• Водоснабжение
• Насосы
• Очистка воды
• Колодцы
• Фильтры

Автоматические орудия. Автоматическое оружие с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания. Электрическая система от Nexter

Автоматическое оружие

Автоматическое оружие - в широком смысле, огнестрельное оружие, в котором все операции по перезаряжанию выполняются автоматически за счёт так или иначе организованного использования образующейся при выстреле энергии пороховых газов. Автоматическое оружие бывает одиночного (самозарядное) и непрерывного огня (самострельное) , а также серийного огня и автоматический пистолет», - таким образом, данный термин может считаться многозначным.

Механизированное автоматическое оружие - оружие, в котором все эти операции также осуществляются автоматически, но не за счёт части энергии пороховых газов, а за счёт внешнего источника энергии, например «гатлинг» .

Принципы действия автоматики

Отдача затвора

Действие автоматики основано на использовании отдачи затвора при неподвижном стволе. Различают два варианта:

• Свободный затвор - отсутствует жесткое запирание канала ствола затвором. Затвор прижат к казенному срезу ствола возвратной пружиной . Откат затвора происходит за счет давления пороховых газов на донце гильзы, передаваемое затвору. Обычно применяется в оружии под патроны небольшой мощности - пистолетах (Browning M1900 , Walther PPK , ПМ , АПС), пистолетах-пулеметах (MP-18 , «Суоми» , ППШ , Uzi). С увеличением мощности патрона растёт масса затвора, что часто неприемлемо. Редкими примерами являются авиационная пушка MK 108 , а также автоматический гранатомет АГС-17 .
• Полусвободный затвор - откат затвора на начальном участке искусственно замедляется тем или иным способом. Например, создается повышенное трение затвора в ствольной коробке (пистолет-пулемёт Томпсона); затвор выполняется в виде двух частей, из которых задняя, более массивная, движется быстрее передней (винтовка G-3); движение затвора тормозится давлением пороховых газов, отведенных из ствола (так называемый принцип Барницке, пистолет Heckler und Koch P-7) т. п.

Отдача ствола

Действие автоматики основано на использовании отдачи подвижного ствола. Во время выстрела затвор прочно сцеплен со стволом. Различают два варианта:

• Длинный ход ствола - ход ствола равен ходу затвора. Перед выстрелом затвор и ствол жестко сцеплены и вместе откатываюся назад до крайнего заднего положения. В крайней точке отката затвор задерживается, а ствол возвращается в исходное, при этом извлекая гильзу. Только после возврата ствола затвор возвращается в переднее положение. Схема отличается большой массой подвижных частей и конструктивной сложностью, не позволяет развивать большой темп стрельбы , поэтому используется редко (известны ручной пулемёт Шоша , пистолеты Фроммера). ГОСТ 28653-90 определяет длинный ход ствола как откат ствола стрелкового оружия на расстояние, большее длины патрона.
• Короткий ход ствола - ход ствола меньше хода затвора. Перед выстрелом затвор и ствол жестко сцеплены, и в момент выстрела под действием отдачи начинают откат как одно целое. Пройдя относительно небольшое расстояние, затвор и ствол разъединяются, затвор продолжает откат, а ствол либо остается на месте, либо возвращается в исходное положение с помощью собственной возвратной пружины. За время от начала отката до расцепления пуля успевает выйти за пределы ствола. Оружие на этом принципе может иметь достаточно простое устройство и быть компактным и легким, поэтому схема с коротким ходом ствола получила широкое распространение в пистолетах. ГОСТ 28653-90 определяет короткий ход ствола, как откат ствола стрелкового оружия на расстояние, меньшее длины патрона.

Отвод пороховых газов

Действие автоматики основано на использовании отвода газов из канала ствола в газовую камеру через газоотводное отверстие в стенке неподвижного ствола. После прохода пулей газоотводного отверстия часть газов поступает в газовую камеру и приводит в движение поршень, связанный посредством штока с затворной рамой. Перемещаясь назад, затворная рама отпирает затвор и отбрасывает его в заднее положение.

Выделяют два основных варианта:

• Длинный ход поршня - ход поршня равен ходу затворной рамы. Например Автомат Калашникова .
• Короткий ход поршня - ход поршня меньше хода затворной рамы. Например снайперская винтовка СВД .

В широко распространённом автомате М16 используется оригинальная схема, когда пороховые газы по длинной газоотводной трубке воздействуют непосредственно на затворную раму. Газовый поршень как отдельная деталь отсутствует.

Примечания

См. также

Литература

• Автоматическое оружие // Советская военная энциклопедия / под ред. А. А. Гречко . - М .: Воениздат , 1976. - Т. 1. - 637 с. - (в 8-ми т). - 105 000 экз.
• Алферов В. В. Конструкция и расчет автоматического оружия. - М., Машиностроение, 1973
• Материальная часть стрелкового оружия. Под ред. А. А. Благонравова. - М.: Оборонгиз НКАП, 1945
• А. Б. Жук. Энциклопедия стрелкового оружия. - М.: Воениздат, 1998
• Наставления по стрелковому делу. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1973
• George M. Chinn. The Machine Gun. - U. S. Government Printing Office, 1951-1987
• Lugs Jaroslav. Handfeuerwaffen. - Militaerverlag der DDR, Berlin, 1977

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Разработка и постановка на вооружение первых образцов автоматического оружия в конце 19 - начале 20 века выявили новую проблему - обеспечение прицельной стрельбы очередями, когда предыдущий выстрел сбивает оружие с линии прицеливания перед следующим выстрелом. До этого времени стрельба велась одиночными выстрелами, в процессе осуществления которых стрелки были способны удерживать оружие на линии прицеливания вплоть до момента вылета пули из ствола. Для пулеметов проблема прицельной стрельбы очередями была решена путем использования массивных станков и переходом к поражению преимущественно групповых целей, когда рассеивание пуль является допустимым. Избыточный расход патронов компенсируется относительно большим боекомплектом, носимым расчетом из двух человек, и преимущественно позиционной тактикой применения пулеметов. При этом огонь ведется из удобных положений с опорой станка или сошек пулемета в грунт.

В отличие от пулеметов индивидуальное автоматическое оружие стрелков (пистолет-пулемет, штурмовая винтовка) предназначено для маневренной тактики с частыми перемещениями, стрельбой с хода, из неудобных положений, сопровождающееся удержанием оружия на весу силой мышц рук и компенсацией отдачи с помощью упора приклада в плечо. В связи с этим индивидуальное автоматическое оружие должно быть ограничено в весе и силе отдачи, которые определяются физическими возможностями средних стрелков. составляющих большинство пехотных подразделений. Современная тактика ведения боя предусматривает занятие закрытых от наблюдения позиций, передвижение в рассыпном строю, перебежками от укрытия к укрытию, со сменой направления движения. В таких условиях поражение целей одиночными выстрелами становится проблематичным, особенно для средних стрелков. Поэтому стрельба ведется в основном в автоматическом режиме с намерением поразить цель хотя одним выстрелом из очереди. Направление развития индивидуального автоматического оружия соответствует указанной тактики ведения боя. Во время Первой мировой войны на вооружение был принят новый вид индивидуального оружия - пистолет-пулемет, механизм перезаряжания которого работал в автоматическом режиме. В связи с ограниченной энергетикой пистолетных патронов новое оружие использовалось на коротких дистанциях ведения огня. На средних и дальних дистанциях продолжали использоваться неавтоматические винтовки.

В ходе Второй мировой войны всеми воюющими сторонами была признана необходимость создания оружия, основанного на патроне калибра 7.92х33 / 7,62х39 мм, энергетика которого занимает промежуточное положение между пистолетным и винтовочным патроном., что обеспечивает поражение целей на ближней и средней дистанциях, характерных для современной тактики ведения боя. Перевооружение пехотных частей оружием, основанном на промежуточном патроне, позволило существенно повысить эффективность стрельбы средних стрелков. Поражение целей на дальней дистанции перешло в обязанность специально подготовленных и обладающих специальными навыками немногочисленных лучших стрелков - пулеметчиков, ведущих огонь очередями, и снайперов, ведущих одиночный огонь патронами большего калибра. Однако применение подобной тактики ведения боевых действий в период после Второй мировой войны привело к резкому росту расходов боеприпасов в расчете на одного пораженного противника.

