Мы живем в удивительное время

Каждый может купить напечатанное на 3D-принтере изделие. В том числе, напечатанное из металла - из титана, например. Причем не просто из монолитного вещества, а из "металлической пены".

  Йен "Оружейный Иисус" МакКолум обзирает глушители PTR Vent, которые являются симбиозом современных технологий 3D-печати и технологий Второй мировой войны.

Концептуально Vent повторяют глушители 40-х годов, такие, как для пистолета-пулемета М3 Greese Gun или для мелкашных пистолетов High Standart. В первом для лучшего распределения тепла использовалась медная сетка.

Во втором дефлекторы аналогично были окружены чем-то проницаемым, однако и сами они выглядят так, будто вырезаны из того же материала.

PTR просто напечатали то же самое, но в виде цельного изделия - они оставили в титане поры, которые изготавливаются по технологии PIP (Purpousely Induced Porosity - Целенаправленно индуцированная пористость).

Для того, чтобы понять, зачем такие заморочки, сначала нам нужно скоммуниздить патент на эти глушители. На удивление, перспективную разработку никто не прячет - я тупо качнул его с интернета.

Технология представляет собой инновационный метод 3D-печати, позволяющий создавать материалы с контролируемой пористой структурой, что открывает широкие возможности для оптимизации характеристик глушителей огнестрельного оружия. Данная технология основывается на принципе управляемого формирования пор в материале, где пористость определяется как отношение объема пустот к общему объему материала, что позволяет варьировать как размер отдельных пор, так и их количество на единицу объема.

Ключевой особенностью PIP является возможность предварительного проектирования параметров пористости, включая размер, количество и распределение пор, которые затем реализуются в процессе 3D-печати. Для достижения заданной пористости при печати регулируется ряд параметров, таких как метод печати, тип и характеристики источника энергии, параметры газового потока, свойства используемого материала и способ его нанесения, что позволяет точно контролировать геометрию расплавленной зоны и формирование газовых полостей.

Одним из значительных преимуществ технологии PIP называют возможность изменения параметров печати в процессе изготовления, что позволяет создавать изделия с различными характеристиками пористости в разных участках. Это дает возможность формировать как области с мелкоячеистой структурой и большой площадью поверхности, так и высокоплотные участки с минимальной поверхностью, что позволяет оптимизировать теплопоглощение и распределение давления в различных зонах глушителя при взаимодействии с горячими пороховыми газами.

Пористая структура, создаваемая с помощью PIP, позволяет обеспечить дополнительные пути для расширяющихся пороховых газов, позволяя им частично рассеиваться через стенки глушителя, что способствует снижению избыточного давления внутри устройства и уменьшению обратного выброса газов в направлении стрелка. Технология предоставляет возможность точной настройки локального давления и теплопоглощения в различных зонах глушителя, что может быть использовано, например, для увеличения пористости ближе к дульному срезу с целью эффективного отвода пороховых газов и снижения отдачи.

Заметное облако пороховых газов, исходящих из недавно принятой на вооружение США штурмовой винтовки SIG XM5 Spear с примкнутым штатным глушителем, который хоть и напечатан на 3D-принтере, но по сути своей является классическим глушителем с очень сложными формами дефлекторов/камер. Несмотря на то, что SIG заявляет, что они снизили выбросы пороховых газов в лицо стрелку, проблема сохраняется, ибо в нормальном глушителе у пороховых газов только два пути - выйти вслед за пулей или через открывшийся затвор.

Также технология предоставляет возможность создания глушителей с переменной пористостью вдоль длины устройства, что позволяет, например, формировать непористые участки на концах для обеспечения прочности в местах крепления, с постепенным увеличением пористости к середине или дульному срезу. Кроме того, технология дает возможность создавать различную пористость для тела глушителя и внутренних перегородок (бафлов/дефлекторов), что открывает широкие возможности для оптимизации потока газов и теплопередачи в различных зонах устройства.

