2003年7月号掲載)今回は静粛化を進める上で最も手軽で、かつ最も効果が高いと思われる『サプレッサ』です。我々は俗に言われる『サイレンサ』のことをサプレッサと呼んでいます。その理由を説明すると共に、我々の考えるサプレッサとは、どのようなものかご紹介したいと思います。今回はP90TR用サプレッサを使用して、一般に入手しやすい材料と簡単な加工で、更なる性能アップを試みてみましょう。●『サウンドサプレッサ』とは?今回は、手間の割に最も効果が大きいと考えられる『サプレッサの取り付け』について考えます。『サプレッサ』の効果は、発射の際に発生する銃口からのエア吐出音と銃口より放出されるピストンの打撃音の軽減でしょう。銃口から出る音を囲い込み、外に逃がさなければ(防音すれば)良いわけです。ここでは俗に『サイレンサ』(消音器)といわれるものを『サプレッサ』(抑制器)と呼びます。正式には『サウンドサプレッサ』という表現が適切でしょう。理由は単純で、先端から弾丸や気体の吐出がある以上、完全に音を消し『無音』の状態とすることは物理的に不可能であるからです。現実的に考えてみましょう。市街地より遠く離れた静かな山林のフィールドでも、約40〜50dBの環境騒音があります。(木々のざわめき、鳥の鳴き声等常に何らかの音があり、完全に無音という訳ではない)仮にサプレッサの性能が、正面1mでの計測結果でこの環境騒音以下ということになれば、20〜30m離れた実戦距離では、まずほとんど聞こえないと考えられ、実質的に『サイレンサ』と言えるでしょう。この実現は並大抵のことではなく、現状でははるか遠く及ばない状況です。数値的に言えば、TR用サプレッサの性能(約76dB)を例に取ると、更に最低26dB小さく(20分の1に)しなければ実現できません。いえ、現状でも装着するだけで銃口からの発射音が10dB以上小さくなり、(約3分の1になる)ノーマル電動ガンでは本体作動音のほうが大きくなってしまう程です。静粛化を志すためのアイテムとしては、最も重要なものでしょう。●『サプレッサ』の構造サプレッサの構造を「銃口から出る音を防音する」と言う観点から考えてみます。サプレッサの基本的な役割は銃口から出る音を防音し、外部に出ないようにすることです。そのためには、銃口の音を遮る効果が高い、頑丈で容易に変形しない材料で囲んだ小部屋を作り、これを防振した上で内部に吸音材を詰め込むと良いはずです。これで音は非常に小さくなります。このままでは弾が出ず、実用になりません。したがって銃口の延長線上に弾が出る穴をあけることになります。これがサプレッサの基本的構造です。中央に穴があいていることにより、弾と一緒に音も外部に漏れることになるため、防音効果は激減してしまいます。これを改善するには、弾の通り道を長くするか、基本構造を積み重ねるかして音漏れを防止する必要があります。現在市販されているサプレッサもこのどちらかに大別され、そのほとんどは基本構造の全長を長くしたものです。メーカーが大量生産を考えた時、より部品点数が少なく、組み立ても容易であるからと思われます。今回、対策を行うTR用サプレッサもこれに属します。同じ全長、太さの場合、やはり内部が何段にも仕切られているほうが音漏れが少なそうなことは容易に想像できるでしょう。全長を長くしたもの基本構造を複数重ねたもの■もしも『サイレンサ』を作ったら...本当に『サイレンサ』と呼べる性能を出すためには、この位の長さは覚悟しなくてはならないだろう。本体の防音対策も必要なので、密閉された箱の中に吸音材と共にエアガン全体を収納する。使うならロケットランチャーのように肩に担ぐことになるだろう。箱は高い遮音性を得るために相当頑丈にしなければならない。重さ20kgは下らないだろう。実現の困難さを解ってもらえただろうか。...もっとも現実的には正面1mで50dB(環境騒音値)である必要はないので、ここまでしなくても実戦距離で認識困難なレベルの性能は実現可能と考えているが。