ISO 17201-2:2025
(Main)Acoustics — Noise from shooting ranges — Part 2: Calculation of muzzle blast
Acoustics — Noise from shooting ranges — Part 2: Calculation of muzzle blast
This document specifies a computational method (in line with ISO 17201-4) for estimating the acoustic source data of muzzle blast and explosions on the basis of non-acoustic data for firearms with calibres less than 20 mm and explosions less than 50 g TNT equivalent. This document addresses those cases where no source measurements exist. This document can also be used as an interpolation method between measurements of muzzle blast. Source data are given in terms of spectral angular source energy covering the frequency range from 12,5 Hz to 10 kHz and can be used as data input for sound propagation calculation. This document does not apply to the prediction of sound levels for the assessment of hearing damage; nor can it be used to predict sound pressure levels or sound exposure levels at distances where linear acoustics do not apply.
Acoustique — Bruit des stands de tir — Partie 2: Calcul de la détonation à la bouche
Le présent document spécifie une méthode de calcul (conforme à l’ISO 17201-4) pour estimer les données acoustiques de source du bruit à la bouche et des explosions sur la base de données non acoustiques, pour les armes à feu de calibre inférieur à 20 mm et les charges explosives inférieures à 50 g d’équivalent TNT. Le présent document traite des cas où il n’existe aucun mesurage de la source. Le présent document peut également servir de méthode d’interpolation entre des mesurages du bruit à la bouche. Les données relatives à la source de bruit sont indiquées en termes d’énergie acoustique spectrale angulaire couvrant la plage de fréquences comprise entre 12,5 Hz et 10 kHz et peuvent être utilisées comme données d’entrée pour le calcul de la propagation du son. Le présent document ne s’applique pas à l’estimation des niveaux sonores pour l’évaluation des dommages auditifs. Elle ne peut pas non plus servir à prédire les niveaux de pression acoustique ni d’exposition sonore à des distances où l’acoustique linéaire ne s’applique pas.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 17201-2
Second edition
Acoustics — Noise from shooting
2025-07
ranges —
Part 2:
Calculation of muzzle blast
Acoustique — Bruit des stands de tir —
Partie 2: Calcul de la détonation à la bouche
Reference number
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General .1
3.2 Directivity . .3
3.3 Energy .3
3.4 Fraction .4
3.5 Projectile .5
4 Estimation model for source data of the muzzle blast . 5
4.1 General .5
4.2 Estimation of chemical energy .5
4.3 Estimation of acoustic energy . .6
4.4 Estimation of the Weber energy .6
4.5 Estimation of directivity .6
4.6 Estimation of the spectrum .6
5 Uncertainty of estimation . 7
6 Report . 8
Annex A (informative) Simple blast model for estimation of sound energy and its spectrum . 9
Annex B (informative) Quality of input data.11
Annex C (informative) Comparison between measurements and prediction of muzzle blast . 14
Bibliography .21
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise, in
collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 211,
Acoustics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 17201-2:2006), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— deletion of former Clauses 5 and 6, and Annex D which were moved to ISO 17201-4;
— revision of former Clause 7 (now Clause 5) and Annex C;
— addition of a new Clause 6;
— editorial revision of the document.
A list of all parts in the ISO 17201 series can be found on the ISO website.
The initiative to prepare a standard on impulse noise from shooting ranges was taken by AFEMS, the
Association of European Manufacturers of Sporting Ammunition, in April 1996, by the submission of a
formal proposal to CEN. After consultation in CEN in 1998, CEN/TC 211, Acoustics, asked ISO/TC 43/SC 1,
Noise, to prepare the ISO 17201 series.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
There are two basic sources that dominate the shooting sound from firearms: the muzzle blast and the
projectile sound. These two sources are basically different. The explosion blast from devices can be treated
as muzzle blast. This document describes the calculation of muzzle blast. The calculation of projectile sound
is described in ISO 17201-4.
The muzzle blast is caused by the expanding gases of the propellant at the muzzle. The muzzle blast can
be modelled approximately based on a spherical volume of these gases at the moment when the expansion
speed becomes subsonic.
