Испытания стрелкового оружия на шум выстрела

Стрелковое оружие оценивается по многим характеристикам, в том числе калибру, дальности, вместительности магазина. Однако помимо эксплуатационных свойств одним из основных измеряемых значений является уровень шума, производимый в момент выстрела. Его вычисляют при стрельбе в помещениях и на открытых площадках, чтобы сравнить получаемые показатели и оценить громкость на разных уровнях. Процесс оценки выполняется специалистами в предусмотренных для этого условиях и с привлечением высокоточного измерительного оборудования.

Для чего проводятся измерения громкости выстрела?

Одной из главных причин, по которым проводятся испытания оружия на производимый шум при выстреле, помимо стандартизации и определения точных значений с целью указания в характеристиках, является измерение максимальных значений для дальнейшей разработки средств по защите слуха. Дело в том, что в момент вылета пули из ствола она под воздействием расширяющихся газов преодолевает звуковой барьер. В итоге производимый звук получается резким и импульсным.

Уровень шума при стрельбе из огнестрельного оружия может достигать 150 дБ и более, что заметно превышает болевой порог и может нанести неподготовленному слуху серьезные повреждения. Особенно подвержены риску развития проблем со слухом представители вооруженных сил, сотрудники силовых ведомств, охотники и профессиональные спортсмены. В некоторых случаях даже одного выстрела достаточно для необратимого повреждения слуха, вызванного разрушением барабанной перепонки.

Решить проблему и минимизировать воздействие шума на слух позволяют специальные шумозащитные средства, которые используются на стрельбищах и во время охоты. При этом они не предназначены для использования при ведении боевых действий, так как в таких ситуациях необходимо слышать все, что происходит вокруг без ограничений по акустике. Для таких случаев могут использоваться активные средства защиты с установленными фильтрами – они ослабляют импульсные всплески выстрела и при этом пропускают другие звуки до значения 80 дБ.

Подготовка к испытаниям

При подготовке к испытаниям стрелкового оружия на шум создаются наиболее оптимальные условия. При резком ухудшении погоды процедура переносится. Значение имеет даже поверхность покрытия – оно должно быть ровным и иметь постоянный импеданс, чтобы не допустить искажения данных. К таким материалам относится бетон, асфальт, а также трава и песок. Сам ствол тестируемого оружия размещается горизонтально, при этом точек измерений сразу несколько – они располагаются на окружности или полуокружности.

При тестировании на открытой площадке имеет значение и скорость ветра – она не должна превышать 3 м/с. Это необходимо для минимизации воздействия ветра на показатели, получаемые микрофоном. Учитывается и влажность воздуха – несмотря на достаточно мягкие требования, важно чтобы она не достигала 95%.

Также в рамках подготовки производится калибровка используемой измерительной системы вместе с устройствами для сбора данных. Цель этой процедуры заключается в подтверждении стабильной работы каждой детали, что обеспечит точность полученного усредненного значения. Калибровка выполняется акустическим методом с применением калибраторов и источников акустических ударных волн.

Рекомендации

Испытания стрелкового оружия на уровень шума, производимого в момент выстрела, является комплексной процедурой, затрагивающей несколько процессов. Все они выполняются с учетом требований и рекомендаций. В частности, к рекомендациям, которые учитываются специалистами в процессе работы, относятся:

• Положение микрофона обязательно должно быть изменено в ходе замеров – при этом каждое положение подразумевает пятикратное фиксирование показателей. В итоге результатом считается среднее значение.
• Измерения производят одновременно в каждой точке, но в некоторых случаях можно использовать последовательный метод, требующий наличия по меньшей мере двух микрофонов. Один из них выбирается основным и остается в статичном положении до конца процедуры.
• В случае превышения пикового звукового давления в 154 дБ, микрофон отдаляют. Этот показатель определяется по зависимости сигнала давления от временного промежутка.

  Сравнение данных, получаемых в ходе испытаний, осуществляется по ГОСТ 53572. Особенности проведения испытаний зависят от множества характеристик, включая тип оружия, его калибр, а также тротиловый эквивалент используемых зарядов. Один из самых популярных видов исследований заключается в установлении звука пули стрелкового оружия, калибр которого не превышает 20 мм, а значение тротилового эквивалента – 50 г. В этот перечень входят десятки видов вооружения для военных и гражданских целей.