Во время Корейской войны командование американской армии было вынуждено обратить внимание на величину расхода патронов в расчете на одного пораженного противника, достигшую уровня 50 тысяч единиц. В 1952 году была начата первая программа правительства США по совершенствованию индивидуального автоматического оружия - SALVO. Затем были реализованы программы SPIW, JSSAP и SAMP. В настоящее время осуществляется очередная программа LSAT. Результатом 60-летней программной деятельности явилось принятие на вооружение американской армии штурмовой винтовки М16, использующей малоимпульсный патрон уменьшенного калибра 5,56х45 мм. Попытки использования патронов ещё более уменьшеного калибра вели к падению эффективности стрельбы на средних дистанциях. Аналогичный выбор был сделан и армиями других стран.

Способы обеспечения прицельной стрельбы очередями.

Стрелок, в процессе стрельбы очередью, испытывает разнонаправленные силовые воздействия, приходящиеся на его руки и тело. Силовые воздействия усугубляются неудобным положением стрелка - стрельба ведется, как правило, из положения стоя.

Вначале каждого выстрела на стрелка действует максимальный по величине импульс отдачи, связанный с давлением пороховых газов на закрытый затвор. Импульс действует в течение примерно 0,001 секунды до момента открытия затвора. После непродолжительного периода равномерного действия силы отдачи затвора, сжимающего возвратную пружину, на стрелка действует третий импульс отдачи, связанный с ударом затвора в заднюю стенку ствольной коробки. Цикл перезарядки оружия продолжается вторым периодом равномерного действия силы упругости возвратной пружины и заканчивается четвертым импульсом силы, направленным вперед и связанным с ударом затвора в ствол. Оружие также испытывает циклические колебания от перемещения своего центра тяжести, связанного с возвратно-поступательным движением затвора. Под действием импульсов отдачи тело стрелка смещается назад. После окончания импульсов стрелок стремится занять исходное положение - тело смещается вперед, т.е. происходят колебательные движения сложной системы, состоящей из множества шарнирно соединенных элементов - головы, рук, ног, туловища и позвоночника. Восстановление близкого к исходному положению после каждого выстрела можно достичь только при наличии специальных навыков, основанных на природных способностях стрелка и развитых длительными тренировками.

Положение усугубляется тем, что в большинстве моделей оружия ось ствола, вдоль которого действует импульс отдачи, не совпадает с осью симметрии приклада, опирающегося на плечо стрелка. Сила отдачи и сила реакции опоры создают момент, подбрасывающий вверх дульный срез ствола. За время одного цикла перезарядки оружия, равного примерно 0,1 секунды, нервно-мышечная система стрелка не в состоянии возвратить оружие на линию прицеливания. Поэтому второй выстрел в очереди уходит выше первоначальной точки прицеливания, третий выстрел ещё выше и т.д. Дульный тормоз-компенсатор и специальные навыки помогают лишь частично уменьшить отклонение оружия от цели. Исходя из импульсной диаграммы, прицельная стрельба очередями из неудобных положений зависит от уровня реализации в современном индивидуальном автоматическом оружии следующих технических решений:

Снижение величины максимального импульса отдачи достигается переходом от закрытого к полусвободному затвору, начинающего движение назад с самого начала возгорания метательного заряда в стволе, при этом производство выстрела должно производится на выкате затвора вперед;
- устранение подбрасывающего момента достигается подъемом оси симметрии приклада на уровень оси ствола с соответствующим выносом вверх линии визирования прицельных приспособлений;
- устранение удара затвора в ствольную коробку и ствол достигается применением сбалансированной автоматики.

Первые два решения полностью или частично реализованы в принятых на вооружение образцах индивидуального автоматического оружия. Последнее решение до сих пор не имеет эффективной реализации даже в опытных конструкциях. Известная лафетная схема, основанная на совместном откате подвижной группы, состоящей из ствола, затвора и промежуточного накопителя на 3 патрона, производящей в процессе отката очередь фиксированной длины, не может быть признана сбалансированной по определению - в конструкции оружия отсутствует балансир. Попытка его использовать приведет к двукратному росту массы оружия, которое перестанет быть индивидуальным. Кроме того, после окончания фиксированной очереди стрелок испытывает утроенную отдачу, превышающую по величине отдачу от выстрела снайперской винтовки и усугубляемую пониженным весом штурмовой винтовки.

В известной схеме сбалансированной автоматики одновременно с затвором в противоположном направлении движется балансир, соударяющийся с затвором в крайних положениях. Указанное решение имеет принципиальный недостаток - с целью синхронизации движения затвора и балансира применяют реечно-шестеренчатую передачу, испытывающую в процессе работы знакопеременные нагрузки, вызывающие выкрашивание зубьев передачи, что значительно снижает ресурс механизма перезаряжания относительно ресурса остальных частей оружия. В связи с этим представляется целесообразным заменить в механизме перезаряжания реечно-шестеренчатую передачу на рычажную, выдерживающую знакопеременные нагрузки. Балансир закрепляется на одном плече рычага, ось вращения которого пересекается под углом 90 градусов с осью ствола. Второе плечо рычага связано шарнирной тягой с затвором. Длина плеч рычага равна ходу затвора между крайними точками. В процессе отката балансир движется навстречу затвору, в процессе наката - в противоположном направлении. В крайних положениях рычаг, попеременно работающий на сжатие или растяжение, не даёт затвору ударяться в ствол или ствольную коробку.

Кинематика кривошипно-шатунного механизма перезаряжания.
Вышеописанная схема сбалансированной автоматики представляет собой кривошипно-шатунный механизм перезаряжания, включающий один вращающийся элемент - кривошип, один скользящий - затвор и один качающийся - шатун. Во время действия давления газов в стволе ведущим элементом автоматики является затвор, в течение остального времени одного цикла перезарядки - кривошип.
Скорость движения затвора изменяется по синусоидальному закону в зависимости от угла поворота кривошипа:
- в верхней и нижней мертвых точках, соответствующих 0 и 180 градусам, скорость затвора равна нулю;
- в точках, соответствующих 90 и 270 градусам, скорость затвора максимальна.

Скорость вращения кривошипа в одном цикле перезарядки изменяется от максимальной, приходящейся на точку производства выстрелов, до минимальной, соответствующей углу поворота кривошипа на 180 градусов. Темп стрельбы оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания в основном определяется массой и радиусом вращения кривошипа, а также точкой производства выстрелов, измеряемой в градусах поворота кривошипа. Дополнительными факторами, влияющими на темп стрельбы, являются масса затвора с шатуном, силы упругости возвратной и боевой пружин, сила трения в системе. Возвратная пружина применяется с целью аккумулирования энергии отдачи и максимального замедления вращения кривошипа при повороте на 180 градусов, в нижней мертвой точке, соответствующей крайнему заднему положению затвора. Накопленная в возвратной пружине энергия возвращается кривошипу при начале движения затвора вперед. В этой же точке, после завершения стрельбы производится останов затвора путем его упора в затворную задержку. Затраты кинетической энергии кривошипа на взведение боевой пружины и преодоление силы трения в системе компенсируются только за счет силы отдачи, действующей на кривошип.

Вектор силы отдачи включает горизонтальную и вертикальную составляющие. При этом на увеличение кинетической энергии кривошипа оказывает влияние только вертикальная составляющая вектора силы отдачи, направленная по касательной к окружности вращения кривошипа. Горизонтальная составляющая воспринимается неподвижной осью вращения кривошипа. С целью восприятия этой составляющей кривошип, как правило, выполняется в виде осевого шарнира большого диаметра, установленного в кольцевом выступе стенки ствольной коробки. Величина вертикальной составляющей вектора силы отдачи зависит от угла поворота кривошипа относительно верхней мертвой точки в момент производства выстрела, а также от сектора поворота кривошипа за время действия давления газов в стволе.

В кривошипно-шатунном механизме перезаряжания возможна реализация одного из следующих моментов производства выстрелов:
- выстрел при недоходе кривошипа до верхней мертвой точки с последующим реверсированием вращения кривошипа, его повороте в обратную сторону на угол, меньший 360 градусов, до второй точки производства выстрелов и т.д.;
- выстрел при переходе кривошипа через верхнюю мертвую точку, ускорение вращения кривошипа, продолжение его поворота на угол в 360 градусов до единственной точки производства выстрелов и т.д.