In general, the procedures for estimating the muzzle blast rely on the estimation of energies that are
involved in the related processes. The procedures give estimates for the fraction of these energies that
transforms into acoustic energy. The results of the estimation are acoustical source data with respect to
energy, direction and frequency content.
v
International Standard ISO 17201-2:2025(en)
Acoustics — Noise from shooting ranges —
Part 2:
Calculation of muzzle blast
1 Scope
This document specifies a computational method (in line with ISO 17201-4) for estimating the acoustic
source data of muzzle blast and explosions on the basis of non-acoustic data for firearms with calibres less
than 20 mm and explosions less than 50 g TNT equivalent.
This document addresses those cases where no source measurements exist. This document can also be used
as an interpolation method between measurements of muzzle blast.
Source data are given in terms of spectral angular source energy covering the frequency range from 12,5 Hz
to 10 kHz and can be used as data input for sound propagation calculation.
This document does not apply to the prediction of sound levels for the assessment of hearing damage; nor
can it be used to predict sound pressure levels or sound exposure levels at distances where linear acoustics
do not apply.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 17201-1, Acoustics — Noise from shooting ranges — Part 1: Determination of muzzle blast by measurement
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 17201-1 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1 General
3.1.1
air density
ρ
density of air for the estimation conditions
Note 1 to entry: The air density is expressed in kilograms per cubic metre (kg/m ).
3.1.2
angular frequency
ω
frequency multiplied by 2π
Note 1 to entry: The angular frequency is expressed in radians per second (rad/s) in all formulae.
3.1.3
cosine coefficients
c
1,2…N
coefficients of the cosine-transform used to describe the directivity of the angular source energy
3.1.4
specific chemical energy
u
specific chemical energy content of the propellant
Note 1 to entry: The specific chemical energy is usually expressed in joules per kilogram (J/kg).
3.1.5
sound exposure
E
time integral of frequency-weighted squared instantaneous sound pressure over the event duration time
Ep= ()ttd
∫
T
Note 1 to entry: The sound exposure is expressed in pascal-squared seconds (Pa ⋅s).
3.1.6
sound exposure level
L
E
ten times the logarithm to the base 10 of the ratio of the sound exposure, E, to the reference sound exposure
Note 1 to entry: The sound exposure level is expressed in decibels.
[1]
Note 2 to entry: See also ISO 1996-1 .
Note 3 to entry: The sound exposure level of a single burst of sound or transient sound with duration time T is given
by the formula
pt()
L =10lg dt dB
E
∫
pT
0 0
T
where
p(t) is the instantaneous sound pressure as a function of time;
2 2
p T is the reference value [(20 µPa) × 1 s].
0 0
3.1.7
speed of sound
c
speed of sound for the estimation condition
Note 1 to entry: The speed of sound in air is expressed in metres per second (m/s).
3.1.8
Weber radius
R
W
radius of an equivalent radiating sphere of the “simple blast model”
Note 1 to entry: The Weber radius is expressed in metres (m).
3.1.9
Weber pressure
p
W
sound pressure at the surface of the Weber sphere
Note 1 to entry: The Weber pressure is expressed in pascals (Pa).
3.2 Directivity
3.2.1
correction factor due to source directivity
c
s
correction taking into account that different orders of Fourier functions contribute differently to the energy
3.2.2
directivity factor
Y(α)
factor that specifies how many times higher the source energy is in direction α, compared with
omnidirectional radiation and the same source energy
3.3 Energy
3.3.1
effective angular source energy
Q
Y
energy of an equivalent Weber source with a uniform energy density having the same energy density at
direction α of the muzzle blast under consideration
Note 1 to entry: The effective angular source energy is expressed in joules (J).
3.3.2
total acoustic source energy
Q
e
total acoustic energy after integration of Q over the whole sphere
Y
Note 1 to entry: The total acoustic energy is expressed in joules (J).
3.3.3
energy in the propellant gas
Q
g
energy in the gaseous efflux of the propellant at the muzzle
Note 1 to entry: The energy in the propellant gas is expressed in joules (J).