(サプレッサ有効長180mm、直径35mm、正面1mでの平均音圧レベル約76dBのTR用サプレッサを基にして、直径と内部構造を変えずにこれを50dB以下とするには、単純計算でさらに26dB減少させなければならない。音は距離の2乗に反比例して減衰するから、6dB(音が半分に減少する)毎に2倍の長さが必要。26dBの減少には6dB×4+2dB(2倍×2倍×2倍×2倍×1.26倍)で実に20倍以上の長さが必要となる。)●TRサプレッサに仕切りを入れる!そこで今回は、TR用サプレッサを流用し、内部に仕切りを入れることで更なる性能アップを図ってみましょう。TR用サプレッサは優秀で、ノーマルのP90に使用する限りは十分な性能といえます。今後本体の防音対策を進めていくにあたって、更なる性能向上を図っておくことが必要となります。TR用サプレッサに使用されている吸音材を使用し、その間に厚紙で作った仕切りを入れていくことで、どの程度の効果が得られるか実験しました。サプレッサの性能測定では、正確な結果を得るために、もうひとつの強力な音の発生源である本体作動音の影響を排除しなくてはなりません。今回はこのために防音ボックスを製作し、本体をこの中にいれることにより、本体作動音の影響を最小限にして、測定を行いました。本改造の主旨は、TR用サプレッサ内部に仕切り板を設け、性能向上を図ること。仕切り板の間に入る位置ずれ防止スペーサは、弾丸発射時に各仕切り板に掛かる圧力を受け止め、仕切り板の位置ずれを防止する。これがないと、圧力が掛かった瞬間、スペーサは前方向に力を受けて吸音材を圧縮、変形させる。この力の掛かり方が不均一になると、弾の通り道を塞ぎ、内部で接触を起こし、吸音構造材を破壊してしまう。最悪の場合、弾詰りによる本体の破損も起こりうるので仕切り板を使用する時は必ず入れる。材質は加工及び入手の容易さを考え、厚紙を選択する。仕切り板は内径10mmと8mmを用意。先端から�@〜�Cの管理番号を付け、差し替えて性能を確認する。傾向として内径が小さい程、音の点では有利と思われるが、弾との隙間が無くなるので、接触の可能性が高くなる。性能に影響の無い範囲で大きい物を採用したい。吸音材はノーマル付属品のウレタンスポンジ(以下ウレタン)の他、入手が容易で扱いやすく、効果が高いと考えられるものを用意した。�@今回の実験準備に使用するもの。ハサミ、カッター、彫刻刀(丸刀)、ビニールテープ、薄手のテープ、厚紙。吸音材(メラミンスポンジ、脱脂綿)、瞬間接着剤、マジック、乾電池等(紙の癖付け用)どれもホームセンターや100円ショップで揃う。厚紙は、ホームセンターで購入。今回使用したものは最も多くの店頭で見かけた430g/m2のもの。紙の厚さは1平方メートル当りの重量で表されている。(寸法398mm×275mm。厚さ実測約0.8mm。�Aサプレッサ取り付けの注意。サプレッサ取り付け基部のWナット(ロックナット)は常に最後まで締め込んだ状態で使用する事をお勧めする。ここのネジはかなりガタがあり、ねじ込み位置が変わると芯がずれ、サプレッサ内部に弾が接触するおそれがある�Bサプレッサ取り付け時に、マズル(取り付け側の金属パーツ)根元に偏心やがたつきがないか確認する。製品によって程度に差があるので注意しよう。ここにが偏心やがたつきがあると、射撃時に内部に弾が当る可能性がある。この場合、隙間に瞬間接着剤を流し込んで固定する必要がある�Cサプレッサを取り付けた状態でサイトレシーバーを外し、チャンバー側からバレルを覗いて上下左右に傾けながら、サプレッサ先端の穴の見え方を確認する。見え方が均等でない場合は均等になるように曲げて矯正してみる。どちらに曲げると見え方が均等になるかを把握しておこう�Dサプレッサの曲げたい方向にビニールテープを貼りつけ、引っ張りながら傾けた時の見え方が均等になるよう調整し、レシーバーに貼り付け、固定する。この状態で瞬間接着剤を流し込み、硬化するまで待つ。隙間が大きい場合、完全に硬化し、固定されるまでには3〜4時間程掛かるようだ。この間、定期的にバレルを覗きながら傾きが発生していないか確認しよう。