  Проведение испытаний

  Чтобы рассчитать распространение звука по местности, чаще всего берется спектр углового распределения энергии, диапазон частоты которого колеблется между 12,5 Гц и 10 кГц. Стандарты предполагают определение громкости, но не касаются вопроса тяжести повреждения слуха – для этого предусматриваются другие процедуры, основанные на определенных стандартах максимально допустимого уровня шума.

  Для испытаний стрелкового оружия используется следующее оборудование:

  1. Микрофон;
  2. Шумомер;
  3. Аналого-цифровой преобразователь;
  4. Калибратор.

  Алгоритм оценки звуковой энергии включает в себя умножение потерь кинетической энергии на акустическую эффективность. При известном положении дула можно использовать дополнительные расчеты, направление на определение потерь вместе со звуковой энергией. В связи с этим существует несколько способов оценки параметров шума стрелкового оружия, в том числе посредством линейной регрессии.

  В рамках тестов также определяется степень звукового воздействия. Она непосредственно зависит от степени распространения и определяется по специальной формуле с индексом S, означающим местоположение источника звука. На этом этапе важно добиться оптимального пикового давления, чтобы в дальнейшем использовать закономерность линейной акустики.

  После завершения всех процедур результаты могут корректироваться, в том числе с целью исключения влияния отражений от поверхности земли. Для этого измеряется импеданс покрытия в зоне проведения испытаний с получением интерференционного минимума. Сам процесс подразумевает моделирование распространения звука с применением метода варьирования степени сопротивления продуванию. Это позволяет учесть слой грунта, а также степень проникновения в него звуковых волн. Подобный подход заметно повышает точность результатов.

  Оценка шума при отсутствии доступных параметров выстрела

  Для анализа звукового влияния пули применяются стандарты, предусмотренные ГОСТом 53572. Однако это справедливо только при имеющихся параметрах выстрела. Если информации о них нет и получить ее не представляется возможным, используется другой метод. Он подразумевает применение правила, по которому часть кинетической энергии от пули, направленной из дула, перенаправляется ударной волне.

  С помощью метода составляется прогноз акустической энергии ударной волны – на основании полученного значения выполняется расчет уровня звукового воздействия, который в свою очередь основывается на законах линейной акустики. Для таких волн допустимым значением считается показатель при пиковом давлении ниже 100 Па. Метод подразумевает, что пуля направляется по прямой траектории, однако возможен вариант и с баллистической, если ее можно аппроксимировать сочетанием прямых линий.

  Составление протокола

  После завершения испытаний и получения результатов готовится протокол, в который вносятся все полученные данные. Это, в том числе, касается информации по пиковому давлению, замеряемому после каждого выстрела. Еще одной важной позицией является подробное описание оружия и используемых боеприпасов. Также любой отчет содержит условия, при которых проводились измерения – это касается скорости ветра, температуры, относительной влажности воздуха. Полученные единицы выражаются в международной системе единиц СИ.

  Другие позиции, которые учитываются в протоколе:

  • Высота микрофона относительно поверхности земли или самого оружия;
  • Способы устранения помех, оказывающих влияние на точность выполнения замеров;
  • Диаграммы с указанием направленности и значениями интерполяционных коэффициентов;
  • Перечень используемых средств измерений с обязательным указанием даты их последней поверки.

  Протокол оформляется стороной, проводившей испытания – для этой процедуры привлекается независимая организация, которая имеет соответствующую аккредитацию и оборудование для выполнения тестов в полевых условиях.

  Проведение испытаний в «АНО МЦК»

  Центр сертификации и стандартизации «АНО МЦК» предлагает услуги по испытаниям стрелкового оружия на предмет производимого шума. Процесс выполняется нами с соблюдением норм и стандартов, касающихся безопасности. Для тестов обеспечивается подготовка специальной площадки с ограничением присутствия посторонних, а замеры производятся посредством высокоточного оборудования. Результаты испытаний оформляются в виде протокола – он может быть выдан как в письменном, так и в электронном виде.