3.3.4
muzzle source energy
Q
m
total acoustic energy of the muzzle blast
Note 1 to entry: The muzzle source energy is expressed in joules (J).
3.3.5
kinetic energy of the projectile
Q
p0
translational kinetic energy of the projectile at the muzzle
Note 1 to entry: The projectile muzzle translational kinetic energy is expressed in joules (J).
3.3.6
propellant energy
Q
c
total chemical energy of the propellant
Note 1 to entry: The propellant energy is expressed in joules (J).
3.3.7
reference length
r
r = 1 m
3.3.8
reference Weber energy
Q
W,1
Weber energy for a mass of propellant having a Weber radius of r = 1 m
Note 1 to entry: The reference Weber energy is expressed in joules (J).
3.3.9
angular source energy distribution
S (α)
q
acoustic energy radiated from the source into the far field per unit solid angle
Note 1 to entry: The acoustic energy radiated by the source within a narrow cone centred around the direction α is
dQ
S ()α =
q
dΩ
where Ω is the solid angle in steradian (sr).
Note 2 to entry: The angular source energy distribution is expressed in joules per steradian (J/sr).
3.4 Fraction
3.4.1
projectile kinetic fraction
σ
cp
fraction of the projectile kinetic energy, Q , relative to chemical energy, Q
p c
Note 1 to entry: The efficiency is the kinetic fraction, expressed as percentage.
3.4.2
gas kinetic fraction
σ
cg
fraction of the chemical energy, Q , relative to propellant gas energy, Q
c g
3.4.3
acoustical efficiency
σ
ac
fraction of an energy that converts into acoustic energy
3.5 Projectile
3.5.1
projectile launch speed
v
p0
speed of the projectile at the muzzle
Note 1 to entry: The projectile launch speed is expressed in metres per second (m/s).
3.5.2
projectile mass
m
p
mass of the projectile, for shotguns the total mass of the pellets
Note 1 to entry: The projectile mass is expressed in kilograms (kg).
4 Estimation model for source data of the muzzle blast
4.1 General
If possible, the muzzle blast source data should be determined according to ISO 17201-1.
This clause specifies a method for the estimation of acoustic source data of muzzle blast and explosions.
Firearm muzzle blast is highly directional. Both angular source energy distribution and spectrum vary with
angle from the line of fire.
For the propagation calculations, frequency and angle-dependent source data are required as input data.
Such detailed emission data, measured according to ISO 17201-1, are not readily available for a large variety
of weapons and ammunition and there is a need to estimate the data from other technical information. This
method may also be applied for explosives. For muzzle blasts, linear acoustics applies if the peak pressure is
below 1 kPa.
NOTE This method might not be suitable for firearms fitted with muzzle devices that influence the blast field, for
example, a muzzle brake that reduces recoil by deflecting propellant gas flow as it exists from muzzle.
The method is separated in two parts: firstly, the acoustic energy of the shot shall be estimated; secondly,
the directional pattern of the source is to be applied and the spectrum calculated. The procedure allows
the use of very general data or, if available, specific data to provide a more accurate result. Therefore, the
procedure allows the use of alternatives such as default values or specific values for certain parameters.
Due to this flexibility a flow chart is used to describe the way through the procedure. The flow chart provides
all steps including the formulae. In Figure 1 the left part of the flow chart shows the way to estimate the
muzzle blast source energy that is to be used in the right part of the flow chart to determine the acoustical
source data. Branches in the flow chart that are alternatives are depicted by a logical sign “or”, ⊕. The logical
sign for “and”, ⊗, means that both sets of information are needed to continue. The symbol xˆ denotes a
default input value for the parameter x. If the parameter x is not known the default value may be used.
Numbers at the top of boxes are the formulae reference numbers.
