Πως Λειτουργούν οι Σιγαστήρες

Επειδή φαίνεται ότι υπάρχει ένα κενό στα Ελληνικά ιστολόγια για αυτό το θέμα θα κάνουμε εδώ μία εισαγωγή στις αρχές λειτουργίας τους που θα ξεκαθαρίσει πολλές παρανοήσεις σχετικά με τη λειτουργία και χρησιμότητα τους σε διάφορες επιχειρήσεις.

.

Σύντομη Ιστορία
Η ιστορία τους είναι αρκετά παλιά καθώς υπάρχει καταγεγραμμένη πατέντα στις ΗΠΑ από τις 30 Μαρτίου 1909 από τον Αμερικανό εφευρέτη Hiram Percy Maxim. 

Η συγκεκριμένη πατέντα είχε όνομα «Maxim Silencer» και ακολουθούσε τις ίδιες αρχές λειτουργίας που έχουν και σήμερα οι σιγαστήρες ενώ ταυτόχρονα χρησιμοποιήθηκε και στην αυτοκινητοβιομηχανία με μικρές παραλλαγές. 

Ο λόγος που σχεδιάστηκε ήταν για να κάνει πιο ευχάριστα τα κυνηγετικά και σκοπευτικά αθλήματα και που ισχύει ακόμα και σήμερα σε πολλές χώρες. 

Σύντομα πολλές εταιρίες άρχισαν να κατασκευάζουν σιγαστήρες γιατί σε πολύ συγκεκριμένα πεδία μάχης προσφέρουν ένα μοναδικό τακτικό πλεονέκτημα, τον μειωμένο θόρυβο.

 

Τι παράγει θόρυβο κατά τη βολή;
Για να κατανοήσουμε πως θα μπορούσε μία συσκευή να μειώσει τα επίπεδα θορύβου του όπλου πρέπει πρώτα να αναγνωρίσουμε τα σημεία αυτά. Ας τα δούμε με τη σειρά.

• Μηχανικός Θόρυβος
  Κάθε όπλο κάνει κάποιο θόρυβο όταν οπλίζει και πυροδοτεί από τα κινητά μέρη του.
• Αέρια που Βγαίνουν από την Κάνη
  Τα αέρια που ωθούν τη σφαίρα προς τα έξω κάνουν έναν εκκωφαντικό θόρυβο καθώς διαστέλλονται απότομα από τον περιορισμένο χώρο της κάνης στο ανοιχτό πεδίο. Αντίστοιχο με το θόρυβο από ένα μπαλόνι που σκάει και ελευθερώνει αέρια με μεγάλη πίεση.
• Υπερηχητικός Κρότος
  Σχεδόν όλες οι σφαίρες έχουν υπερηχητικές ταχύτητες (πάνω από 343.2 m/s) και έτσι μόλις σπάσουν το φράγμα του ήχου ακούγεται ο χαρακτηριστικός υπερηχητικός κρότος.
• Θόρυβος Πρόσκρουσης
  Όταν η σφαίρα χτυπήσει κάποιο αντικείμενο δημιουργεί επίσης κάποιο θόρυβο από την πρόσκρουση.

Αυτοί είναι οι ήχοι που ακούμε από ένα όπλο με το δεύτερο και το τρίτο να είναι τα πιο έντονα λόγω έντασης.

 

Παρανοήσεις
Πρίν προχωρήσουμε πρέπει να δούμε ποιές είναι οι πιο συνηθισμένες παρανοήσεις σχετικά με τους σιγαστήρες. Υπάρχουν τέσσερα σημεία στα οποία υπάρχουν μεγάλες παρανοήσεις και θα τα ξεκαθαρίσουμε σε αυτό το σημείο.

