标题：消焰器
发展历史
自13世纪第一支手持火器打响以来，火器的每一次发射都伴随着明显的火光和声响。20世纪以前，人们并没有认识到枪（炮）口火光带来的严重问题，直到两次世界大战中，枪炮射击阵地的火光常被敌方所利用，特别是在夜间和连续射击时，强烈的火光使阵地暴露无疑。由此，战争要求解决枪（炮）口焰的问题已经非常迫切了。 
最早的解决办法是在发射药中加入消焰剂，这是一种化学消焰法。法国人首先用在机枪弹药中，接着德国人也用在火炮发射药中。消焰剂主要是有机盐类和其他化合物，最常用的是碱金属盐如硫酸钾、亚硝酸钾等。消焰剂能阻止火药中可燃成分与氧气的化学反应，同时又能提高可燃气体的点火温度，使可燃气体不易被点燃。消焰剂能在一定程度上抑制枪（炮）口焰，但它却使枪（炮）口烟增加了，并使弹道性能变差。这种化学消焰法目前仍在研究之中，并且取得新的进展。 
在膛口安装机械式消焰器是抑制枪（炮）口焰的物理方法。最早的消焰器是在研制炮口制退器时，发现有的结构对消焰有利，于是一种叫遮光罩的圆锥形装置成了最早的消焰器，但它只能对初次焰和炮口辉光起作用，因此只是部分地遮避枪（炮）口焰。  
“一战”和“二战”期间，对消焰器的研究一直在进行，但进展不大。这时的消焰器主要是锥形的，它曾被广泛地应用在机枪和小口径炮上，例如捷克ZB26轻机枪和ZB53重机枪采用的消焰器，以及苏联DP机枪、德国MG34和MG42机枪的消焰器等等。MG34和MG42机枪的消焰器还兼有助退器的作用，它是靠枪口端的一个小气室使高压燃气对枪管起助退作用的，这是管退式武器中常见的一种形式。这时的消焰器性能均不理想。主要原因是当时人们对枪（炮）口焰产生的机理了解不够，同时也缺乏必要的测试手段。 
“二战”后，美国、联邦德国和苏联等国对膛口焰的形成机理及抑制技术做了长期系统的研究。这一时期，除了改进锥形消焰器外，还出现了各种类型消焰器。现代消焰器已能较显著地消除膛口焰，有的甚至在夜间射击也不易暴露阵地。
膛口焰的产生及消焰器原理
枪（炮）口焰统称膛口焰。膛口焰是从膛口流出的高温火药燃气因热辐射以及与可燃混合气体燃烧而产生的可见光。其既有物理属性也有化学属性。从物理属性上看，火药燃气因有足够高的热量而辐射发光;从化学属性上看，它经历了燃烧过程。 
膛口焰按时间和空间的顺序分为五种，即前期焰、初次焰、膛口辉光、中间焰和二次焰。其中初次焰、中间焰和二次焰具有一定的独立性，是消焰器抑制的主要对象。初次焰是指刚出膛口的火药燃气因热量非常大、温度非常高而辐射出的可见光。中间焰是指燃气通过激波瓶[注]后，原来已膨胀的燃气又经过激波的压缩，压力和温度突然升高，因而产生燃烧的可见光。二次焰是指火药燃气在膛口气流区外围的紊流区，与周边空气混合后燃烧产生的强烈火光，这是膛口焰中最强烈的。  
由膛口焰产生的原因可知，抑制膛口焰主要是避免或限制膛口火药燃气产生的激波加热和燃烧。因此消焰器的原理就是首先使火药燃气在消焰器内充分膨胀，降低出口处的压力和温度，以减小初次焰。同时使火药燃气通过膨胀、收敛和分流等过程，改变火药燃气在消焰器出口的状态，破坏或减弱激波，以消除或减小与周边空气混合燃烧的程度，达到消除或减弱中间焰和二次焰的目的。
消焰器的类型
按照消焰器的结构特点，可将消焰器大致分为以下几种。锥形遮光罩这是一种圆锥角大而短的锥形膛口装置，如图1所示。由于圆锥张角大，使出口的火药燃气膨胀度大，压力、温度下降较快，因而减小了初次焰和膛口辉光。但也因其锥角大尺寸短，使消焰器出口处产生了较强的激波，反而加大了中间焰和二次焰。由于其消焰效果不佳，后来被锥形消焰器所取代。锥形消焰器锥形消焰器，其结构与锥形遮光罩看似相同，但其圆锥角小，锥形尺寸长，这从根本上克服了锥形遮光罩的缺点。因激波强度与膛口出口的锥度有关，出口锥角愈大产生的激波愈强，激波波阵面后的温度和压力也愈高，因而对消焰不利。实验证明，当锥角为8°～20°时激波的影响较小，因此过去的锥形消焰器的锥角一般都在这个范围内。由于消焰器的锥度有限制，长度也不能太长，为了增加膨胀度，提高消焰效果，就在消焰器侧壁上开许多小孔，使部分气流自侧孔排出，这样就加大了总的膨胀度。圆柱形消焰器和筒形消焰器圆柱形消焰器内截面积较大，燃气能充分膨胀，温度容易降低，这是对消焰有利的一面；但火药燃气从枪口进入消焰器是突然膨胀，容易产生激波，而且截面愈大激波愈强，又对消焰不利。因此要合理选择内径尺寸。为了改善消焰效果和减小内截面，有的圆柱形消焰器在侧壁上开长槽或孔，消焰效果良好。中国79式半自动狙击步枪的消焰器就是此例，它还具有制退作用。 