4.2 Estimation of chemical energy
The key quantity for estimating the acoustic energy is the propellant energy involved, Q . If Q is not known,
c c
there are two alternatives given here for determining Q . The left-hand branch uses the kinetic energy of the
c
projectile, Q , either known directly or alternatively calculated from the projectile mass, m , and projectile
p0 p
launch speed, v , of the projectile [see Formula (1), in Figure 1]. The projectile energy is a fraction of the
p0
total energy. If the projectile kinetic fraction, σ , is not known, 35 % should be used as default. Formula (2)
cp
in Figure 1 then determines Q . The right-hand branch uses the mass of propellant or explosives. The impetus
c
(conversion factor), u, depends on the type of propellant (e.g. 4,31 MJ/kg for TNT, or 5,86 MJ/kg for PETN). If
the specific chemical energy, u, is not known a value of u = 4,5 MJ/kg should be used.
4.3 Estimation of acoustic energy
The total chemical energy (Q ) is partially converted into heat and into the kinetic energy of the remaining
c
gas (Q ), heat and friction between the barrel and projectile, and the kinetic energy of the projectile (Q )
g p0
[8]
or accelerated material, respectively. The inner ballistics, in case of guns, will determine this balance . A
fraction of 45 % in Q should be used as default value for Q , the only source of energy in the muzzle blast.
c g
Formula (5) accounts for the efficiency of the conversion of energy in the propellant gas, Q , into the total
g
acoustic energy of the muzzle blast, Q .
m
4.4 Estimation of the Weber energy
The part on the right of Figure 1 shows the flow chart used to determine the Weber energy, Q which is the
W
energy density of a Weber source with the Weber radius of 1 m.
4.5 Estimation of directivity
For rotationally symmetric radiation around the line of fire, the directional pattern of the source is described
with respect to the angle α relative to the line of fire by Formula (9). If the directivity pattern is not known,
Formula (6) gives a list of default values c for some weapons. Applying the directivity factor, Y, to the total
n
acoustic source energy, Q , in Formula (10) yields the effective energy at direction α.
e
4.6 Estimation of the spectrum
The next two steps in Formulae (11) and (12) in Figure 1 use an acoustical model of explosions in air which
allows an estimation of the angular source energy distribution as a function of frequency bands as described
in Annex A, see also Reference [6]. The default values are validated model parameters and should only be
changed if relevant information is available.
This estimation method shall not be used for the prediction of peak pressure values.
NOTE 1 Numbers at above right of the boxes are the numbers of the formulae, as referenced in the text. For
additional information with regard to Formulae (11) and (12), see Annex A.
NOTE 2 Information on the accuracy of input data is given in Annex B.
NOTE 3 For definitions of the terms Weber pressure, correction factor, reference length and reference Weber
energy, see Clause 3.
Figure 1 — Flow chart of estimation procedure for muzzle blast source data
5 Uncertainty of estimation
In general, there are two causes for uncertainties to arise in the outcome of these models.
The first source of uncertainty is determined by how well the model represents reality and how valid its
approximations are for the si
...
Norme
internationale
ISO 17201-2
Deuxième édition
Acoustique — Bruit des stands
2025-07
de tir —
Partie 2:
Calcul de la détonation à la bouche
Acoustics — Noise from shooting ranges —
Part 2: Calculation of muzzle blast
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Généralités .1
3.2 Directivité .3
3.3 Énergie .3
3.4 Fraction .4
3.5 Projectile .5
4 Modèle d’estimation des données relatives à la détonation à la bouche . 5
4.1 Généralités .5
4.2 Estimation de l’énergie chimique .5
4.3 Estimation de l’énergie acoustique .6
4.4 Estimation de l’énergie de Weber .6
4.5 Estimation de la directivité.6
4.6 Estimation du spectre .6
5 Incertitude de l’estimation . 7
6 Rapport . 8
Annexe A (informative) Modèle d’explosion simple pour l’estimation de l’énergie acoustique et
de son spectre . 9
Annexe B (informative) Qualité des données d’entrée .11
Annexe C (informative) Comparaison entre les mesurages et la prévision du bruit à la bouche . 14
Bibliographie .22
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits
de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit, en
collaboration avec le comité technique CEN/TC 211, Acoustique du Comité européen de normalisation (CEN),
conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 17201-2:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— suppression des anciens Articles 5 et 6, ainsi que de l’Annexe D, qui ont été déplacés vers l’ISO 17201-4;
— révision de l’ancien Article 7 (désormais Article 5) et de l’Annexe C;
— ajout d’un nouvel Article 6;
— révision rédactionnelle du document.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 17201 se trouve sur le site web de l’ISO.