1. Ήχος πυροβολισμού
   Οι περισσότεροι άνθρωποι ως ήχο πυροβολισμού αναγνωρίζουν τον υπερηχητικό κρότο. Ο όρος «ήχος πυροβολισμού» είναι λάθος καθώς όπως ήδη είδαμε αποτελείται από πολλούς επιμέρους ήχους που διαφέρουν ανά όπλο.
2. Έκρηξη κατά την πυροδότηση
   Υπάρχει μία παρανόηση ότι κατά την πυροδότηση γίνεται κάποιου είδους έκρηξη. Στην πραγματικότητα η σφύρα του όπλου χτυπάει το καψύλιο του φυσιγγίου που αναφλέγεται και εν συνεχεία αναφλέγει το μπαρούτι που δημιουργεί την πίεση των αερίων που σπρώχνουν τη σφαίρα μέσα στην κάνη. Μπορείτε εύκολα να το επιβεβαιώσετε αφαιρώντας το μπαρούτι από μία σφαίρα και ανάβοντας το, δε θα γίνει καμία έκρηξη πέρα από μία απότομη ανάφλεξη.
3. Οι σιγαστήρες κάνουν το όπλο αθόρυβο
   Όπως θα δούμε στη συνέχεια ένας σιγαστήρας σε συνδυασμό με τα κατάλληλα πυρομαχικά και όπλο μπορεί να μειώσει αισθητά τα επίπεδα θορύβου αλλά ποτέ να το κάνει τελείως αθόρυβο (δείτε τι παράγει τους ήχους παραπάνω).
4. Οι ελεύθεροι σκοπευτές χρησιμοποιούν σιγαστήρες
   Ακόμα μία παρανόηση διότι όπως θα δούμε παρακάτω οι σιγαστήρες μειώνουν δραστικά την ισχύ και εμβέλεια ενός όπλου. Υπάρχουν μόνο πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις που ελεύθεροι σκοπευτές χρησιμοποιούν σιγαστήρες.

 

Εξουδετέρωση του θορύβου
Με βάση τα παραπάνω θα δούμε σε αυτό το σημείο τι θα μπορούσε να μειώσει το θόρυβο από ένα όπλο. Από την αρχική λίστα μπορούμε να αφαιρέσουμε τον ήχο πρόσκρουσης καθώς είναι κάτι που δύσκολα μπορούμε να το ελέγξουμε όπως και το μηχανικό θόρυβο που έχει να κάνει καθαρά με το κάθε όπλο και τον μηχανισμό λειτουργίας του.



Οπότε μας απομένουν δύο παράγοντες, η απότομη εκτόνωση των αερίων κατά την έξοδο τους από την κάνη και ο υπερηχητικός κρότος.

Το δεύτερο, ο υπερηχητικός κρότος έχει να κάνει με την ταχύτητα της σφαίρας άρα μία χαμηλότερης ισχύος σφαίρα που δεν ξεπερνάει την ταχύτητα του ήχου θα είχε σαφώς κατά πολύ πιο περιορισμένο βεληνεκές αλλά δεν θα δημιουργούσε τον υπερηχητικό κρότο. Τέτοιες σφαίρες υπάρχουν για σχεδόν όλα τα διαμετρήματα και όπως φαίνεται και στην επόμενη φωτογραφία, έχουν την ένδειξη «Subsonic» (Υποηχητική).



Η τεχνική για να επιτύχουν ταχύτητες χαμηλότερες του ήχου είναι η ισχύς, πιο συγκεκριμένα η πίεση, της σφαίρας. Βέβαια, μικρότερη ισχύ από την πίεση αερίων σημαίνει μικροτερη ταχύτητα εξόδου και φυσικά μικρότερο δραστικό βεληνεκές.

Τώρα στο πιο δύσκολο κομμάτι, πως μπορούμε να ελέγξουμε την εκτόνωση των αερίων κατά την έξοδο τους από την κάνη. Εδώ θα χρειαστούμε μία βασική εξίσωση της φυσικής, αυτή που ορίζει την πίεση στα ιδανικά αέρια που επαληθεύει τους νόμους των Boyle-Mariotte και Gay-Lussac.