С целью обеспечения безударного режима работы механизма перезаряжания стрельба производится на выкате затвора. В этом случае на стабильность темпа стрельбы существенное влияние будет оказывать эксплуатационный разброс энергетики метательных зарядов и продолжительности срабатывания капсюлей патронов.
При недоходе кривошипа до верхней мертвой точки в момент производства выстрелов стабильность темпа стрельбы поддерживается с помощью возможности страхующего упора затвора в ствол в случае недостаточной энергии выстрела следующего патрона для реверсирования вращения кривошипа, превысившего заданную скорость под действием избыточной энергии выстрела предыдущего патрона.

При переходе кривошипа через верхнюю мертвую точку в момент производства выстрелов стабильность темпа стрельбы поддерживается с помощью демпфирования излишней скорости вращения кривошипа путем подбора покрытия контактирующих поверхностей в паре затвор-направляющие ствольной коробки, обладающего нелинейным коэффициентом трения скольжения, увеличивающимся при росте нагрузки. Необходимо отметить, что в первом случае при реверсировании вращения кривошипа возникает реактивный момент, действующий в продольной плоскости и ухудшающий импульсную диаграмму оружия.

Модели оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания.

Первым образцом автоматического оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания является пулемет австро-венгерского конструктора Андреаса Шварцлозе M.07/12 под патрон калибра 8х56 мм, выпускавшийся большими сериями в различных модификациях с 1905 по 1939 год. Автоматика не была сбалансирована и работала в ударном режиме.

В составе механизма отсутствовал балансир, кривошип двигался в том же направлении, что и затвор. Недостаточная масса кривошипа и удаленность точки производства выстрелов от верхней мертвой точки привели к необходимости сокращения дульной энергии путем уменьшения длины ствола, а также смазывания маслом патронов перед выстрелом и увеличения массы затвора.

Вес пулемета 20,7 кг, длина ствола 530 мм, темп стрельбы 600-880 выстрелов в минуту в варианте без увеличения массы затвора. Схема работы автоматики пулемета представлена на (рисунке stat-avto-01). Простота конструкции и надежность работы механизма перезаряжания пулемета определили его постановку на вооружение в армиях многих европейских государств.

Вторым образцом автоматического оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания является опытный пулемет советского конструктора Юрченко под патрон калибра 7,62х54 мм, разработанный в 1930-х годах на Ковровском механическом заводе. Автоматика была сбалансированной и работала в безударном режиме. В состав механизма перезаряжания входил двойной кривошип, связанный с шатуном единой шейкой и совершающий оборот на 350 градусов между двумя точками производства выстрелов, каждая из которых отстояла от верхней мертвой точки на 5 градусов. Выстрелы производились на выкате затвора с последующим реверсированием вращения кривошипа. В случае недостаточной энергетики метательного заряда, большой продолжительности срабатывания капсюля или осечки патрона затвор упирался в ствол, гарантируя стабильный темп стрельбы. При реверсировании вращения кривошипа на корпус оружия передавался реактивный момент. Темп стрельбы составлял 3600 выстрелов в минуту, что обусловило низкую живучесть ствола и механизма перезаряжания.

Советский конструктор Юрченко Юрий Федорович работал до 1941 года в конструкторском бюро Ковровского механического завода. Им было создано две опытные конструкции авиационных пулеметов с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания:

Пулемет Ю-7.62, был представлен на испытание в 1938 году в Ногинский Научно-исследовательский полигон авиационного вооружения ВВС красной армии, испытание не прошел из-за поломок деталей и был возвращен на доработку, был доработан, прошел испытания и поставлен в план на 1941 год по изготовлению первой опытной партии, изготовление было отложено в связи с переориентацией производственных мощностей завода на выпуск противотанковых ружей, изготовление пулемета не было вобновлено в связи с переходом авиации на пушечное вооружение калибров 23 и 30 мм;

Пулемет Ю-12.7, был представлен на испутание в 1939 году, темп стрельбы составил 2000 выстрелов в минуту, вес 24 кг (для сравнения серийный авиационный пулемет с газовым двигателем УБ-12,7 весил 21 кг при темпе стрельбы 1000 выстрелов в минуту), на был принят на вооружение по причине поперечного габарита, большего чем у конкурентной конструкции, профиль пулемета напоминал гитару (гриф - ствол, первое утолщение - приемник патронов, второе утолщение - кривошип).

Третьим образцом автоматического оружия с механизмом перезаряжания, близким по конструкции к кривошипно-шатунному, является опытный пулемет немецкого конструктора Виктора Барнитцке под патрон калибра 7,92х57 мм (Late War Barnitzke experimental flywheel MG), разработанный в 1942 году на фирме Gustloff-Werke. Автоматика была сбалансированной, механизм перезаряжания работал в безударном режиме. В состав механизма перезаряжания входили два маховика, вращающиеся в противоположных направлениях. Привод маховиков осуществлялся с помощью реечно-шестеренчатой передачи. В связи с быстрым выкрашиванием зубьев передачи пулемет не был принят на вооружение.

Четвертым образцом автоматического оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания является авиационная пушка АО-7 (ТКБ-513) под патрон калибра 23х115 мм советских конструкторов В.П.Грязева, А.Г.Шипунова и Д.Ф.Ширяева, разработанная в 1953 году в Подольском НИИ-61 и доведенная до стадии серийного производства в 1958 году в Тульском ЦКБ-14. Автоматика была сбалансированной и работала в безударном режиме. Конструкция механизма перезаряжания, способ производства выстрелов и импульсная диаграмма соответствовали пулемету Юрченко. Темп стрельбы составлял 2300 выстрелов минуту. Кинематика механизма перезаряжания обеспечивала минимальные ускорения в процессах досылания патронов в ствол и извлечения стреляных гильз.

Пятым образцом автоматического оружия с механизмом перезаряжания, близким по конструкции к кривошипно-шатунному, является пистолет-пулемет MGD/ERMA PM9 под патрон калибра 9х19 мм французского конструктора Луи Дебюи, разработанный на фирме Etablissements Merlin & Gerin и выпускавшийся малыми сериями в 1954-55 годах французской компанией MGD и немецкой компанией ERMA.

Пистолет-пулемет MGD PM-9 использовал автоматику с полусвободным затвором; замедление открытия затвора осуществлялось благодаря взаимодействию легкого затвора и вращающегося маховика, связанного со спиральной возвратной пружиной.

В процессе отката затвора маховик проворачивался примерно на 180° назад, а затем в обратную сторону, возвращая затвор вперед и досылая в ствол новый патрон.

Стрельба велась с открытого затвора, режимы огня - одиночные выстрелы и автоматический огонь. Переводчик-предохранитель расположен слева на ствольной коробке, над спусковой скобой. Рукоятка взведения затвора расположена справа, и для взведения оружия проворачивается вверх и назад.

Приклад металлический, складной вбок. Приемник магазинов также складной вперед; используются штатные магазины от германских пистолетов-пулеметов МР.38 и МР.40.

Автоматика была несбалансированной и работала в ударном режиме. Единственный кривошип, расположенный ассиметрично в ствольной коробке, приводится во вращение с помощью кулисной передачи. Возвратная пружина кручения была размещена во внутренней полости кривошипа.

При реверсировании вращения кривошипа в крайних положениях затвора на корпус оружия передавался реактивный момент. Вес пистолета-пулемета 2,53 кг, длина ствола 213 мм, масса кривошипно-кулисного механизма 630 грамм, темп стрельбы 750 выстрелов в минуту. В связи с отсутствием спроса производство пистолета-пулемета было прекращено.