L’initiative d’élaborer une norme sur le bruit impulsionnel des stands de tir a été prise par l’AFEMS
(Association of European Manufacturers of Sporting Ammunition, l’association des fabricants européens
de munitions pour le tir sportif), en avril 1996, sous la forme d’une proposition formelle au CEN. Après
consultation au CEN en 1998, le CEN/TC 211, Acoustique, a demandé à l’ISO/TC 43/SC 1, Bruit, de préparer la
série ISO 17201.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
Deux principales sources dominent le bruit émis par les tirs des armes à feu: la détonation à la bouche et le
bruit du projectile. Ces deux sources sont radicalement différentes. Le bruit de l’explosion des engins peut
être traité comme le bruit à la bouche. Le présent document décrit le calcul du bruit à la bouche. Le calcul du
bruit du projectile est décrit dans l’ISO 17201-4.
La détonation à la bouche est provoquée par l’expansion des gaz de la charge propulsive au niveau de la
bouche. Elle peut être modélisée approximativement sur la base d’un volume essentiellement sphérique de
ces gaz au moment où la vitesse d’expansion devient subsonique.
En général, les méthodes visant à estimer la détonation à la bouche reposent sur l’évaluation des énergies
impliquées dans les processus concernés. Ces méthodes donnent des estimations pour la fraction de ces
énergies qui se transforme en énergie acoustique. Les résultats de l’estimation produisent des données
acoustiques en fonction de l’énergie, de la direction et du contenu fréquentiel.
v
Norme internationale ISO 17201-2:2025(fr)
Acoustique — Bruit des stands de tir —
Partie 2:
Calcul de la détonation à la bouche
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode de calcul (conforme à l’ISO 17201-4) pour estimer les données
acoustiques de source du bruit à la bouche et des explosions sur la base de données non acoustiques, pour les
armes à feu de calibre inférieur à 20 mm et les charges explosives inférieures à 50 g d’équivalent TNT.
Le présent document traite des cas où il n’existe aucun mesurage de la source. Le présent document peut
également servir de méthode d’interpolation entre des mesurages du bruit à la bouche.
Les données relatives à la source de bruit sont indiquées en termes d’énergie acoustique spectrale angulaire
couvrant la plage de fréquences comprise entre 12,5 Hz et 10 kHz et peuvent être utilisées comme données
d’entrée pour le calcul de la propagation du son.
Le présent document ne s’applique pas à l’estimation des niveaux sonores pour l’évaluation des dommages
auditifs. Elle ne peut pas non plus servir à prédire les niveaux de pression acoustique ni d’exposition sonore
à des distances où l’acoustique linéaire ne s’applique pas.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 17201-1, Acoustique — Bruit des stands de tir — Partie 1: Mesurage de l´énergie sonore en sortie de bouche
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 17201-1, ainsi que les suivants,
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Généralités
3.1.1
masse volumique de l’air
ρ
masse volumique de l’air dans les conditions de l’estimation
Note 1 à l'article: La masse volumique de l’air est exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m ).
3.1.2
fréquence angulaire
ω
fréquence multipliée par 2π
Note 1 à l'article: La fréquence angulaire est exprimée en radians par seconde (rad/s) dans toutes les formules.
3.1.3
coefficients cosinusoïdaux
c
1,2…N
coefficients de la transformation en série de cosinus pour décrire la directivité de l’énergie acoustique
angulaire émise par la source
3.1.4
énergie chimique spécifique
u
énergie chimique spécifique contenue dans la charge propulsive
Note 1 à l'article: L’énergie chimique spécifique est généralement exprimée en joules par kilogramme (J/kg).