Το P ορίζει την πίεση η οποία είναι αποτέλεσμα της σταθεράς αερίων R μαζί με τον αριθμό των σωματιδίων n επί τη θερμοκρασία τους T. Αν αυτό το διαιρέσουμε με τον διαθέσιμο όγκο V παίρνουμε την πίεση P. Με απλά λόγια αυτό μας λέει ότι όσο πιο πολλά σωματίδια/μόρια ενός αερίου έχουμε, και όσο πιο μεγαλή είναι η θερμοκρασία τους τόσο πιο μεγάλη πίεση θα έχουμε. Βέβαια αυτό είναι αντιστρόφως ανάλογο με τον όγκο, που μας λέει ότι αν μεταφέρουμε το ίδιο nRT (σωματίδια/θερμοκρασία) σε μεγαλύτερο όγκο τότε η πίεση θα μειωθεί.

Πάνω σε αυτές τις αρχές βασίζεται η λειτουργία του σιγαστήρα. Ο στόχος του είναι πρώτον να μειώσει τη θερμοκρασία των σωματιδίων και δεύτερον να μεγαλώσει τον όγκο που έχουν διαθέσιμο. Έτσι αντί να έχουμε το αποτέλεσμα από ένα μπαλόνι που σκάει (μεγάλη πίεση) θα έχουμε το αποτέλεσμα από ένα μπαλόνι που ξεφουσκώνει (μικρότερη πίεση) κατά την έξοδο των αερίων από την κάνη του όπλου.

 

Αρχές Λειτουργίας Σιγαστήρα
Όπως αναφέραμε στην προηγούμενη παράγραφο η μείωση του θορύβου μπορεί να επιτευχθεί μειώνοντας τη θερμοκρασία των αερίων και προσφέροντας τους μεγαλύτερο όγκο/χώρο ώστε να μειωθεί η πίεση τους. Στο επόμενο σχέδιο βλέπουμε τη δομή ενός σιγαστήρα.



Στο πρώτο στάδιο μετά την κάνη του όπλου υπάρχει ένας κενός χώρος συνήθως με κάποιο απορροφητικό υλικό, ο στόχος του είναι να προσφέρει στα αέρια μεγαλύτερο όγκο και έτσι να μειώσει την πίεση τους.
Εν συνεχεία υπάρχει μία συστοιχία μεταλλικά διαφράγματα που εξυπηρετούν δύο σκοπούς. Πρώτον μειώνουν την πίεση καθώς τα αέρια διαστέλλονται μέσα τους και δεύτερον μειώνουν τη θερμοκρασία τους.
Τέλος, στο στόμιο του σιγαστήρα υπάρχει ένα ελαστικό δαχτυλίδι που έχει στόχο την πιο ομαλή έξοδο των ήδη πολύ χαμηλής πίεσης αερίων όπως ένα μπαλόνι που ξεφουσκώνει σιγά-σιγά αντί να σκάει.
Παρακάτω βλέπετε όλα τα παραπάνω σε ένα πραγματικό σιγαστήρα.



Και λόγω του σχετικά απλού σχεδιασμού του συνήθως οι σιγαστήρες μπορούν να λυθούν για συντήρηση και έτσι μπορούμε να δούμε όλα τα παραπάνω εξαρτήματα τους.

 

Διαφορετικοί τύποι
Υπάρχουν πραγματικά δεκάδες διαφορετικοί τύποι με μικρές παραλλαγές και αν συμπεριλάβουμε και τους αυτοσχέδιους σιγαστήρες τότε η κατηγορίες μεγαλώνουν εκθετικά. Για αυτό το λόγο στη συνέχεια θα δούμε μόνο τις γενικές αρχές που διαχωρίζουν τους τυποποιημένους σιγαστήρες.

Κυλινδρικού Τύπου (can type)
Αυτός έιναι ο τύπος που περιγράψαμε στις αρχές λειτουργίας. Τα δύο τμήματα που πάντα έχει είναι ο χώρος εκτόνωσης των αερίων και η συστοιχία από μεταλλικά διαφράγματα. Διαφορετικοί κατασκευαστές προσθέτουν και άλλα που δε θα τα αναλύσουμε εδώ.



Επίσης αυτού του τύπου οι σιγαστήρες είναι και οι πιο δημοφιλείς καθώς μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν στα περισσότερα όπλα.