固まってしまうと矯正が利かないので慎重に作業しよう。出来れば、硬化促進剤が付属した瞬間接着剤を購入しておくと、作業が早く済む�E450mm以上のバレルを使用したエアガンを他に持っているなら、差し替えて調整すると作業がより楽に済む�F本体側の調整が済んだら、TR用サプレッサを分解する。内部の吸音材は4分割になったものが重なって入っている。今回はこの分割部分に2種類の内径のディスクをそれぞれ組み合わせを変えて挿入し、発射音の変化を測定する�G入手し易く、比較的扱いやすい吸音材を準備し、併せて実験を行う。(脱脂綿、メラミンスポンジ(以下メラミン))�H厚紙からスペーサを切り出す。幅45mm、長さ88mmで切り出すと、ぴったりとサプレッサに収まる�Iスペーサは太目のマジックペンや乾電池等円筒形の物で筒形に癖付けを行っておき、薄手の伸縮しないクリアテープ等で貼りあわせる。セロハンテープでも良い�J仕切り板は、コンパス等で直径29mmの円を書き、正確に切り抜く。円形になるように何回か押し当てると切れる。先端のスペーサは一部見えてしまうので、気になるならマジック等で黒く塗装しておく�Kスペーサに吸音材を入れる。一度細長く折りたたんで差し込むと入れやすい。入れた後は均等な円形になるよう整形する。先端に入るスペーサには、丈夫な太目の糸を通しておくと、入れ直し等の抜き取りがしやすい�L仕切り板と、スペーサを交互に入れて組み立て完了。サプレッサの先端は角が丸められており、インナーは先端には入っていないため、一番先端の仕切り板にはインナーの厚み分だけがたつきがある。試射後に位置調整をするのでとりあえず真中に位置するようにしておく�M本体に取り付けてセミオートで試射を行い、弾道、飛距離にばらつきが無いか確認する。ばらつきがある場合の原因のほとんどは傾き等の取り付け誤差を一番受けやすい一番先端の仕切り板に弾が接触するために起こる。●銃口からの発射音が約4割減少!穴径8mmの仕切り板を4枚使用したものが最も良い結果を示しました。ノーマルと比較して4dBの性能アップです。他のサプレッサにも応用できるのでぜひお試し下さい。現在のP90では、本体作動音のほうが大きく、効果を実感しにくいかもしれません。今後は本体側を更に静かにするべく、対策を行っていきます。仕切り板10mmの場合、最も性能が良かった組み合わせと、仕切り板無しとの差は、1dBである。)、吸音材詰め込み時の状態のばらつき等を考えると、0.5〜1dB程度の誤差は生じると考えられる為、明確な効果とは言いがたい。ノーマルとウレタン(ノーマル付属品)をスペーサに挿入した状態では1.1dBの違いがある。これは時間をおいて複数回計ってもほぼ同様の結果が得られた。吸音材はすぺてスペーサ内に挿入して測定したが、ウレタンについてはノーマルを若干圧縮することになる。これによりウレタンの密度が上がることと、穴の内径が小さくなることが原因と考える。仕切り板8mmでは、最も性能が良かった組み合わせと仕切り板無しでは3dBの差が出た。穴径10mmと比較し、穴の内径が小さくなることの効果が出ていると考える。多少のばらつきはあるが仕切り板が多いほど性能は良くなる傾向にある。ノーマル比では4dBで、これは約1.6倍の差になる。このレベルになると、聴感でも明確な差が認められる。吸音材の性能比較ウレタン、吸音特性に癖がなく音響用によく使われる綿が素材の脱脂綿、気泡が緻密で吸音特性が良さそうなメラミンスポンジ(”水だけで汚れが落ちるスポンジ”等の能書きで、日用品コーナーにある)を試してみた。詰め込み状態は実用時の形状の安定性を考慮し、極力圧縮変形させないよう、素材の自然状態に近くなるように製作した。結果はノーマルのウレタンが最も良い結果となり、メーカの素材選定の優秀さを裏付ける結果となった。スペーサの有無による1.1dBの変化を考慮すると、他の素材についても密度を変えることにより、更なる性能向上の可能性がある。ノーマルのウレタンの圧縮時内径約12mmに対し、他の吸音材は自然状態に近い約14mmになっていることも結果に影響していると考える。