3.1.5
exposition sonore
E
intégrale temporelle de la pression acoustique instantanée élevée au carré et pondérée en fréquence pendant
la durée de l’événement
Ep= ttd
()
∫
T
Note 1 à l'article: L’exposition sonore est exprimée en pascals carrés·secondes (Pa ⋅s).
3.1.6
niveau d’exposition sonore
L
E
dix fois le logarithme de base 10 du rapport entre l’exposition sonore, E, et l’exposition sonore de référence
Note 1 à l'article: Le niveau d’exposition sonore est exprimé en décibels.
[1]
Note 2 à l'article: Voir également l’ISO 1996-1 .
Note 3 à l'article: Le niveau d’exposition sonore d’une rafale unique de sons ou d’un son transitoire d’une durée T
est donné par la formule:
pt()
L =10lg dt dB
E
∫
pT
0 0
T
où
p (t) est la pression acoustique instantanée en fonction du temps;
2 2
p T est la valeur de référence [(20 µPa) × 1 s].
0 0
3.1.7
vitesse du son dans
c
vitesse du son dans les conditions de l’estimation
Note 1 à l'article: La vitesse du son dans l’air est exprimée en mètres par seconde (m/s).
3.1.8
rayon de Weber
R
W
rayon d’une sphère de rayonnement équivalent, dans le cadre du « modèle d’explosion simple »
Note 1 à l'article: Le rayon de Weber est exprimé en mètres (m).
3.1.9
pression de Weber
p
W
pression sonore à la surface de la sphère de Weber
Note 1 à l'article: La pression de Weber est exprimée en pascals (Pa).
3.2 Directivité
3.2.1
facteur de correction due à la directivité de la source
c
s
correction tenant compte du fait que des ordres différents des fonctions de Fourier contribuent différemment
à l’énergie
3.2.2
facteur de directivité
Y(α)
facteur qui spécifie combien de fois l’énergie de la source est plus élevée dans la direction α, par rapport à un
rayonnement omnidirectionnel et à la même énergie de la source
3.3 Énergie
3.3.1
énergie acoustique angulaire effective émise par la source
Q
Y
énergie d’une source de Weber équivalente de densité d’énergie uniforme ayant la même densité d’énergie
à la direction α que la détonation à la bouche considérée
Note 1 à l'article: L’énergie acoustique angulaire effective émise par la source est exprimée en joules (J).
3.3.2
énergie acoustique totale émise par la source
Q
e
énergie acoustique totale après intégration de Q sur l’ensemble de la sphère
Y
Note 1 à l'article: L’énergie acoustique totale est exprimée en joules (J).
3.3.3
énergie des gaz de la charge propulsive
Q
g
énergie présente dans l’écoulement gazeux de la charge propulsive au niveau de la bouche
Note 1 à l'article: L’énergie des gaz de la charge propulsive est exprimée en joules (J).
3.3.4
énergie acoustique émise par la source au niveau de la bouche
Q
m
énergie acoustique totale de la détonation à la bouche
Note 1 à l'article: L’énergie acoustique émise par la source au niveau de la bouche est exprimée en joules (J).
3.3.5
énergie cinétique du projectile
Q
p0
énergie cinétique de translation du projectile en sortie de bouche
Note 1 à l'article: L’énergie cinétique de translation du projectile en sortie de bouche est exprimée en joules (J).
3.3.6
énergie de la charge propulsive
Q
c
énergie chimique totale de la charge propulsive
Note 1 à l'article: L’énergie de la charge propulsive est exprimée en joules (J).
3.3.7
longueur de référence
r
r = 1 m
3.3.8
énergie de Weber de référence
Q
W,1
énergie de Weber pour une masse de charge propulsive présentant un rayon de Weber de r = 1 m
Note 1 à l'article: L’énergie de Weber de référence est exprimée en joules (J).
3.3.9
distribution angulaire de l’énergie acoustique émise par la source
S (α)
q
énergie acoustique rayonnée par la source en champ lointain par unité d’angle solide
Note 1 à l'article: L’énergie acoustique rayonnée par la source dans les limites d’un cône étroit centré sur la direction α
est égale à:
dQ
S ()α =
q
dΩ
où Ω est l’angle solide exprimé en stéradians (sr).
