для этого применяются лучшие сплавы чугуна и стали.
Согласно международным стандартам производители должны позаботиться о снижении вредоносного воздействия. И эта задача возлагается на каталитический нейтрализатор или конвертер. Он представляет собой особую камеру, где происходит фактическая очистка газовой смеси.
Сейчас производители нередко изготавливают катализаторы, способные проводить очистку в широком диапазоне вредных веществ. Для этого камеру каталитического нейтрализатора делают многосекционной. Корпус изготавливается из металла или керамики. При этом он имеет ячеистую структуру, благодаря которой увеличивается площадь контакта газов непосредственно с каталитическим слоем.
Непосредственно рабочая зона нейтрализатора глушителя автомобиля покрывается платиной и палладием. При контакте с ними большая часть вредных токсинов в выхлопных газах нейтрализуется. Сам катализатор производители располагают ближе к мотору, так как высокая температура способствует ускорению реакций.
Конечно, до сих пор не существует универсального глушителя, способного нейтрализовать абсолютно все токсины и вредные вещества, но производители все равно постоянно совершенствуют технологии.
Последние две части — это непосредственно сами глушители автомобиля в том понимании, к которому мы все привыкли. Выделяют передний и задний глушители. Как раз они предназначаются уже непосредственно для снижения уровня шума, и они ничего не очищают.
Передний глушитель обычно называют резонатором. Газы, проходя по предыдущим частям с высокой скоростью, создают довольно много шума. Различные решетки и многочисленные отверстия, во-первых, снижают скорость продвижения газов, а вместе с этим и вибрацию. Для поглощения звуковых эффектов применяются специальные материалы. Подобным образом, удается убрать эффект резонанса. Именно здесь происходит основная работа по снижению уровня шума автомобиля.
Выделяют два основных вида:
Активные глушители сделаны из звукопоглощающего материала и отличаются относительно простой конструкцией. Единственная проблема — со временем он сильно загрязняется. В реактивных применяются комбинации из расширительных и резонаторных камер.
Последняя часть — это фактически основной глушитель транспортного средства.
Функция заднего глушителя заключается в окончательном поглощении шума и отвода выхлопных газов. Его внутренняя структура неоднородна и состоит из серии небольших камер со специальными наполнителями.
Необходимо отметить, что в более новых машинах, как правило, совмещается несколько технологий сразу. Пористая структура, система перегородок и различные воздуховоды позволяют окончательно избавиться от шума и снизить температуру до безопасной.
Те автомобилисты, которые стремятся всяческими способами повысить мощность своего транспортного средства, устанавливают специальные прямоточные глушители .
Особенность устройства прямоточного глушителя заключается в том, что он способен использовать энергию выходящих газов для увеличения мощности автомобиля. Со штатным глушителем такое невозможно.
Суть заключается в том, что выхлопные газы выходит из выпускного коллектора с меньшим сопротивлением. Благодаря этому двигатель тратить чуть меньше энергии, так как ему нужно тратить меньше энергии на преодоление давления. И именно эту разницу удается преобразовать в полезную мощность движения.
Устройство прямоточного глушителя включает прямую трубу с перфорированной поверхностью, фактически заключенную во внешний кожух. Внутри содержится меньше разделителей и различных камер. Таким образом, отработанные газы проходят по прямой без особого сопротивления, но за счет перфорированной поверхности они свободно расширяются, так что особых проблем с выходом не возникает.
Шумопоглощение обеспечивается за счет специального внешнего кожуха с нанесенным поглощающим составом. Благодаря нему газы внутри не резонируют, и звук двигателя находится в пределах допустимых пределов. Для улучшения эффекта могут применяться несколько отдельных внешних сегментов.
Нередко различные системы глушителя разрабатываются непосредственно под конкретные модели автомобилей с учетом его особенностей и рабочих характеристик.
2362 ПросмотровМашина представляет собой достаточно сложную технику. Особенно это касается тех автомобилей, которые выпускаются в настоящее время и буквально напичканы большим количеством различных систем, включая сложную электронику. Тем не менее, даже не смотря на столь быстрое развитие автомобильной техники, часть устройств остаются практически неизменными даже с течением десятилетий и незначительно меняют свою конструкцию. Одним из таких примеров является выхлопная система, которая играет большую роль в обеспечении надлежащего уровня шума, создаваемого автомобилем. Сегодня мы выясним устройство глушителя автомобиля, из чего состоит его конструкция и в чем его особенности при работе на современных авто.