Шестым образцом автоматического оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания является опытный пистолет-пулемет немецкого конструктора Анатоля Гёрцена под патрон калибра 9х19 мм, разработанный в инициативном порядке в 1990-х годах. Автоматика является сбалансированной и работает в безударном режиме. Конструкция механизма перезаряжания, способ производства выстрелов и импульсная диаграмма соответствуют пулемету Юрченко. Особенностью механизма перезаряжания является работа возвратной пружины, которая после производства первого выстрела отключается от затвора, после этого аккумулирование энергии отдачи осуществляется лишь за счет реверсирования и прироста скорости вращения кривошипа. Внешний вид пистолета-пулемета представлен на рисунке 4. Все пистолета-пулемета 2,4 кг, общая масса затвора, шатуна и кривошипа 230 грамм, длина ствола 230 мм, длина шатуна 56 мм, диаметр кривошипа 54 мм, радиус вращения кривошипа 20 мм, темп стрельбы свыше 2000 выстрелов в минуту. Высокий темп стрельбы, неприемлемый для индивидуального автоматического оружия, обусловлен заниженной массой кривошипа, отказом от использования возвратной пружины во время стрельбы и большой удаленностью точки производства выстрелов от верхней мертвой точки вращения кривошипа.

Оружие Анатоля Гёрцена с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания было разработано в двух модификациях:

Пистолет-пулемет с коротким стволом, выполненный по схеме буллпап с размещением магазина за рукояткой управления.
- карабин с длинным стволом, выполненый по схеме с размещением магазина в пистолетной рукоятке

Развитие оружия с кривошипно-шатунным механизмом перезаряжания.

Лучшие образцы автоматического оружия, оснащенные кривошипно-шатунным или сходным с ним по конструкции механизмом перезаряжания, отличаются сбалансированной автоматикой, работающей в безударном режиме. Однако всем им, за исключением пулемета Барнитцке, свойственен один недостаток - при реверсировании вращения кривошипа возникает реактивный момент, подбрасывающий или опрокидывающий ствол оружия. Этот недостаток, приемлемый в пулеметах, ведущих огонь с упора, сводит на нет все преимущества применения кривошипно-шатунного механизма перезаряжания в индивидуальном автоматическом оружии, удерживаемом на весу во время ведения огня. В связи с этим необходимо осуществить переход от одного кривошипа к двум, вращающимся в противоположных направлениях и связанных с затвором отдельными шатунами. Реактивные моменты от реверсирования вращения пары кривошипов будут взаимно компенсировать друг друга.

Следующий недостаток известных конструкций кривошипно-шатунного механизма перезаряжания связан с общей проблемой применения полусвободного затвора - нестабильностью темпа стрельбы, зависящей от момента производства выстрелов на выкате и обусловленной эксплуатационным разбросом энергетики метательных зарядов и продолжительности срабатывания капсюлей патронов. Упор затвора в ствол в случае превышения энергии предыдущего выстрела над энергией последующего является компромиссным решением - при этом возникает случайный импульс, действующий в направлении, противоположном постоянно действующему импульсу отдачи, и тем самым сбивающий оружие с линии прицеливания. Принципиальным решением является применение альтернативного варианта производства выстрелов - после перехода кривошипа через верхнюю мертвую точку. В этом случае изменение энергетики выстрелов будет связано прямо пропорционально с изменением вертикальной составляющей вектора силы отдачи, в свою очередь определяющей силу трения в паре затвор-направляющие ствольной коробки.

Применение специального покрытия контактирующих поверхностей направляющих ствольной коробки с нелинейным изменением величины коэффициента трения скольжения в зависимости от величины вертикальной составляющей вектора силы отдачи позволит поддерживать темп стрельбы в заданных пределах без ухудшения импульсной диаграммы оружия. В качестве подобного покрытия может использоваться композитный материал на основе полиамидного связующего и графитной основы, применяемый в машиностроении для покрытия направляющих суппортов станков с целью демпфирования скорости их перемещения в процессе обработки деталей, а также в двигателестроении в качестве покрытия юбок поршней цилиндров. Кроме демпфирования движения затвора и связанного с ним кривошипа композитный материал позволит на порядок снизить посадочные допуски, устранить люфты и исключить заклинивание в паре затвор-направляющие ствольной коробки. Люфты в осевом шарнире кривошипа и осях вращения шатунов должны отсутствовать при посадке деталей в натяг. В результате с очень большой точностью будет обеспечено выдерживание угла поворота кривошипа в момент производства выстрелов, что положительно отразится на импульсной диаграмме оружия.

Последний недостаток известных конструкций кривошипно-шатунного механизма перезаряжания связан с другой общей проблемой применения полусвободного затвора - движение назад стреляной гильзы в патроннике проходит на пике давления газов в стволе.

Давление газов прижимает стенки гильзы к поверхности патронника. Возникающая при этом сила трения может превысить силу давления газов на дно гильзы, в результате чего произойдет её заклинивание в стволе. В случае превышения силы давления газов на дно гильзы над её прочностью на растяжение гильзу разорвет на части. Известны следующие способы уменьшения трения гильзы о поверхность патронника:
- смазывание патронов маслом перед выстрелом;
- снижение дульной энергии за счет уменьшения длины ствола;
- нанесение продольных канавок на поверхность патронника.

Первый способ неприемлем для современного автоматического оружия. Второй способ существенно снижает дистанцию стрельбы из оружия с полусвободным затвором. Третий способ характеризуется нестабильностью эффекта уменьшения трения гильзы в патроннике из-за прогрессирующего загрязнения канавок пороховым нагаром. В связи с этим в оружии с полусвободным затвором рекомендуется использовать новый способ уменьшения трения гильзы в патроннике - в заводских условиях наносить на поверхность гильзы антифрикционное покрытие на основе тефлона и графита. Подобное покрытие толщиной от одного до двух десятков микрон обладает большой стойкостью к механическому износу и высокой температуре, под действием давления пластифицирует поверхность патронника, доводя коэффициент трения до величины 0,02. Покрытие не загрязняет ствол - в случае нагрева свыше 300 градусов Цельсия продукты распада тефлона непосредственно переходят из твердого в газообразное состояние, графит сгорает в процессе выстрела. В перспективе возможно применение безгильзовых патронов и патронов с пластиковой гильзой по типу боеприпасов, испытываемых в рамках программы LSAT, без опасности их самовозгорания в стволе - осечный патрон будет гарантировано извлекаться из ствола за счет энергии вращающегося кривошипа.

Проект кривошипно-шатунного механизма перезаряжания.

Предлагается вниманию проект кривошипно-шатунного механизма перезаряжания, основанный на вышеназванных подходах к устранению недостатков известных конструкций. Весь механизм перезаряжания размещен в пределах ствольной коробки. Свободно вывешенный ствол установлен в муфте передней стенки ствольной коробки. По обе стороны от муфты ствола расположены две муфты меньшего диаметра для прохода толкателей, соединенных с рукоятками перезаряжания оружия. Ударно-спусковой механизм расположен на дне ствольной коробки. Горловина магазина и окно выброса стреляных гильз расположены соответственно в дне и крышке ствольной коробки. Схема механизма перезаряжания представлена на рисунке. В состав механизма перезаряжания входят два кривошипа, каждый из которых расположен внутри своего осевого шарнира. Осевые шарниры расположены симметрично в кольцевых выступах боковых стенок ствольной коробки. Кривошипы состоят из неподвижно закрепленных балансиров и съемных осей вращения шатунов. Шатуны, работающие на сжатие и изгиб, выполнены в виде балок Н-образного профиля, на концах которых размещены муфты осей вращения шатунов.

Конструкция затвора включает:
- зеркало затвора, расположенное на переднем торце затвора;
- канал ударника, выполненный в теле затвора;
- пружинный выбрасыватель, расположенный сверху затвора;
- несъемные полые оси вращения шатунов, расположенные на заднем выступе затвора по обе стороны от канала ударника;
- две пары продольных пазов, выполненных на боковых поверхностях затвора и контактирующих с направляющими ствольной коробки;
- съемные замки, соединяющие между собой затвор и толкатели.

Зеркало затвора в его крайнем переднем положении доходит до казенного среза ствола, в патроннике которого выполнен паз для входа выбрасывателя на глубину, равную величине выхода гильзы под действием давления газов. В полых осях вращения шатунов расположены пружины кручения, завитые в противоположных направлениях. Пружины кручения нагружают шатуны статическими крутящими моментами и обеспечивают синхронизацию вращения кривошипов в противоположных направлениях. На каждой из боковых стенок ствольной коробки расположены по два продольных выступа, служащие направляющими затвора. Между продольными выступами расположены две возвратные пружины, опирающиеся одним концом на замки и другим концом на кольцевые выступы ствольной коробки. Кривошипы вместе с осевыми шарнирами запрессовываются в кольцевые выступы ствольной коробки. Остальные детали механизма перезаряжания разбираются в следующем порядке. После снятия крышки ствольной коробки затвор отсоединяется от замков и отводится в среднее положение. Из кривошипов вынимаются съемные оси вращения шатунов, шатуны поднимаются вверх. Затвор выводится из направляющих, перемещается в полость между кривошипами и извлекается вместе с шатунами из ствольной коробки. Шатуны вместе с крутильными пружинами снимаются с осей вращения, расположенных на затворе. В завершение из ствольной коробки извлекаются возвратные пружины, замки и толкатели. Сборка деталей механизма перезаряжания осуществляется в обратном порядке.