Можно варьировать степень пористости не только вдоль оси глушителя, но и в радиальном направлении, что позволяет, например, создавать более пористую структуру ближе к внутренней поверхности и менее пористую - ближе к внешней. Это дополняется возможностью формирования концентрических слоев с различной пористостью вокруг центрального канала глушителя, где каждый такой слой может обладать уникальными характеристиками пористости.

Эксперименты с радиально уменьшающейся или увеличивающейся пористостью.

Отличительной чертой 3D-печати с использованием PIP является то, что структура пор не является случайной, а целенаправленно задается на этапе проектирования и воспроизводится в процессе печати с высокой точностью. Технология позволяет создавать как очень мелкие поры для увеличения площади поверхности, так и крупные полости для управления потоком газов, что дает возможность формировать внутри глушителя сложные трехмерные структуры, такие как решетки или трабекулярные каркасы, с заданными характеристиками пористости.

Кроме того, можно задать комбинирование участков с различной пористостью и сплошных элементов (например, непористых бафлов/дефлекторов) в едином монолитном изделии. Таким образом создаются градиентные структуры с плавным изменением пористости между различными зонами глушителя. С помощью перемежения таких разнопористых секций осуществляется оптимизация соотношения между прочностью конструкции и ее способностью поглощать тепло и управлять потоком газов, а также создавается анизотропная пористая структура, свойства которой различаются в разных направлениях.

Технология PIP открывает широкие возможности для формирования внутри глушителя каналов сложной формы, интегрированных в общую пористую структуру, для того, чтобы перенаправлять потоки пороховых газов наиболее выгодным образом. Кроме того, она позволяет создавать структуры как с закрытой пористостью (изолированные поры), так и с открытой пористостью (взаимосвязанные поры) в зависимости от требуемых свойств, а также варьировать не только пористость, но и форму пор (сферические, вытянутые, неправильной формы).

Предложенные варианты портов для отведения лишних газов через сообщающиеся поры.

В содержании патента не упоминается конкретный способ очистки пор глушителя от нагара. Документ только описывает конструкцию монолитного глушителя с преднамеренно созданной пористостью, но не затрагивает вопросы его обслуживания или очистки. 

Зато мы знаем, что PTR рекомендует чистить глушитель каждые 1500 выстрелов с помощью специальных растворителей и ультразвуковых ванн. 1500 выстрелов - это довольно обычная рекомендация, так что, по всей видимости, они не загрязняются сильнее, чем классические глушители.

Конкретно PTR Vent применила технологию PIP следующим образом: дизайнеры оставили спереди намек на то, как расположены слои с сообщающимися порами

Поры маленьких треугольных каналов в центре сообщаются с порами больших. Поры больших, в свою очередь, сообщаются с расширительными полостями.

Полостей в глушителе две, каждая, соответственно, принимает по три канала. Одну из полостей можно увидеть, сняв заднюю крышку - в разделителе на стыке с корпусом видны три выемки, через которые и просачиваются пороховые газы из этик каналов.

Одна из выемок в шайбе задней расширительной полости

Кроме того, часть газов покидает глушитель через корпус, потому что он тоже пористый.

Что касается эффективности этой контрацепции, при стрельбе сверхзвуком 9х19мм лязг затвора громче звука выстрела. При стрельбе дозвуком - выстрела не слышно. Послушать можно с 7:50 в ролике Йена. 

Имеет ли смысл такое в армейке: сложно сказать. Учитывая реалии работы американских спецподразделений, они вполне могут себе позволить чистить такие глушители между заданиями. Простые вояки - им и со стандартными глушителями для М4А1 развлечений хватает, ибо они и стреляют больше. Но в целом производители взяли тренд на модераторы звука низкого давления - то есть, концептуально похожие на это изделие от PTR, просто менее замороченные: заставить выхлопные газы проделать как можно больший путь через туеву хучу сложных каналов, попутно часть отвести через порты в корпусе, тем самым уменьшив давление внутри изделия и, как следствие, количество свинцового дыма, которым дышит стрелок.

По материалам патента No .: US 11,435,155 B2 от 6 сентября 2022 года и ролика от Forgotten Weapons