Те, кто придумал и изобрел первые автомобили, применяли глушители так называемого прямоточного принципа действия.
По сути, «первобытная» прямоточная выхлопная система представляла собой обыкновенную трубу, которая соединяла двигатель с окружающей средой и позволяла выводить отработавшие газы непосредственно в атмосферу.
С течением времени подобные выхлопные системы стали уходить в прошлое, и ведущие американские и европейские производители придумали более сложный механизм. В отличие от прямоточного выхлопа, он позволил не только понизить уровень шума, который издавал двигатель при работе, но и понизить токсичность выбрасываемых в атмосферу газов.
В общих чертах, схема работы современной выхлопной системы значительно сложнее, чем в случае с прямоточным типом, а потому имеет сразу несколько рабочих элементов, каждый из которых, в свою очередь, обладает достаточно сложной конструкцией. Их постоянное взаимодействие позволяет многократно снижать шумы, повышать экологичность и даже понижать расход топлива, что особенно заметно сказывается на кошельках владельцев и их желании владеть тем или иным легковым автомобилем в дальнейшем.
Чтобы глушитель работал, его необходимо соединить с двигателем. Причем соединение необходимо производить именно в том месте, где происходит выброс отработавших газов при завершении очередного рабочего такта.
Эту немаловажную функцию выполняет деталь, которая называется выпускным коллектором. В народе этот элемент часто называют «штанами», за его специфическую форму и схему устройства. По своей сути, выпускной коллектор представляет собой металлическую трубку с толстыми стенками, которая постепенно разделяется на несколько других и плотно соединяется с головкой блока цилиндров. Через эти несколько разветвлений выхлопные газы собираются от каждого цилиндра воедино, откуда централизованно поступают в объединяющую трубку и отправляются в сторону задней половины корпуса.
Толщина стенок и материал изготовления также выбраны отнюдь не случайно. Стоит учитывать, что выхлопные газы поступают из двигателя нагретыми до крайне больших температур. Именно с этой целью в качестве материала изготовления был выбран чугун, а толщина стенок сделана максимально возможной. Это позволяет избегать чрезмерного расширения металла и его растрескивания с течением эксплуатации.
Резонатор - это именно та деталь, которая различает прямоточное устройство отведения газов от классического. Если говорить конкретнее, то у прямоточных устройств резонатор отсутствует как таковой. В случае тюнинга это позволяет добиться большей мощности при работе, а также сделать шум мотора более громким и впечатляющим.
Резонатор придумали для того, чтобы уменьшать уровень шума, поступающего из двигателя. Этот элемент функционирует за счет законов акустики, но при этом имеет достаточно простое устройство и принцип действия.
Резонатор выглядит изнутри подобно субмарине: эллипсоид состоит из нескольких отсеков, поделенных при помощи толстых металлических стенок. Ни одна из стенок, кроме двух крайних, не является сплошной. Каждая из них имеет отверстие, в которое вставлена короткая трубка. Каждая трубка, в свою очередь, имеет в себе большое количество небольших отверстий на стенках.
Из выпускного коллектора газы поступают в первый отсек резонатора. Затем газ ударяется об стенку первого отсека и начинает искать себе выход. Просачиваясь сквозь отверстие в виде трубки, шумовые волны и колебания частично гасятся. Отверстия в стенках трубки предназначены для того, чтобы газы более равномерно рассеивались во втором отсеке и также частично теряли свою энергию.
Проходя через несколько отсеков, газы практически не колеблются. Это позволяет уменьшать их шумность в несколько раз. Кроме того, в современных системах нередко применяются так называемые катализаторы, которые делают газ менее токсичным и уменьшают его вред для окружающей среды.
Дата публикации 29.11.2013 20:26
Оружейный глушитель (ПБС - прибор (приспособление) бесшумной стрельбы или ПББС - прибор бесшумной и беспламенной стрельбы) - это механическое устройство, значительно снижающее звук выстрела из стрелкового оружия. Кроме того, такое устройство скрывает пламя пороховых газов, исходящих из канала ствола, что предотвращает демаскировку стрелка.
Оружие, снабженное эффективным глушителем, называют бесшумным: во всем мире оно считается таковым только в том случае, если громкость звука выстрела не превышает громкость звука выстрела из пневматического оружия.