Ενιαίου Τύπου (integral type)
Αυτός είναι ένας τύπος που είναι μέρος της κάνης του όπλου και για αυτό το λόγο ονομάζεται και ενιαίου τύπου. Ουσιαστικά υπάρχουν συγκεκριμένου διαμετρήματος οπές κατά μήκος της κάνης που επιτρέπουν την ελεγχόμενη εκτόνωση μικρής ποσότητας αερίων έτσι ώστε στο τέλος της κάνης η πίεση των αερίων να έχει μειωθεί αρκετά για να μην δημιουργήσει τον έντονο ήχο εκτόνωσης τους.



Μία τέτοια περίπτωση είναι το Heckler & Koch MP5SD3 που βλέπουμε στην παραπάνω φωτογραφία. Σχεδόν πάντα η συντήρηση ενός τέτοιου σιγαστήρα απαιτεί το λύσιμο ολόκληρου ή μέρους του όπλου.

Υγρού Τύπου (wet type)
Ο υγρός τύπος είναι ένα είδος υπό εξαφάνιση στο χώρο των σιγαστήρων. Η μόνη ουσιαστική διαφορά του από τον κυλινδρικού τύπου (can type) είναι ότι στο χώρο εκτόνωσης των αερίων υπάρχει μικρή ποσότητα κάποιου υγρού που μπορεί να είναι νερό, ειδικό ζελέ ή λάδι με στόχο την περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας των αερίων που κατ’ επέκταση μειώνει την πίεση τους. Λόγω της απαιτούμενης συντήρησης αυτός ο τύπος δεν είναι καθόλου διαδεδομένος.

Τύπου Μεταβολής Συχνότητας (phase cancellation type)
Ο πιο σύγχρονος και λιγότερο διαδεδομένος τύπος είναι αυτός. Ο σχεδιασμός του θυμίζει αυτόν του κυλινδρικού τύπου όμως με πολύ προσεκτικές μετρήσεις και μετατροπές κατά την κατασκευή του μπορεί να οδηγεί τα αέρια (μέσα από οπές και κανάλια) με τέτοιο τρόπο ώστε να τους αλλάζει τη συχνότητα.
Με αυτό τον τρόπο μπορεί πρώτον να αυξάνει τη συχνότητα τους στο υπερηχιτικό φάσμα (πάνω από 20 kHz) που δεν ανήκει στο ακουστικό φάσμα οπότε δεν είναι αντιληπτό από τους ανθρώπους και δεύτερον, να αλλάζει τις συχνότητες που δε μπορεί να αυξήσει με τέτοιο τρόπο ώστε να μην είναι εύκολη η αναγνώριση του ήχου ως πυροβολισμό αλλά και ο ενοτπισμός της κατεύθυνσης του.

 

Περιορισμοί
Υπάρχουν πέντε πολύ σημαντικοί περιορισμοί που πρέπει να γνωρίζουμε για τη χρήση σιγαστήρα. Θα τους αναλύσουμε σύντομα εδώ.

1. Νομοθεσία
   Σε πολλές χώρες η χρήση τους είναι περιορισμένη ή ακόμα και τελείως παράνομη (όπως στην Ελλάδα). Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς η κατασκευή ενός αυτοσχέδιου σιγαστήρα είναι μία πολύ απλή διαδικασία που όμως εμπίπτει στην ίδια νομοθεσία.
2. Περίστροφα
   Δε δύνανται να προσαρμοστεί σιγαστήρας σε περίστροφο διότι μεγάλο μέρος της εκτόνωσης των αερίων γίνεται από το πίσω μέρος της κάνης όπως φαίνεται στην επόμενη φωτογραφία.
   