Массо-габаритные характеристики механизма перезаряжания, предназначенного для применения в штурмовой винтовке под патрон калибра 5,56х45, оцениваются следующими величинами. Диаметр одного кривошипа по внутреннему кольцу осевого шарнира 80 мм, радиус вращения шатунов 30 мм, диаметр осей вращения шатунов 10 мм, длина шатунов 90 мм, длина затвора 40 мм, выбег затвора 60 мм, Общий вес 600 грамм. Вес одного кривошипа 200 грамм, в том числе вес балансира 100 грамм. Вес одного шатуна 50 грамм, вес затвора 100 грамм. Сила упругости одной возвратной пружины 1 кгс. Размеры ствольной коробки - длина 200 мм, ширина 40 мм, высота 100 мм. С целью обеспечения плотной посадки затвора в направляющих ствольной коробки и демпфирования скорости вращения кривошипа поверхности направляющих покрыты композитным материалом на основе полиамида и графита. Точка производства выстрелов отстоит на 2 градуса от верхней мертвой точки вращения кривошипа. Темп стрельбы оценивается на уровне 600 выстрелов в минуту. В случае размещения магазина вверху ствольной коробки по типу пистолета-пулемета FN P90 или штурмовой винтовки HK G11 возможна компоновка кривошипно-шатунного механизма перезаряжания непосредственно в прикладе оружия, выполненного по схеме буллпап.

Заключение

Применение кривошипно-шатунного механизма в конструкции пистолетов-пулеметов и штурмовых винтовок позволит:
- обеспечить однонаправленный вектор движения оружия в пределах одной очереди для уверенного удержания прицела в выбранном направлении;
- существенно упростить конструкцию индивидуального автоматического оружия за счет отказа от подвижного ствола или газового двигателя;
- расширить состав применяемых боеприпасов за счет безгильзовых патронов и патронов с пластиковой гильзой.

Автоматические пушки

В условиях сомнительной эффективности противотанковых ружей высшее руководство РККА считало целесообразным принять на вооружение стрелковых рот нечто более совершенное, чем ПТР. В 1940 г. взгляды военных обратились к автоматическим пушкам. Конкурентом ПТР Рукавишникова стала 23-мм пушка Таубина-Бабурина. Она весила ненамного больше, 78 кг, и монтировалась на том же колесном станке, что и ружье Рукавишникова. Было принято решение работы над ПТР приостановить, поскольку «результаты с пехотной пушкой Таубина-Бабурина с приемником на 9 патронов более предпочтительны». Идея витала в воздухе, немцы разработали для аналогичных целей «2-cm Erd Kampf Geraet» (буквально - «устройство для наземной борьбы»), созданное на базе 20-мм зенитного автомата. Еще одной аналогичной разработкой был автомат «2-cm-MG. C/34» фирмы «Рейнметалл», весивший всего 45 кг. Однако перспективная ротная зенитно-противотанковая пушка до начала войны в СССР доведена не была.

Решение искали на поле пушек, в частности вследствие того, что требовалась хотя бы минимальная универсализация противотанкового оружия. Например, по наступающей и обороняющейся пехоте из противотанкового ружья стрелять практически бесполезно. Напротив, из противотанкового орудия калибром 37–50 мм стрелять по пехоте осколочно-фугасными гранатами вполне возможно, и этой возможностью достаточно часто пользовались. Например, в 1942 г. немцами из 50-мм противотанковой пушки «ПАК-38» было выпущено осколочно-фугасных снарядов более чем в два раза больше, чем бронебойных и подкалиберных, вместе взятых. Осколочно-фугасных выпустили 1 323 600, бронебойных - 477 450, а подкалиберных - 113 850. Соответственно, автоматическая пушка калибром 20–23 мм обладала достаточно могущественным осколочно-фугасным снарядом, чтобы вести огонь по пехотинцам противника. Стрелять по пехотинцам из противотанкового ружья, конечно, можно, но это будет непроизводительным расходом сил и средств.

Противоминныя пушки Пушки, употребляющіяся для д?йствія противъ миноносцевъ, конечно не обладаютъ да и не нуждаются въ обладаніи такой мощностью.Он? обладаютъ другими, чрезвычайно важными качествами - большой скоростр?льностью и легкостью въ обращеніи. Дал?е, говоря о

автора Исаев Алексей Валерьевич

Пушки Курчевского Последний образ наиболее яркий, поэтому разберем в первую очередь его. При словах «реактивный противотанковый гранатомет» воображение молниеносно рисует нечто похожее на «РПГ-7»: трубу на плече бойца и надкалиберную кумулятивную гранату. Однако такая

Из книги Тайны русской артиллерии. Последний довод царей и комиссаров [с иллюстрациями] автора Широкорад Александр Борисович

Из книги Другая история войн. От палок до бомбард автора

Пушки Нючженя Генерал М. Иванин все-таки верит, что монголы могли всему научиться у китайцев, в то время, как китайцы их били. Он пишет:«При осаде монголами южной столицы гинов, называемой ныне Кхай-Фынь-Фу, в 1232 году, китайцы бросали в неприятеля чугунные горшки (т. е.

Из книги Великие тайны цивилизаций. 100 историй о загадках цивилизаций автора Мансурова Татьяна

Автомат по продаже воды и автоматические двери Сохранились чертежи и описания механизмов и автоматов – да, да, автоматов, изобретенных Героном. Например, автомата по продаже святой воды в храме. Верующий опускал в щель пятидрахмовую бронзовую монету и получал порцию

Из книги Против Виктора Суворова [сборник] автора Исаев Алексей Валерьевич

Автоматические пушки В условиях сомнительной эффективности противотанковых ружей высшее руководство РККА считало целесообразным принять на вооружение стрелковых рот нечто более совершенное, чем ПТР. В 1940 г. взгляды военных обратились к автоматическим пушкам.

Из книги Битва за звезды-1. Ракетные системы докосмической эры автора Первушин Антон Иванович

Из пушки - на Луну Мы привыкли думать, что космическая эра в истории человечества началась 4 октября 1957 года - в тот день, когда на орбиту был запущен первый советский ИСЗ (искусственный спутник Земли). Однако это не совсем так. С середины XX по первую половину XX века в

Из книги Реконструкция подлинной истории автора

8. Порох и пушки Как мы теперь понимаем, порох и пушки были изобретены в Руси-Орде = Скифии = Китае, в XIV веке. Это придало еще большую мощь казацким = израильским войскам. Ордынские корпуса (библейские колена) на длительное время получили подавляющее преимущество на полях

Из книги Война в Средние века автора Контамин Филипп

Из книги Другая история Руси. От Европы до Монголии [= Забытая история Руси] автора Калюжный Дмитрий Витальевич

Пушки Нючженя Во второй четверти XIII века вновь разгорелись крестовые походы на Восток при папе Григории IX (1227–1241), началась ссора папы с германским императором Фридрихом II, - и одновременно при Угедее, преемнике Чингисхана, разгорелась война с Нючженским царством.