Источниками звука при выстреле являются:
Хлопок, вызываемый мгновенным расширением пороховых газов после выхода из ствола (они движутся со сверхзвуковой скоростью около 555 м/с);
- ударная волна, создаваемая пулей (если ее скорость выше скорости звука);
- лязг подвижных частей оружия (курка по ударнику, ударника по капсюлю, затвора о ствол и затыльник).
На сегодняшний день, известны три основных действенных способа снижения уровня звука при выстреле :
Способ 1
. Ограничение скорости истечения пороховых газов из канала ствола.
Способ 2
. Ограничение скорости пули до дозвуковой (не более 330 м/с).
Способ 3
. Блокировка пороховых газов внутри гильзы патрона.
Рассмотрим эти способы более подробно.
Решается с помощью глушителя. По большому счету, современные глушители делятся на два типа:
1. Тактический глушитель - это отъемный глушитель, накручивающийся на дульную часть ствола оружия по специальной резьбе. Обычно такой глушитель представляет собой пустотелый цилиндр из металла, реже - пластика, который содержит внутри себя камеры для отвода пороховых газов.
2. Интегрированный глушитель - это специальный прибор бесшумно-беспламенной стрельбы, являющийся неотъемлемой частью специального стрелкового оружия. Без него применение такого оружия невозможно, так как камеры для отвода пороховых газов находятся непосредственно в канале ствола. Ярким представителем такого оружия является знаменитая винтовка снайперская специальная ВСС "Винторез" .
Первый простейший тактический оружейный глушитель был запатентован еще в конце XIX столетия швейцарцем Кристофом Эппли, а первые полнофункциональные глушители в 1902 году стал производить американский инженер-изобретатель Хайрам Перси Максим, сын создателя знаменитого одноименного пулемета "Максим" Хайрама Стивенса Максима.
Не смотря на то, что такие устройства полностью не решали полностью проблему гашения звука, а также ликвидации пламени и дыма, уже в начале XX века они получили достаточно широкое распространение. Позже были разработаны более эффективные глушители. В них скорость выходящих из ствола пороховых газов ограничивали не только за счет их расширения, но и путем завихрения, перетекания из камеры в камеру, сталкивания встречных потоков, прохождения через теплогасители и "отсечения".
Простейший глушитель представляет собой расширительную камеру цилиндрической формы (2), прикрепленную к дульной части ствола с помощью соединительной гайки (3) и закрытую спереди резиновой мембраной с щелью (1).
По своему объему, расширительная камера значительно больше, чем канал ствола, поэтому газы, расширяясь в ней, теряют скорость и вытекают из нее после вылета пули. Но некоторая часть газов опережает движение пули в стволе и успевает выйти через щель мембраны еще до вылета пули, когда давление снизилось недостаточно (оно должно быть не менее двух атмосфер - лишь в этом случае достигается эффект глушения).
Кроме того, резиновая мембрана быстро изнашивается. Поэтому обычно ее заменяют сплошной резиновой или каучуковой пробкой. В этом случае практически полностью исключается истечение части пороховых газов, опережающее вылет пули.
Значительный недостаток пробок состоит в том, что они выдерживают не более 100 выстрелов и поэтому их необходимо периодически заменять.
Глушитель с обтюрацией . В глушителе данного типа в качестве основного "рабочего" элемента применяются две резиновые или эбонитовые пробки-обтюраторы (2) расположенные в задней и передней части расширительной камеры (3). Между обтюраторами находится распорная втулка (1). Глушители такого типа использовались во время Второй мировой войны для снайперского оружия.
Многокамерные глушители . Реализуют ту же идею, что и однокамерные. По мере продвижения пули из камеры в камеру, объем пороховых газов постепенно увеличивается, а давление снижается. Чем больше общий объем таких камер, тем выше эффект глушения.
Однако часть пороховых газов всегда опережает пулю, поскольку диаметр отверстий между камерами несколько больше диаметра самой пули. Поэтому реально многокамерные глушители снижают уровень звука выстрела приблизительно на том же уровне, что и однокамерные. Их несомненное преимущество в том, что не требуется менять пробки, следовательно, они долговечнее.
Многокамерный оружейный глушитель. 1-камера; 2-перегородка
Существуют глушители с теплопоглощающим наполнителем , в которых для снижения энергии пороховых газов применяют специальные поглотители (медную или латунную проволоку, алюминиевую стружку). Их недостаток в том, что эти поглотители приходится периодически менять.