   Το ίδιο φυσικά ισχύει και σε οποιοδήποτε άλλο όπλο έχει παρόμοιο σχεδιασμό όσον αφορά τη ροή των αερίων.
3. Χρόνος Ζωής
   Δεν υπάρχει κανένας σιγαστήρας που να έχει χρόνο ζωής πάνω από μερικές δεκάδες χιλιάδες βολές ακόμα και με εντατική, προσκετική συντήρηση.
4. Διαμέτρημα
   Θεωρητικά σιγαστήρες μπορούν να σχεδιαστούν για οποιοδήποτε διαμέτρημα αλλά πρακτικά υπάρχουν συγκεκριμένα τα οποία στατιστικά λειτουργούν καλύτερα από άλλα με τη χρήση σιγαστήρα. Επίσης, όσο μεγαλύτερο είναι ένα διαμέτρημα, τόσο μεγαλύτερη πίεση θα έχει και αντίστοιχα, τόσο μεγαλύτερο σιγαστήρα θα απαιτεί για τον έλεγχο της τεράστιας πίεσης των αερίων. Ενδεικτικά, αρκετοί σιγαστήρες για διαμέτρημα .50 έχουν μήκος πάνω από μισό μέτρο και βάρος πάνω από 2.5 κιλά!
5. Επίπεδα Θορύβου
   Με τη σωστή επιλογή πυρομαχικών, όπλου και σιγαστήρα τα επίπεδα θορύβου μπορούν να μειωθούν έως και 25% αλλά καμία σχέση με αυτά που μας παρουσιάζουν οι ταινίες καθώς δεν υπάρχει μέχρι σήμερα κανένας σιγαστήρας που να παράγει επίπεδα θορύβου μικρότερα των 117dB κάτω από ιδανικές συνθήκες. Τα 117dB είναι αντίστοιχο επίπεδο με ένα συρμό τραίνου ή ένα μωρό που κλαίει.

Με βάση όλα τα παραπάνω μπορούμε να προχωρήσουμε στον απολογισμό των θετικών και αρνητικών που μας προσφέρουν οι σιγαστήρες.

 

Πλεονεκτήματα
Αν θα έπρεπε να αριθμήσουμε τα τρία πιο σημαντικά πλεονεκτήματα από τη χρήση σιγαστήρα, αυτά θα ήταν τα παρακάτω.

• Μειωμένα Επίπεδα Θορύβου
  Σίγουρα δεν κάνει κανένα όπλο αθόρυβο αλλά ειδικά σε κλειστούς χώρους (αυτοκίνητο, αεροπλάνο, δωμάτια, κτλ.) είναι πολύ απίθανο να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στην ακοή σε αντίθεση με ένα όπλο χωρίς σιγαστήρα. Για αυτό το λόγο πολλά σώματα ασφαλείας χρησιμοποιούν υποχρεωτικά σιγαστήρες.
• Μειωμένη Ανάκρουση
  Λόγω της μεγάλης μείωσης της πίεσης των αερίων η ανάκρουση (κλώτσημα) του όπλου είναι αισθητά μικρότερη. Αυτό δίνει στον σκοπευτή πολύ καλύτερο έλεγχο και ταχύτερη αντίδραση.
• Νυχτερινές Βολές
  Η απουσία φλόγας από τη φλογοκρύπτη του όπλου σε νυχτερινές βολές δίνει δύο τακτικά πλεονεκτήματα. Πρώτον ο σκοπευτής δε χάνει τη νυχτερινή όραση από τη διασταλμένη ίριδα του λόγω της απότομης λάμψης και δεύτερον ο εχθρός έχει μεγαλύτερη δυσκολία να εντοπίσει την προέλευση της βολής.

 

Μειονεκτήματα
Αντίστοιχα θα αναφέρουμε τα τρία μεγαλύτερα μειονεκτήματα στη χρήση σιγαστήρα.

• Μέγεθος/Βάρος
  Ακόμα και οι πιο μικροί σιγαστήρες προσθέτουν αισθητά μεγαλύτερο μήκος αλλά και βάρος στο όπλο απαιτώντας διαφορετικό χειρισμό.
• Περιορισμένη Χρήση και Απόδοση
  Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη όπως διαμέτρημα, τύπος όπλου, κτλ. Επίσης, ακόμα και στην ιδανική περίπτωση η απόδοση του όπλου θα μειωθεί αισθητά.
• Συντήρηση και Χρόνος Ζωής
  Οι περισσότεροι σιγαστήρες απαιτούν προσεκτική συντήρηση για να έχουν ένα χρόνο ζωής μερικών δεκάδων χιλιάδων βολών.

Πηγή: defensegr.wordpress.com