Hałas broni palnej i zamykanie strzelnic
Często słyszę i nie dowierzam pewnym dyskusjom i decyzjom podejmowanym w Polsce w zakresie funkcjonowania strzelnic. Chodzi o zamykanie obiektów z powodu rzekomego hałasu. Nie wdając się w szczegóły – jest w tym więcej polityki i ciężkiej głupoty niż faktów. Postanowiłem, więc przy tej okazji zgromadzić trochę danych na temat tego, jaki w rzeczywistości hałas generuje broń i jak się to ma do innych jego źródeł.
W pierwszej kolejności przejrzyjmy pewne zestawienia dotyczące poziomów generowanego dźwięku. (W dalszej części jest zestawienie porównawcze wszystkich tabel.)
Tabela 1 – Poziom dźwięku – zestawienie I [1]
Zwracają uwagę trzy elementy: poziom 0 to próg słyszalności. Nie jest więc do końca stałym punktem odniesienia. To jednak nie wpływa istotnie na rozważania. Druga sprawa – strzelba 12 jest wymieniona jako głośniejsza niż karabinek 5,56 mm. Wiadomo, że są różne rodzaje amunicji i różne lufy oraz urządzenia wylotowe ale osobiście trudno mi się zgodzić z takim zestawieniem. Trzecia sprawa – pistolet 9 x 19 mm jest bardzo wysoko. Dla odpowiednich elaboracji może to być prawdą.
Tabela 2 – Poziom dźwięku – zestawienie II [2]
To zestawienie jest szczególnie interesujące, gdyż pochodzi z broszury, w której zestawiono broń wytłumioną i nie wytłumioną z dokładnym podaniem producenta amunicji i jej elaboracji. Znowu mamy 9 mm Para dosyć wysoko.
Tabela 3 – Poziom dźwięku – zestawienie III [3]
Tu widzę bardziej realne umiejscowienie strzelby 12, której niestety brakuje w poprzednim zestawieniu.
Tabela 4 – Poziom dźwięku – zestawienie IV [4]
Ta tabela jest najmniej miarodajna i przypomina raczej oszacowane dane niż wiążące informacje. Co do jednego jednak muszę się zgodzić – strzał w filmie przy użyciu tłumika. Warto zapamiętać.
Tabela 5 – Poziom dźwięku – zestawienie V [5]
mówiące o poziomie hałasu w sposób ogólny. Dla broni palnej podano uśrednione dane.Zestawianie
Tabela 6 – Poziom dźwięku – zestawienie VI [6]
Zestawienie w kierunku porównania poziomu hałasu broni palnej. Ponownie strzelba 12 nieznacznie wyżej od 5,56 mm.
Zanim Przejdziemy do zestawienia wszystkich powyższych danych przypomnę jak w ogóle należy odczytywać wartości w tabelach.
Z lektury zagranicznych stron wynika, że skala logarytmiczna, w której wyrażane są decybele, sprawia wiele trudności (chyba, że wiesz czemu 10db+10db=13db).
Z pomocą przychodzi nam gotowe zestawienie. Po lewej mamy skalę liniową (czyli zwykłą intuicyjną). Zmiana na poziomie 2 oznacza np. 2 razy głośniej niż na poziomie 1. Środkowa kolumna mówi o mocy dźwięku, czyli odnosi się do parametrów fali akustycznej – nie będzie nam to bardzo potrzebne. Ostatnia, prawa, kolumna mówi o poziomie dźwięku, czyli tym co subiektywnie odbieramy.
Tabela 7 – liniowe i logarytmiczne skale zmiany mocy i poziomu dźwięku
Jak widać, aby dźwięk był przez nas odbierany jako 2-krotnie głośniejszy, musi być o 6 dB wyższy od początkowego poziomu. To rzuca nowe światło na wcześniejsze tabele. Zobaczmy więc pełne zestawienie. Kolorami oznaczono źródło, aby można porównać rozbieżności i zbieżności danych.
Tabela 8 – Poziom dźwięku – podsumowanie i porównanie wszystkich danych
Po uważnym przeczytaniu można dostrzec wyraźne rozbieżności w przypadku broni pewnych kalibrów. Trudno tu osądzać, co jest prawdą. Mamy różne rodzaje amunicji oraz długości luf i urządzenia wylotowe. Są na szczęście również dane zbieżne. Uwagę zwraca to, że nawet najlepiej wytłumiona broń jest wciąż głośniejsza od piły spalinowej...
Dalszym wnioskiem, który się nasuwa jest to, że najcichsza broń czyli karabinek .22 LR jest 4 razy głośniejszy od syreny. Czy na pewno? Nie do końca. Musimy wziąć pod uwagę, że wystrzał z broni palnej trwa ułamek sekundy. W zależności od broni możemy przyjąć rożne wartości. Myślę, że dość bezpiecznym założeniem dla samej emisji dźwięku byłoby szacunkowe przyjęcie 0,01 s. Tym samym, jeżeli porównamy pominiętą wcześniej moc dźwięku, będzie ona relatywnie niska w porównaniu z pracującym silnikiem. Stąd, mimo przekroczenia progu uszkodzenia słuchu, możemy czasem bez szkody wytrzymać odgłos strzału (przy braku ochronników słuchu).