Из книги Завоевание Америки Ермаком-Кортесом и мятеж Реформации глазами «древних» греков автора Носовский Глеб Владимирович

12. Пушки на поле Сицилийского сражения и пушки на поле Куликовом 12.1. Бревна, деревянные машины и огромное пламя Мы много раз говорили об использовании огнестрельных орудий в Куликовском сражении, благодаря которым победил Донской. Спрашивается, отразились ли пушки в

Из книги 5-ый пункт, или Коктейль «Россия» автора Безелянский Юрий Николаевич

Пушки и барабаны Кстати, поговорим немного об армии. О доблестной, храброй, уникальной русской армии. Солдатушки-ребятушки - это, понятное дело, народ, и народ в основном русский, а вот отцы-генералы? Деды-фельдмаршалы? Судя по книгам, офицерский корпус всегда был

Из книги Московские легенды. По заветной дороге российской истории автора Муравьев Владимир Брониславович

Генеральские пушки Однажды пришел к Брюсу в Сухареву башню один генерал и стал у него допытываться, что он тут делает и какими такими противозаконными чародействами занимается.- А тебе-то что? - говорит ему Брюс. - Я в твои дела не мешаюсь, и ты в мои не лезь.- Я - не ты,

Из книги Петербургские арабески автора Аспидов Альберт Павлович

Пушки Сухозанета Недалеко от Аничкова моста находится трехэтажное здание под № 70, и доныне сохраняющее в своем облике классические формы, переданные ему в первой половине XIX века. Первым его хозяином был И.О. Сухозанет. Ныне оно известно как «Дом журналистов», но и теперь

Из книги Театр мистерий в Греции. Трагедия автора Ливрага Хорхе Анхель

Из книги Телеграф и телефон автора Беликов Борис Степанович

Автоматические телефонные станции Чем отличается автоматическая телефонная станция (сокращенно АТС) от ручной телефонной станции? На АТС. телефонистку заменяют электромеханические приборы - реле и искатели. Вся работа по соединению абонентов осуществляется

К автоматическому относится подавляющее большинство современных образцов военного, полицейского и гражданского стрелкового оружия, а также большое количество артиллерийских систем, часть охотничьего и спортивного оружия. Понятно, что техническая классификация такого оружия основана прежде всего на классификации систем автоматики. О ней и пойдет речь. Поскольку автоматическое стрелково-пушечное вооружение пронизывает практически всю современную систему вооружения – отличного оружия до вооружения самолетов и боевых кораблей – обзор систем оружейной автоматики может быть интересен и полезен всем, кто интересуется вооружением и военной техникой.

Классификация автоматического оружия складывалась по мере его развития. Попытки создания всеобъемлющей классификации делались уже на раннем этапе, т.е. в конце XIX – начале XX века. Среди таких ранних попыток наиболее известны французская классификация Г. Вилле и германская Кайзертрея. К тому времени уже определились основные системы автоматического оружия. Уже первый проект автоматически перезаряжаемого орудия, разработанный в 1854г. конструктором и металлургом Г. Бессемером, предполагал систему с отдачей несцепленного со стволом (свободного) затвора, поджатого пружиной. Ж. Куртис в 1866г. предложил «автоматическое ружье» револьверной схемы с газоотводной системой, в 1874г. Люце взял патент на автоматический пистолет с подвижным вперед стволом. В 1876г Бэйлей впервые использовал в автоматическом оружии патронную ленту. В 1882г. X. Максим разработал карабин, автоматически перезаряжаемый за счет отдачи оружия, а К. Крнка в 1884г. – винтовку с отдачей затвора. В 1884г. появляются пулемет, а чуть позже – автоматическая пушка Максима (с которых и принято отсчитывать историю автоматического оружия), действующие за счет энергии отдачи сцепленных затвора и ствола. На основе отдачи ствола работала и автоматика винтовки Ф. Манлихера 1885г. В 1887г. появляется винтовка Мадсена-Расмусена с автоматикой на основе отдачи ствола и качающимся затвором, а также первая русская автоматическая винтовка Д.А. Рудницкого, в 1893г. – винтовка Манлихера с «самоотпирающимся» затвором. Братья Клэр в 1888г. запатентовали пистолет с автоматикой на основе отвода пороховых газов. После введения бездымных порохов системы автоматического оружия стали множится куда активнее.

Проект “автоматического пистолета" братьев Клэр (1888г.) с автоматикой на основе отвода пороховых газов и кольцевым магазином повышенной емкости.

Проект многокаморного автоматического оружия Армани (1886г.) – попытка автоматизировать схему дискового револьвера за счет отдачи свободного затвора.

Проект “пулемета Перри" с приводом от улиткообразной пружины (1903г.) – одна из многочисленных попыток создания автоматики “с внешним приводом".

Вилле в книге «Автоматическое оружие» (1896г.) разделил известные к тому времени системы по характеру движения ствола и выделил четыре группы – со скользящим назад стволом, с неподвижным стволом, с неподвижным стволом, имеющим отверстие для отвода пороховых газов, со скользящим вперед стволом. Понятно, что такая схема, основанная на внешнем признаке, была узка и не выделяла существенных черт систем. Более удачная классификация Кайзертрея («Основания устройства автоматического оружия», 1902г.) подразделяла системы по характеру действия пороховых газов на две группы: действующие от непосредственного давления газов и от отдачи оружия. Внутри этих групп разделение шло по иным признакам – длине отката ствола, сцеплению затвора и другим конструктивным особенностям. Противопоставление двух оснований классификации – по использованию энергии пороховых газов и по конструктивным особенностям сохранялось еще долго.

Так, в России С. Федоров в книге «Пулеметное дело» (1907г.) разделил известные схемы пулеметов на три «вида»: со стволом, остающимся на месте, со стволом, отходящим при отдаче, с неподвижным стволом и отводом пороховых газов.

Развитие автоматического оружия и усложнение системы артиллерийско- стрелкового вооружения требовали доработки классификаций и уточнения признаков, по которым разделялись схемы автоматики. Классификация Кордье («Автоматическое оружие», 1911) похожа на схему Кайзертрея, причем системы, работающие силой отдачи, делились на две группы (с неподвижным стволом и свободным затвором и с подвижным стволом и сцепленным затвором), а работающие за счет отвода пороховых газов – на три (с отводом из дульной части ствола, через отверстие в стенке ствола и через гильзу). Схожи с этой были классификации С.А. Бутурлина (1912 г.) и В. Островского (1930г.)

Свои варианты классификации предлагали также К. Крнка (1900-1901 гг.), Вейс (1912 г.), Дрот (1927 г.). М. Девуж («Современное автоматическое оружие», 1920 г.) выделил пять классов: действующие силой отдачи, действующие отводом газов, действующие силой трения в стволе, смешанные системы и полуавтоматическое оружие. П. Вильневчиц в 1930 г. основал свою классификацию опять же на устройстве главных частей оружия. Такой подход позволяет подробно описать саму схему оружия, но оставляет «за скобками» вопрос об источнике энергии, приводящем автоматику в действие. Подобным образом можно описывать автомобиль, ни слова не говоря о его двигателе.

Проект “пулеметного трицикла" Пеннингтона (1898г.) – два двигателя через цепные передачи приводят в движение не только трицикл, но и автоматику двух пулеметов.

Разрез пулемета “Максим" обр. 1910г.

Уже первая успешная система автоматического оружия несла зачатки унификации – X. Максим представил свой пулемет вместе с автоматической пушкой, эту линию продолжила фирма “Виккерс". На рисунке – пулемет “Виккерс", автоматическая пушка “Виккерс", авиационный пулемет “Виккерс".

Наиболее полная и научно обоснованная классификация была разработана выдающимся российским специалистом В.Г. Федоровым. Начало ее разработки относится к 1907 г., но только к 1930 г. она вполне сформировалась. В качестве основного признака Федоров взял способ использования энергии пороховых газов для приведения в действие автоматики («Основания устройства автоматического оружия», 1931 г.). Согласно классификации Федорова, все системы автоматики разделялись на три основных класса. Внутри классов выделялись подклассы, делившиеся на группы. «Многоуровневая» классификация вполне позволяла менять базовые признаки с переходом на следующий уровень.

Первый, наиболее многочисленный, класс составляли системы, использующие энергию отдачи, т.е. энергию давления пороховых газов, воспринимаемого затвором через дно гильзы. Выделялись подклассы с отдачей затвора, отдачей затвора со стволом (именуемой для краткости «отдачей ствола») и отдачей всего оружия. Первый подкласс включал группы: А – со свободным затвором; Б – с замедлением движения затвора вкладышем; В – с замедлением затвора за счет его сцепления со стволом с самоотпиранием. Второй подкласс делился следующим образом: группа А – с коротким ходом ствола (с прямым движением затвора, с поворотом затвора, со смещающимся в сторону затвором, с качающимся затвором); Б – с длинным ходом ствола; В – с поворотом ствола; Г – со снижающимся стволом. Третий подкласс

делился по способу отпирания затвора: группа А – с ползуном и отбрасыванием затвора остаточным давлением газов; Б – с ползуном и отбрасыванием затвора пружиной, сжатой ползуном.