吸音材や構造については引き続き研究していくが、現に脱脂綿を使用したオリジナル試作品はTR用サプレッサよりも全長が短いにも関わらず、70dB以下を記録している。製作の困難さと安定性がクリアできたら、ご紹介しようと考えている。※各吸音材の内径は同一ではない。サプレッサの音を出来るだけ正確に測定する為に、本体全体を密閉し発生する音を遮断する防音ボックスを製作し、サプレッサより発生する音のみを測定している。騒音計で取得したA特性フィルタ(耳の周波数特性に補正するフィルタ)補正済みの作動音をパソコンに取り込み、フルオート2秒間の騒音レベル算出と周波数特性分析を実施。同時にオシロスコープの状態監視機能で環境騒音レベルが測定条件を満たすこと(測定レベルと環境騒音レベルの差が20dB以上あること)を随時監視している。防音ボックスの防音性能は約20dBあり、JIS記載の測定対象に影響を及ぼさない音圧レベル差10dBを十分満たしている。8731:1999(環境騒音の表示・測定方法)に準拠している。場所は林の未舗装道路。今回はサプレッサ測定のため、電動ガン側は防音ボックスに固定とし、騒音計側を動かす測定方法をとった。設置場所のサプレッサ先端から10m毎の等間隔に距離を表す目印を設置。今回は20〜80mを用意。合図によって電動ガンを撃ってもらい、徐々に近づきつつ、環境騒音が基準値近辺(±1dB)の時に、騒音計のバーグラフメーターで発射音が確認できた時の距離を計測する。この測定では、一定の環境騒音の基でデータを取得することが不可欠であるが、自然界では鳥の鳴き声や風の状態等常に変動している。このため、前回の測定では測定タイミングを取ることが困難でデータの信憑性にも疑問があった。そこで今回は近傍でホワイトノイズ(擬似環境騒音)を発生させ、環境騒音を一定とし、表示の安定化を図った。集合して設置される地域など特に静穏を要する地域)の昼間の基準値である、50dBとした。今後は特に障害が無い場合はこれを基準とする。今回は前回の『電動ユニット周りの吸音対策』で行った53dBにおけるデータも取得した。ノーマルでは45m離れて発射音が感知出来たのに対し、対策後は35mまで近づかないと、感知出来なかった。(約2割の距離短縮)今回は前回の時より、風も穏やかで比較的静かな日であったので、聴感では発射音は確認できた。自分よりはるかに後方への着弾音のほうが大きいくらいだ。音色はノーマルよりも低く聞き取りづらい印象を受ける。環境騒音53dB時:ノーマルでは35m離れて発射音が感知出来たのに対し、対策後は30mまで近づかないと、感知できなかった。環境騒音レベルが3dB上がっているので、当然より近づかないと感知できない。聴感ではノイズ音が耳障りで50dB時よりも更に聞き取りにくい。実戦においてこの発射音で回避行動を取ろうという気は起こらない。フルオートで2秒間撃ったものから一部(4発分)を切り出して重ねて表示。対策後の音が全体的に小さくなっているのがわかるだろう。防音ボックスにより、本体作動音は殆ど含まれていないので、前回データと比較すると銃口から出る音(サプレッサ音)のみが明確に分かる。ノーマルと比較し、全体的に音が小さくなっている。大きく変化しているのは突出している周波数成分(�@〜�C)のレベルで、約7〜9dB小さくなっている。突出した周波数成分とその他の部分のレベル差が大きい程、突出した周波数成分が、聞こえる音に強く影響してくる。これが特徴的な発射音「例:ポポポポポ・・・」といったものを形成している。ノーマルは約2000Hz前後の最も耳障りな周波数成分(�B、�C)のレベルが最も高いため、聞こえやすい。対策後は、音の特徴には大差ないものの他の周波数成分との差が小さくなっており、より耳障りで無い音に変化している。(設定:FFTサイズ:2048、窓関数:Hanning)ピーク周波数880Hz(全周波数の中で最も大きな音圧レベル)より-20dB(10分の1)以下は無視できるため、切り捨ててある。