Многокамерный глушитель с теплопоглощаемым наполнителем. 1-гайка; 2-проволочная сетка; 3-межкамерные перегородки; 4-распорные втулки; 5-отверстия в стволе
Глушитель с отклонением потока
1-внутренняя втулка с отверстиями; 2-отклоняющие конусы; 3-алюминиевая стружка-наполнитель; 4-средняя втулка с перфорацией; 5-наружная труба с щелевыми отверстиями
Ниже представлены некоторые другие типы глушителей, принцип действия которых не нуждается в подробных пояснениях.
1-камера; 2-перегородка
Глушитель с разбиением потока
1-внутренняя втулка с перфорацией; 2-винтовая спираль разбиения потока
Глушитель с завихрением потока
1-корпус; 2-завихряющие перегородки
Глушитель с предварительным отводом пороховых газов из канала ствола
1-отверстие в стволе с обратным каналом; 2-передняя многокамерная часть глушителя; 3-расширительная задняя камера
Еще один тип глушителя - интегрированный глушитель , являющийся составной частью бесшумного оружия специального назначения. В качестве примера, рассмотрим интегрированный глушитель 9-мм снайперской винтовки ВСС "Винторез" .
Интегрированный глушитель винтовки снайперской специальной ВСС "Винторез"
Данный глушитель включает в себя корпус и сепаратор.
Корпус глушителя состоит из расширительной камеры предварительного сброса газов и камеры надульного глушителя. В передней части корпуса установлен сепаратор.
На корпусе глушителя крепятся колодка прицела с прицельной планкой, основание мушки с мушкой, защелка сепаратора с пружиной.
Сепаратор представляет собой штампо-сварную конструкцию, состоящую из втулки, вставки, шайбы и обоймы. Цилиндрическая поверхность шайбы и втулки служит для обеспечения соосности сепаратора и корпуса, коническая поверхность втулки - для установки сепаратора на пружину сепаратора, расположенную на дульной части ствола.
Сепаратор глушителя ВСС "Винторез"
После выстрела, при прохождении пулей передней, перфорированной части ствола, часть пороховых газов устремляется через боковые отверстия в стволе в расширительную камеру глушителя. При этом давление газов в канале ствола и их скорость после вылета пули снижаются.
Струя пороховых газов, истекающая из дульной части ствола, попадает на сепаратор, который "расчленяет" ее на многочисленные разнонаправленные потоки, интенсивно снижая их скорость и температуру, в результате чего газы, истекающие из глушителя, имеют дозвуковую скорость и незначительную температуру, то есть не создают хлопка и дульного пламени, а выстрел становится практически бесшумным (его значение не превышает 130 дБ).
Ограничить скорость пули до дозвуковой легче всего в пистолетах, так как у них ее начальная скорость обычно меньше скорости звука, а эффективная дальность стрельбы обычно не превышает 25 метров.
В пистолетах-пулеметах это сделать сложнее, так как начальная скорость пули составляет 390-400 м/с, а эффективная дальность стрельбы достигает 50-80 метров.
Здесь эту скорость снижают одним из следующих способов:
Установкой более короткого ствола;
- путем высверливания в стволе радиальных отверстий для истечения пороховых газов;
- использованием патронов с меньшей массой порохового заряда.
Но в последнем случае из-за уменьшения импульса отдачи не обеспечивается надежность работы автоматики оружия. Чтобы устранить данный недостаток, приходится создавать пистолеты-пулеметы с уменьшенной массой подвижных частей и усилием возвратной пружины.
В винтовках (эффективная дальность стрельбы не меньше 200 метров) дозвуковой начальной скорости пули можно достичь только путем применения специальных патронов. Однако при этом возникает ряд проблем.
Так, снижение скорости пули патрона 5,56 NATO с 940 до 310 м/с резко уменьшает эффективную дальность стрельбы. Частично это компенсировали увеличением массы пули. В указанном патроне она увеличена с 3,56 до 5,3 грамм, что привело к возрастанию ее поперечной нагрузки (отношение массы пули к площади поперечного сечения), снижению потери скорости на траектории и, следовательно, к увеличению эффективной дальности стрельбы. Вот почему во всех без исключения винтовочных патронах, предназначенных для бесшумной стрельбы, масса пули больше, чем у штатной.
При уменьшении начальной скорости пули снижается также ее устойчивость на траектории которая, говоря в общем, обеспечивается за счет гироскопического эффекта от вращения пули вокруг своей оси, необходимая скорость которого достигается увеличением крутизны нарезов.