Note 2 à l'article: La distribution angulaire de l’énergie acoustique émise par la source est exprimée en joules
par stéradian (J/sr).
3.4 Fraction
3.4.1
fraction cinétique du projectile
σ
cp
fraction de l’énergie cinétique du projectile, Q , par rapport à l’énergie chimique, Q
p c
Note 1 à l'article: Le rendement correspond à la fraction cinétique exprimée en pourcentage.
3.4.2
fraction cinétique du gaz
σ
cg
fraction de l’énergie chimique, Q , par rapport à l’énergie du gaz de charge propulsive, Q
c g
3.4.3
rendement acoustique
σ
ac
fraction de l’énergie qui est convertie en énergie acoustique
3.5 Projectile
3.5.1
vitesse de lancement du projectile
v
p0
vitesse du projectile au niveau de la bouche
Note 1 à l'article: La vitesse de lancement du projectile est exprimée en mètres par seconde (m/s).
3.5.2
masse du projectile
m
p
masse du projectile, dans le cas des fusils de chasse masse totale de la grenaille
Note 1 à l'article: La masse du projectile est exprimée en kilogrammes (kg).
4 Modèle d’estimation des données relatives à la détonation à la bouche
4.1 Généralités
Il convient, si possible, que les données relatives au bruit à la bouche soient déterminées conformément
à l’ISO 17201-1.
Le présent article spécifie une méthode pour estimer les données acoustiques de source du bruit à la bouche
et des explosions. Le bruit à la bouche d’une arme à feu est hautement directif. La distribution angulaire
de l’énergie acoustique émise par la source et le spectre varient tous les deux avec l’angle par rapport à la
ligne de tir.
Pour les calculs de la propagation, des données relatives à la source du bruit en fonction de la fréquence et
de l’angle sont exigées comme données d’entrée. À l’heure actuelle, de telles données d’émission détaillées,
mesurées selon l’ISO 17201-1, ne sont pas facilement disponibles pour une grande variété d’armes et
de munitions, et il est nécessaire d’estimer les données à partir d’autres informations techniques. Cette
méthode peut également s’appliquer aux explosifs. Pour les détonations, l’acoustique linéaire est applicable
si la pression maximale est inférieure à 1 kPa.
NOTE Cette méthode peut ne pas convenir pour des armes équipées de dispositifs de bouche qui influencent le champ
de la détonation, par exemple un frein de bouche qui réduit le recul en déviant le flux de gaz à sa sortie de la bouche.
La méthode se décompose en deux parties. Premièrement, l’énergie acoustique du tir doit être estimée, puis,
dans un second temps, la directionnalité de la source est appliquée et le spectre est calculé. La méthode
permet d’utiliser des données très générales ou, si elles sont disponibles, des données spécifiques permettant
d’aboutir à un résultat plus précis. Elle permet donc d’utiliser des alternatives telles que des valeurs par
défaut ou des valeurs spécifiques pour certains paramètres.
En raison de cette flexibilité, un diagramme est utilisé pour décrire toutes les étapes de la méthode, y
compris les équations. Le diagramme fournit toutes les étapes, y compris les formules. À la Figure 1, la partie
gauche du diagramme représente la manière d’estimer l’énergie acoustique émise par la source de la
détonation au niveau de la bouche, celle-ci étant utilisée dans la partie droite du diagramme pour déterminer
les données acoustiques. Les branches du diagramme correspondant à des alternatives portent un signe
logique «ou», ⊕. Le signe logique correspondant à «et», ⊗, signifie que les deux ensembles d’informations
ˆ
sont nécessaires pour continuer. Le symbole x représente une valeur d’entrée par défaut pour le paramètre
x. Si le paramètre x n’est pas connu, la valeur par défaut peut être utilisée. Les chiffres apparaissant en haut
des blocs sont les numéros de référence des formules.