Kolejną ważną sprawą jest propagacja dźwięku w przestrzeni. Dźwięk słabnie w funkcji kwadratu odległości od źródła. Zależność przedstawia poniższy rysunek:
Rys. 1. Propagacja fali dźwiękowej. Zmiana poziomu dźwięku wraz z odległością [8]
Odpowiada to zmniejszeniu poziomu dźwięku o 6 dB przy podwojeniu odległości. Wniosek jest oczywisty ale dość zaskakujący. Jeżeli zmierzymy poziom hałasu broni w odległości 1 m i wyniesie on 150 dB, to w odległości 100 m wynosić będzie 110 dB (zgodnie z Tabelą 7). Nadal dużo? Nie... To jest zależność dla dźwięku rozchodzącego się w przestrzeni, gdzie nie ma żadnych przeszkód, a ośrodek (powietrze) jest jednolity.
Rys. 2. Dyfrakcja dźwięku w zależności od rodzaju fali i przeszkody [9]
W zależności od długości fali dźwiękowej może ona rozchodzić się za przeszkodą w sposób kulisty (długa fala i wąska szczelina) lub tworzyć cień akustyczny (krótka fala – wysoka częstotliwość i duża przeszkoda). Zaznaczę tylko, że jedne z głośniejszych rodzajów broni, czyli karabiny (zwłaszcza małych kalibrów) generują dźwięk o wysokiej częstotliwości. W takim wypadku dla broni o największym wytwarzanym hałasie, wystarczą jakiekolwiek ekrany, żeby w istotnym stopniu zatrzymać dźwięk.
Fale dźwiękowe odbijają się. Każda przeszkoda powoduje ich rozproszenie. Również wytłumienie.
Rys. 3. Refrakcja fali dźwiękowej [10]
Zachodzi też zjawisko refrakcji. W związku z niejednolitością ośrodka (powietrza), konkretnie różnicami jego gęstości – fale dźwiękowe uginają się. Nie występuje więc, zazwyczaj, propagacja prostoliniowa. Fala dźwiękowa zostanie skierowana w górę tworząc cień akustyczny lub w w dół w kierunku gruntu.
Podsumowując informacje o fali dźwiękowej:
- słabnie z kwadratem odległości (2 x dalej = 2 x ciszej),
- najgłośniejsze rodzaje broni tworzą cień akustyczny za przeszkodami,
- nijednorodność powietrza powoduje zaginanie fal w górę lub w dół.
Teraz przyjrzyjmy się przykładowi.
Weźmy najgłośniejszy (pewnie zawyżony) wystrzał z tabeli dla amunicji 9 x 19 mm Parabellum. Jest to 160 dB. W niezakłóconym ośrodku, pozbawionym przeszkód, w odległości 100 m – usłyszymy dźwięk o poziomie 120 dB. Przez 0,01 s. Dostarczona moc fali akustycznej będzie relatywnie taka jak odpowiadająca chodzeniu po mieście przez 1 min 40 s.
1000000000000 W *0,01 s =10000000000 Ws
100000000 W * 100 s =10000000000 Ws
Trzeba jednak zaznaczyć wcześniej opisane zjawiska. Wszystkie przeszkody: wały boczne strzelnicy, ściany, dachy (!), drzewa, krzewy, nierówności terenu oraz ugięcie fal dźwiękowych, spowoduje zmniejszenie mocy dostarczanej do odbiorcy znacznie bardziej! Może będzie to 15 s chodzenia po mieście? Taki straszny hałas ta strzelnica? To mniej, niż gdy przejedzie obok ciebie samochód. A następne 100 m dalej będzie to tylko połowa, a nawet mniej...
Na koniec zamieszczam przedziały hałasu wyłącznie dla broni palnej wg powyższych tabel.
Tabela 9 – Uśrednione dane i podsumowanie poziomu dźwięku dla broni palnej
ŹRÓDŁA:
[1] http://www.m1911.org/loudness.htm [2] silencerDbChart_8x11.pdf [3]http://3.bp.blogspot.com/_OivUW6Rl7F8/SShUF_sFcmI/AAAAAAAACXM/WJ0c0YHxCRk/s400/sound+levels.JPG [4] http://www.smokingbarrelusa.com/wp-content/uploads/2014/09/Gun-Noise-Levels.jpg [5]http://3.bp.blogspot.com/-0fA2TBLPTfY/TV1qmwA0qlI/AAAAAAAAADU/xRD4eKTwl68/s1600/Decibel+Reference.jpg [6] http://www.smokingbarrelusa.com/wp-content/uploads/2014/09/Gun-Noise-Levels.jpg [7] http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/wspmu/scb/index06.html [8] http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/wspmu/scb/index11.html [9] http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/wspmu/scb/index14.html [10] http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/wspmu/scb/index15.html