Второй класс включал системы с использованием энергии пороховых газов, частично отводимых из канала ствола. Его первый подкласс охватывал схемы с отводом пороховых газов через отверстие в стенке ствола и делился на группы: А – с поршнем, прямолинейно движущимся на всю длину хода затвора, Б – с качающимся поршнем, отбрасывающим затвор на всю длину хода, В – с поршнем, производящим только отпирание затвора, Г – с поршнем, сжимающим пружину, отбрасывающую затем затвор. Второй подкласс – отвод газов через дульное отверстие с использованием подвижного надульника; третий – отвод газов через канал особой гильзы.

Третий класс составляли системы автоматики с использованием силы врезания пули в нарезы ствола и движением ствола вперед под действием этой силы.

Классификация систем автоматики

Подобное деление позволяло выявить наиболее существенные и характерные черты оружейной автоматики, давало основу для ее расчета, сценки положительных и отрицательных черт, а также путей совершенствования и возможностей модификации каждой схемы. Нетрудно заметить, что в данной классификации кроме способа использования энергии пороховых газов использовался также конструктивный признак – способ запирания канала ствола. Это смешение, с одной стороны, делало классификацию несколько громоздкой, с другой, появление новых схем запирания требовало ее дополнения. Видимо, поэтому эта классификация оспаривалась рядом специалистов. Так, известный исследователь В.Е. Маркевич счел более логичным и всеохватывающим разделение систем автоматики по признаку движения ствола и сцепления его с затвором и привел четыре основных класса: с неподвижным стволом и сцепленным затвором, с неподвижным стволом и несцепленным затвором, с подвижным стволом и сцепленным затвором, с подвижным стволом и несцепленным затвором. Нетрудно найти аналогии этим классам в классификации В.Г. Федорова. Как бы то ни было, именно принципы классификации Федорова стали общепризнанными и сыграли в развитии оружия, пожалуй, не меньшую роль, чем периодический закон Менделеева в развитии физики и химии. После утверждения Артиллерийской академией курса А.А. Благонравова «Основания проектирования автоматического оружия» (1932 г.) классификация Федорова фактически стала официальной в отечественной оружейной школе, хотя и варьировалась с развитием оружия и накоплением новых данных. Например, из ее первого класса исключалась отдельная группа (1.2.Г) со снижением ствола, во втором классе выделялись системы с движением поршня вперед, подкласс (2.2) делился на системы с подвижным надульником и с надульником, движущим с собой сам ствол.

Классификация Федорова была доработана А.А. Благонравовым. В частности: во втором подклассе первого класса (1.2) остались две группы – с коротким и с длинным ходом ствола; подкласс (2.1) делился на три группы по характеру движения поршня – вперед, назад и качающийся; введен четвертый класс – системы автоматики смешанного типа (куда, кстати, «перешли» системы, в которых газовый поршень производит только отпирание затвора). Причем подклассы Федорова были переименованы в «группы», а группы – в «типы». Кроме того, была детализирована классификация ряда элементов автоматического оружия. Принципы такой классификации, независимо от вариантов, стали со временем общепризнанными в мире. К примеру, современный официальный справочник «Jane"s Infantry Weapons» приводит три основные класса, деля их на группы: на основе отдачи затвора (свободный затвор, затвор с механическим замедлением, затвор с замедлением отпирания отводом пороховых газов), на основе отдачи ствола (с длинным и с коротким ходом ствола), на основе отвода пороховых газов (с длинным ходом поршня, с коротким ходом поршня, с непосредственным воздействием газов на затвор).

Классификация систем автоматики развивалась и уточнялась отечественными специалистами и далее, усложнение задач, решаемых стрелково-пушечным вооружением и необходимость поиска путей их решения порождали новые схемы. Но следует признать, что за последние 50 лет классификация Федорова-Благонравова не нуждалась в кардинальных изменениях – по крайней мере, среди серийных образцов не появилось чего-либо, «выбивающегося» из этой классификации. Опытные образцы при всей оригинальности решений комплекса "патрон-оружие" используют в принципе те же несколько видоизмененные схемы. Основываясь на классификации Федорова-Благонравова, рассмотрим известные системы автоматики. В обзор войдут образцы не только стрелкового оружия, но и малокалиберной артиллерии, с учетом тенденции создания унифицированных семейств стрелково-пушечного вооружения и необходимости единого комплексного подхода к его развитию. Разбирая общие признаки различных систем автоматики, мы, в то же время, для наглядности будем разбирать и работу автоматики некоторых образцов оружия.

В начале несколько уточнений. В широком смысле «автоматическим» называют оружие, в котором процессы перезаряжания и производства следующего выстрела осуществляются без использования мускульной энергии стрелка. Соответственно под автоматикой оружия (орудия) понимают совокупность механизмов и деталей, обеспечивающих автоматическое перезаряжание и осуществление выстрелов. Выполнение цикла работы автоматики обеспечивает совокупность деталей, именуемая подвижной системой автоматики. Для придания энергии движения этим деталям и обеспечения работы механизмов оружия требуется особый двигатель (в этом плане можно признать весьма удачным англоязычное название пулемета «mashinegun» или немецкое «maschinengewehr»). В большинстве случаев используется энергия пороховых газов, образующихся при сгорании порохового заряда патрона (выстрела) – так называемый «внутренний газопороховой двигатель» – но может использоваться и внешний привод. Всякий двигатель должен развивать определенную мощность, и для надежной работы автоматики с газопороховым двигателем требуется определенный диапазон давлений газов в канале ствола. В любом случае двигатель приводит в действие ведущее звено автоматики, поставляющее энергию и координирующее работу всех механизмов, участвующих в цикле перезаряжания и выстрела. Цикл перезаряжания включает следующие операции: отпирание канала ствола, извлечение затвором стреляной гильзы из патронника, удаление гильзы из оружия, захват затвором и досылание в патронник очередного патрона, запирание канала ствола затвором. В большинстве систем движение деталей автоматики в процессе перезаряжания используется также для взведения ударного механизма. Для полного цикла автоматики необходимо добавить операцию производства следующего выстрела.

Циклограмма работы автоматики со свободным затвором. Пунктиром показан вариант с увеличенной длиной хода затвора.

Циклограмма работы автоматики со свободным затвором при выстреле с выката.

Длительность или время цикла складывается из суммы времени выполнения основных операций (за вычетом их перекрываемой части), времени выстрела и промежутков, когда механизмы оружия работаю практически вхолостую – наличие таких промежутков позволяет повысить надежность работы. За время выстрела принимается интервал от момента срабатывания капсюля до момента, когда давление в канале ствола упадет до величины, приемлемой для отпирания. Преждевременное отпирание канала ствола приводит к поперечным или про-

дольным разрывам гильзы, поломкам оружия, задержкам в стрельбе. Время цикла автоматики определяет такой важный показатель оружия, как темп стрельбы или, иначе – «техническую скорострельность», выражаемую количеством выстрелов в минуту. При этом предполагается, что спусковой крючок все время нажат, а питание патронами бесконечно. Боевая скорострельность много ниже, чем темп стрельбы – стрелку приходится тратить время на прицеливание, смену магазина (ленты). Для оружия с высоким темпом стрельбы часто используют характеристику «производительность», выражаемую количеством выстрелов в секунду.

Оружие, в котором за счет энергии пороховых газов осуществляется только перезаряжание, принято называть «самозарядным»; оружие, в котором осуществляется полный цикл автоматики, называют полностью автоматическим или просто «автоматическим» (раньше использовали довольно удачный термин «самострельное»).