4.2 Estimation de l’énergie chimique
La grandeur essentielle permettant d’estimer l’énergie acoustique est l’énergie de la charge propulsive, Q .
c
Si Q n’es pas connue, il existe deux alternatives, indiquées ici, pour la déterminer. La branche gauche utilise
c
l’énergie cinétique du projectile, Q , connue directement ou calculée de manière différente à partir de la
p0
masse du projectile, m , et de la vitesse de lancement du projectile, v [voir la Formule (1) à la Figure 1].
p p0
L’énergie du projectile est une fraction de l’énergie totale. Si la fraction cinétique du projectile σ n’est pas
cp
connue, il convient d’utiliser 35 % comme valeur par défaut. La Formule (2) à la Figure 1 permet ensuite
de déterminer Q . La branche droite utilise la masse de la charge propulsive ou des explosifs. Le potentiel
c
(facteur de conversion), u, dépend du type de la charge propulsive (par exemple 4,31 MJ/kg pour le TNT
ou 5,86 MJ/kg pour le PETN). Si l’énergie chimique spécifique, u, n’est pas connue, il convient d’utiliser une
valeur de u = 4,5 MJ/kg.
4.3 Estimation de l’énergie acoustique
L’énergie chimique totale, Q , est respectivement partiellement convertie en chaleur et en énergie cinétique
c
du gaz restant, Q , en chaleur et en frottement entre le canon et le projectile, et en énergie cinétique du
g
projectile, Q , ou du matériau accéléré. La balistique interne, dans le cas de fusils, détermine cet équilibre.
p0
[8]
Il convient qu’une fraction de 45 % de Q soit utilisée comme valeur par défaut pour Q , qui représente
c g
l’unique source d’énergie dans la détonation. La Formule (5) tient compte du rendement de la conversion de
l’énergie du gaz de charge propulsive, Q , en énergie acoustique totale de la détonation à la bouche, Q .
g m
4.4 Estimation de l’énergie de Weber
La partie droite de la Figure 1 représente le diagramme permettant de déterminer l’énergie de Weber, Q ,
w
qui est la densité d’énergie d’une source de Weber présentant le rayon de Weber de 1 m.
4.5 Estimation de la directivité
Pour le rayonnement symétrique de révolution autour de la ligne de tir, la directionnalité de la source
est décrite en fonction de l’angle α formé par rapport à la ligne de tir par la Formule (9). Si le diagramme
de directivité n’est pas connu, la Formule (6) donne une liste de valeurs par défaut de c pour certaines
n
armes. L’application du facteur de directivité, Y, à l’énergie acoustique totale émise par la source Q dans la
e
Formule (10) donne l’énergie effective dans la direction α.
4.6 Estimation du spectre
Les deux étapes suivantes des Formules (11) et (12) à la Figure 1 utilisent un modèle acoustique d’explosions
dans l’air qui permet d’estimer la distribution angulaire de l’énergie acoustique émise par la source en
fonction des bandes de fréquences, tel que décrit à l’Annexe A, voir aussi la Référence [6]. Les valeurs par
défaut sont des paramètres de modèle validés et il convient de les modifier uniquement si des informations
pertinentes sont disponibles.
La méthode d’estimation ne doit pas être utilisée pour estimer des valeurs de pression maximale.
NOTE 1 Les chiffres apparaissant en haut des blocs indiquent les numéros de formules mentionnés dans le texte.
Pour des informations supplémentaires à propos des Formules (11) et (12), voir l’Annexe A.
NOTE 2 Les informations relatives à l’exactitude des données d’entrée figurent à l’Annexe B.
NOTE 3 Pour les définitions des termes «pression de Weber», «facteur de correction», «longueur de référence» et
«énergie Weber de référence», voir l’Article 3.
Figure 1 — Diagramme de la méthode d’estimation des données relatives
à la source de bruit à la bouche
5 Incertitude de l’estimation
En général, il y a deux causes d’incertitude dans les résultats de ces modèles.
La première source d’incertitude est déterminée par la manière dont le modèle représente la réalité et la
validité de ses approximations
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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