在圆柱形消焰器的底部开有向后的通气道，这种前后贯通的消焰器就叫筒形消焰器。苏联3Y-23双管高炮和我国85式25mm双管高炮就采用这种消焰器。不在侧面开孔而在底部开孔，是为了避免双炮管上2个消焰器排出气流的相互干扰，从而影响射击精度。这种消焰器也是通过改变燃气的膨胀和流向，控制激波强度，以达到减小中间焰和二次焰目的的，但也容易点燃消焰器筒内的混合气体，增大初次焰，所以消焰效果不够理想。叉形消焰器 叉形消焰器是“二战”后发展起来的,美国M165.56mm步枪、“爱国者”冲锋手枪等采用的就是这种消焰器。叉形消焰器的内腔一般有锥形过渡段，其内角约为20°,叉的数目最好是奇数，以免产生共振。火药燃气在叉形消焰器中先经锥形段稳定膨胀，再经圆内腔和若干条缝槽连续膨胀，后经侧孔和前孔流出。这样可控制燃气的膨胀和流量，消弱激波，有效地消减中间焰和二次焰。适当选择叉条和缝槽的尺寸和方位，还可使消焰器兼有制退和防跳的作用。组合式消焰器组合式消焰器也是“二战”后出现的新型消焰器，其综合利用上述几类消焰器的特点，将其中2种或2种以上的结构形式组合起来，故称为组合式消焰器。这类消焰器一般兼有制退、防跳或消声的功能。其种类较多，有圆锥狭缝组合消焰器、混合狭缝组合消焰器、收敛狭缝组合消焰器、收敛锥形组合消焰器、多腔锥形组合消焰器和收敛扩张锥形组合消焰器等。 
圆锥狭缝组合消焰器就是锥形消焰器和叉形消焰器的组合，其外形是圆柱状，内腔为圆锥形，侧面开有狭缝纵槽，纵槽由里向外有一定张角。该装置集中了锥形和叉形两种消焰器的优点，尺寸不大但消焰效果良好。狭缝侧流使其兼有制退作用，采用不对称的下方不开槽结构又可起防跳作用。美国和欧洲各国的步枪、冲锋枪和机枪广泛采用这种消焰器，如美国的M16A1突击步枪、M16A2突击步枪和轻机枪以及英国的L1A1半自动步枪等等。 
美国曾对组合消焰器与锥形、叉形消焰器进行对比试验。他们用如下的消焰效率特征数作为评价指标，即：  
η值越大消焰效果越好。试验结果如表。 
试验表明，不同结构的组合式消焰器差别很大。收敛狭缝组合消焰器和混合狭缝组合消焰器结构复杂，消焰效果并不好，与锥形和叉形消焰器差不多；而多腔锥形组合消焰器和收敛扩张锥形组合消焰器，消焰效果很好，特别是收敛扩张锥形组合消焰器，其η值高达300，并兼有较好的消声性能。 
我国原华东工学院在组合式消焰器研究方面曾取得较大突破，例如他们曾为5.8mm短自动步枪研制的内插管扩张型多功能膛口装置，就有很好的消焰效果，其消焰率达95%（这里的消焰率是指膛口焰面积减少的百分比）。经射击现场观察，在夜间连续3发射击，只见到微弱的火星，而5.8mm短自动步枪不带消焰器射击时，则是一片耀眼的火光。该装置还有良好的消声效果，可降低噪声5～6dB，另外它也有一定的制退作用。 
各国消焰器的研究尽管有很大进展，但能成功地用于实战武器上的还为数不多。在战场上膛口焰仍是可被敌人利用的一个因素，特别是短管武器和自动武器，更需要高性能的消焰器与之相配。因此消焰器的研制任重而道远。 
◆注：激波瓶是膛口气流形成的激波系的核心部分，因形状似瓶状，故称激波瓶。
消焰器和消声器的区别
消焰器是用于减小枪口火焰的装置。枪口焰的产生主要来自两个方面：枪弹发射后未燃尽的火药粒在膛口燃烧产生的枪口焰；未完全氧化的火药燃气在膛口继续燃烧产生的枪口焰。因此，消焰器一般为前方开放式的罩形结构（锥形或筒形），使未燃尽的火药燃气在罩内继续燃烧，并从侧面挡住枪口焰，以达到隐蔽的效果。
消声器是用于减小枪口噪声的装置，主要是减小弹头飞出枪口时火药燃气与大气接触产生的气动力噪声。目前枪口消声器无论是膨胀式、涡流式、吸热式、密闭式，还是枪管开孔式、多孔材料式，都是先使火药燃气在密闭的消声器里降温、降压并消耗能量，然后再缓慢地释放出去，以达到降低枪口噪声的目的。因此，枪口消声器几乎都是整体封闭式的筒式结构。