ProE枪械消声装置设计(3)

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（1）膛口噪声的产生原因

（2）膛口噪声的抑制方法

（3）消声装置的消音原理

（4）消声装置的整体结构设计

（5）消声装置的相关计算

（6）消声装置的设计图以及三维图

本文将从理论方面对消声装置进行研究以及设计，在深刻理解各类消声装置消声原理的基础上，根据合理的计算要求进行消音器的结构设计，并得出合理的消声量，鉴于研究条件所致，故只能从理论方面进行设计，于实践有一定误差，在此请见谅。

2 设计理念

虽然消声装置拥有各种各样的结构和特点，但是大致上可将其分为三个大类：阻性消声装置，抗性消声装置和阻抗复合消声装置。设计时将以此为基础进行。

2.1 消声器分类

2.1.1 阻性消声装置

阻性消声装置，主要是利用吸声材料来消除噪声，它是将吸声材料固定在气流流动的管道内壁或者将吸声材料按一定方式在管道中排列组合，当噪声进入消声器内部通道，吸声材料进行工作，将部分声能吸收，取得消声效果。吸声材料大多使用应用纤维和多孔性吸声材料以及吸热材料，当高温高压火药燃气经过铝屑，铜丝网等耐热金属或非金属的吸热材料时，它的部分热量被吸热材料吸收，气体的速度能也有损失，火药燃气变冷，压力降低，流出膛口的气体速度及压力都减小了，即气流能量减小从而达到消声的目的。阻性消声装置具有良好的中，高频消声性能，特别是对一些高频声波具有突出的消声效果。但因为装了消声材料，会使装置重量较大，连续射击会使吸热材料温度上升，消声效果下降，造成使用寿命相较抗性消声器来说稍短，对于低频消声性能也稍微不理想。

2.1.2 抗性消声装置

抗性消声装置，又称为声学滤波器，是根据声学滤波原理制造的，让膛口喷出的高温高压火药燃气流进抗性消声器内，使装置内的气流产生摩擦，涡流，激波等损失，将其能量较多的消耗掉并转化为热能，然后再自容器径孔道流出外界，降低了气体能量，达到消声目的，该消声器本质上就是采用耗能的原理进行消声[7]。抗性消声器大致上也可分为扩张室式消声器，共振消声器，干涉消声器等等，其中，扩张室式消声器和共振消声器使用的比较多。抗性消声器结构简单，耐高温，耐气体侵蚀和空气腐蚀的同时又具有良好的低频消声性能，只是由于消声的频带窄，对高频效果略差。

2.1.3 阻抗复合消声器

从上面对阻性消声器与抗性消声器的消声原理分析可看出，两者都具有不错的优点，同时也都有不足，而两者的优点又正好能够互相补足，因此阻抗复合消声器正是结合阻性消声器和抗性消声器的特点而诞生的，它既有共振腔，扩张室等一类抗性滤波元件，又有阻性吸声材料，能够在较宽的频率范围内都具有良好的消声效果，虽然在使用寿命上也因为阻性吸声材料而缩短，但是它具有的优点也覆盖了缺点，成为现在消声装置的主流。比较典型的阻抗复合式消声器是金属微穿孔消声器，其结构本身是既有抗性组成，又有阻性组成的吸声元件，经过合理适当的组合成为了能在较宽的频率范围内具有良好消声效果，并且耐高温，不惧气体侵蚀的消声器，缺点是要求板壁较薄（1毫米以下），需要较大的加工成本。

2．2 消声装置方案设想

无论是阻性消声器还是抗性消声器，都各具特点，也都有缺点，因此，集合了两者优点的阻抗复合消声器结构将作为优先考虑的对象。通过对三种形式消声装置的了解，首先假设所要设计的消声装置总共分为两个部分：一部分为抗性消声结构，另一部分为阻性消声结构。同时，抗性消声结构又分为两个方面：一方面以涡流消声为主的扩张室；另一方面则是以亥姆霍兹共振腔消声的共振室。对于阻性消声消声结构，经过考虑，决定采用阻、抗消声相结合的方式，一部分采用螺片段结构，另一部分采用吸声材料。该消声装置整体属于阻抗复合式消声器，具有全频道消声的特点。