В патронах для бесшумной стрельбы пули по своим аэродинамическим параметрам отличаются от штатных. Поэтому нарезка стволов штатных винтовок может оказаться неприемлемой для стрельбы специальными патронами. В каждом конкретном случае эту проблему решают отдельно.
Уменьшение количества пороха в штатной гильзе не обеспечивает стабильной начальной скорости пули и вызывает осечки при стрельбе в тех случаях, когда оружие наклонено вниз (порох пересыпается тогда к пуле и его может не оказаться возле капсюля). Чтобы избежать такого явления, необходимо сокращать свободный объем гильзы или применять порох с меньшей плотностью.
Поэтому современной тенденцией является одновременная разработка патрона, оружия под него и глушителя. Только такой комплексный подход позволяет добиться значительного успеха. Повторюсь, что один из подходов к комплексному решению проблемы предполагает, что только патрон с дозвуковой скоростью пули позволяет радикально уменьшить звук выстрела, так как при выстреле со сверхзвуковой скоростью полёта пули даже при идеальном глушении звука выстрела остаётся звук, образуемый ударной волной.
Рассмотрим его на примере патрона к американскому бесшумному гладкоствольному револьверу калибра 11,2 мм. Револьвер 6-и зарядный, его масса 900 грамм.
Патрон состоит из гильзы, изготовленной из легированной стали (диаметр 13,3 мм, длина 47,6 мм) с капсюлем ударного действия, метательного заряда пороха, поршня, поддона-контейнера с 15 дробинками. При ударе бойка по капсюлю патрона метательный заряд воспламеняется и под воздействием расширяющихся пороховых газов поршень выталкивает поддон-контейнер с дробовым зарядом из гильзы и ствола револьвера. При вылете из ствола контейнер разрушается, сообщая дробинкам начальную скорость 228 м/сек.
Бесшумность выстрела обеспечивает поршень, выталкивающий поддон-контейнер. Подходя к передней части гильзы он врезается в резьбу, теряет свою энергию и останавливается, надежно блокируя пороховые и капсюльные газы. В результате сила звука и пламени резко уменьшаются. Звук лишь немного громче, чем от удара курка по бойку револьвера при холостом спуске. Разумеется, контейнер с дробинками можно заменить пулей.
Недостаток подобных боеприпасов том, что они опасны как до выстрела (поскольку представляют собой миниатюрные заряженные стволы), так и после него (ибо превращаются тогда в миниатюрные гранаты). С первой опасностью справляются посредством укладки таких патронов в особо прочные стальные коробки; со второй - путем подрыва использованных патронов.
Теперь, рассмотрим образец известнейшего бесшумного оружия, реализующего указанные способы.
Немецкий 9-мм пистолет-пулемет MP5SD производства Heckler & Koch. Это бесшумный вариант широко известного во всем мире укороченного MP5K, состоящего на вооружении полиции, пограничников и спецподразделений не только Германии, но и многих других стран.
В отличие от базовой модели, MP5SD имеет более короткий ствол с 30-ю радиальными отверстиями в нем для истечения газов и двухкамерный глушитель. Короткий ствол и часть отверстий способствуют снижению начальной скорости пули. Затем она попадает в глушитель. В первую (заднюю) камеру открыта другая часть отверстий, в ней происходит расширение объема газов. Вторая (передняя) камера (5) начинается от дульного среза ствола, в ней имеется диффузор, предназначенный для завихрения и расширения газов.
Устроен диффузор следующим образом: внутренняя труба глушителя (1) выполнена в виде прямоугольного объема с квадратным поперечным сечением. В каждой его стенке на всю ширину выштампованы два прямоугольных окна (2). Выштампованный листовой металл (4) попарно отогнут внутрь, причем соприкасается с тем, который отогнут из окна с противоположной стороны. Эти плоскости соединены со стенками сварным швом (3). Образованные таким образом двугранные углы своими ребрами обращены в сторону, противоположную направлению стрельбы. По оси канала объема во всех двугранных углах просверлены отверстия (6) для прохода пули.
Во время стрельбы в диффузоре возникают сильные завихрения пороховых газов, их скорость снижается, в результате чего уровень звука "на выходе" очень сильно падает. Звуковая волна от пули тоже отсутствует, так как ее начальная скорость составляет всего 285 м/сек (по сравнению с 375 м/сек в MP5K). Отсутствие в глушителе резиновых пробок и энергопоглащающих материалов делает срок его службы практически неограниченным.