Некоторую путаницу вносит термин «полуавтоматическое оружие». С одной стороны, к таковому часто относят самозарядное оружие для отличия от «полностью автоматического». Особенно часто использовать “полуавтоматический" вместо “самозарядный" стали в последние десять лет – прежде всего как прямой перевод англоязычного “semi-auto". В охотничьей литературе и периодике самозарядные ружья и сейчас часто называют “полуавтоматами” (а то и просто "автоматами”). С другой стороны, “полуавтоматическим” называли оружие, в котором цикл перезаряжания производился не полностью (например, затвор, произведя выброс стреляной гильзы, остается в заднем положении – спортивный пистолет М.Н. Блюма 1930г., ПТР Дегтярева 1941г.) или же при перезаряжании не взводился ударный механизм (как в пистолете Манлихера 1894г.). Однако позднее системы, в которых автоматически производилосьтолько отпирание канала ствола и выброс стреляной гильзы, а досылание следующего патрона и запирание производилось вручную, по примеру артиллерийских, стали называть «четвертьавтоматическим», а оружие без взведения ударного механизма – относить к самозарядному. Некритический подход к переводу англоязычной литературы и периодики породил и применение термина “автоматический” к образцам самозарядного оружия (скажем, вновь пошли гулять “автоматические пистолеты” вместо “самозарядных").

Работа автоматики наглядно представляется циклограммами движения ее основных деталей. На приводимых циклограммах используются следующие обозначения: t ц – время цикла автоматики,t отп – время отпирания канала ствола, t экстр – время извлечения и удаления стреляной гильзы, t отх – время отхода подвижных деталей в крайнее заднее положение, t воз – время возвращения подвижных деталей в переднее положение, t дос – время досылания патрона в патронник, – время запирания канала ствола, t уд.м – время работы ударного механизма.

Многие образцы полностью автоматического оружия могут использоваться и как самозарядные. Некоторые самозарядные образцы, в свою очередь, имеют режим перезаряжания вручную, т.е. могут использоваться в качестве магазинных. Такие системы встречаются среди самозарядных дробовиков (SPAS-12 и 15, В4), поскольку навеска пороха применяемых к ним патронов варьируется в широких пределах и энергии пороховых газов может не хватить для производства цикла перезаряжания. Возможность «превращения из самозарядных в магазинные» имеют некоторые охотничьи карабины (МЦ 18-2, например), а также образцы «бесшумного» оружия (“Тип 64”) – для исключения, при необходимости, стука деталей при выстреле.

Традиционно утверждение, что введение автоматики «смягчает» воздействие отдачи на стрелка и оружие, поскольку часть ее энергии расходуется на приведение в движение деталей автоматики. Но реально нагрузка на оружие и стрелка при стрельбе только возрастает, поскольку появляются новые импульсные нагрузки, различно направленные и сменяющие друг друга в малый промежуток времени.

Прежде всего, выделяют системы автоматики с использованием отдачи, системы с отводом пороховых газов, с движением ствола вперед, системы смешанного типа. Кроме того имеются системы («автоматы») с использованием внешнего привода, промежуточные, а также системы без подвижных элементов.

Проект пулемета Ревелли с автоматикой на основе отдачи свободного затвора, впоследствии реализованный в измененном виде в пистолете-пулемете “Вилар-Пироза ".

Разрез пистолета-пулемета ППС – пример классической схемы со свободным затвором: 1 – дульный тормоз-компенсатор, 2 – мушка, 3 – ствол, 4 – кожух ствола, 5 – затвор с жестко закрепленным ударником, 6 – прицел, 7 – затворная коробка, 8 – возвратно-боевая пружина, 9 – фибровый амортизатор, 10 – фиксатор приклада, 11 – спусковая пружина, 12 – пистолетная рукоятка, 13 – спусковой крючок, 14 – спусковая скоба, 15-шептало, 16 – предохранитель, 17 – защелка магазина, 18 – магазин.

Разрез пистолета-пулемета РМ-84 со свободным набегающим затвором и механическим замедлителем темпа стрельбы.

КЛАСС I

Системы автоматики с использованием энергии отдачи – по «машиностроительной» терминологии, «откатный двигатель». Заметим, что для оружия под безгильзовый патрон приведенное выше определение отдачи уже не подходит – здесь надо говорить о непосредственном воздействии пороховых газов на затвор или деталь, играющую его роль. Импульс отдачи соотве: отвует сумме импульса пули у дульного среза ствола и импульса истекающих из ствола пороховых газов.

Гpyппa 1.1.

Из систем с использованием отдачи затвора в зависимости от связи затвора со стволом выделяют два типа: со свободным (1.1.1) и с полусвободным затвором (1.1.2).

1.1.1. Свободным именуют затвор, не имеющий какой-либо связи со стволом и только прижимаемый к его казенной части своей пружиной. Запирание канала неподвижного ствола, таким образом, производится только инерцией самого затвора и силой возвратной пружины. Отход затвора под действием отдачи начинается с момента начала развития давления пороховых газов в патроннике. По инерции затвор движется назад на расстояние, равное или несколько превышающее длину патрона. При этом затвор сжимает возвратную пружину, извлекает из патронника гильзу, которая удаляется из оружия с помощью отражателя. При обратном движении затвор захватывает новый патрон, досылает его в патронник и запирает канал ствола своей массой. Поскольку в начале отката (движения назад) затвора гильза еще прижата давлением газов к стенкам патронника, существует опасность ее разрыва. Для уменьшения скорости отката затвор делают по возможности массивнее. Данная система используется в оружии под относительно маломощные патроны с короткой гильзой и быстросгорающим пороховым зарядом – это многие пистолеты (включая ПМ и АПС), почти все пистолеты-пулеметы (включая МР18 “Бергман-Шмайссер”, ППШ, ППС, «Узи», «Карл Густав»), самозарядные карабины под маломощные патроны, короткоствольные автоматические гранатометы. Система со свободным затвором наиболее проста, короткий цикл автоматики позволяет получить высокий темп стрельбы (у М10 “Ингрэм” – 1090-1120 выстр./мин).

Разрез пистолета-пулемета SM Модел 02 LAPA с массивным свободным затвором и увеличенной длиной отката.

Автоматический гранатомет АГС-17 с автоматикой на основе отдачи свободного затвора, двумя возвратными пружинами, гидравлическим тормозом отката, гидравлическим замедлителем темпа стрельбы в ударно-спусковом механизме.

Пистолет-пулемет MP-9 "Ругер" – один из удачных образцов с массивным затвором и малой длиной его отката

В ряде систем со свободным затвором – в основном, в пистолетах-пулеметах -используется выстрел «с выката», когда разбивание капсюля патрона бойком производится до прихода затвора в крайнее переднее положение. В этом случае часть энергии отдачи тратится на торможение затвора (пистолеты-пулеметы МР18, ППШ, ППС, автоматические гранатометы АГС- 30 и Мк19). Поскольку скорость отдачи подвижных частей не может быть меньше скорости возвращения их в переднее положение, выкат в предельном случае позволяет уменьшить скорость отката вдвое, по сравнению с выстрелом без выката, а энергию отдачи – вчетверо. Системы с выкатом требуют для своей надежной и однообразной работы гарантированного воспламенения порохового заряда патрона при разбивании капсюля и малого разброса энергии отдачи от выстрела к выстрелу. В случае затяжного выстрела резкий удар подвижных частей в крайней задней точке становится опасным для оружия и стрелка.

Для замедления отхода затвора в стенках патронника могут выполняться риски (пистолет-пулемет «Клин», пистолет ПММ) или углубления («Аутомаг II»), увеличивающие сцепление гильзы со стенками патронника. Поскольку усилия вдоль стенок гильзы в этом случае распределяются неравномерно, для предотвращения разрыва гильзы при извлечении риски чаще делаются не кольцевыми, а винтовыми.

В пистолете 6П35 «Грач» разработки ЦНИИ Точмаш под сравнительно мощный патрон кроме увеличения массы свободного затвора-кожуха пошли на усложнение его конструкции, разделив на остов и боевую личинку, непосредственно запирающую канал ствола. После выстрела сначала отходит назад боевая личинка, которая затем увлекает за собой более тяжелый остов. Несколько замедляется извлечение гильзы из патронника, а действие импульса отдачи на оружие и стрелка растягивается по времени. Подобную схему использовал и израильский конструктор Н. Сиркис в пистолетах SD-9 и САТ-9.

Уменьшить импульсные нагрузки на оружие и стрелка можно увеличением длины хода затвора настолько, чтобы возвратная пружина полностью гасила его скорость, если же это невозможно из-за ограничений на размеры оружия – использованием амортизаторов в виде пружин, набора конических колец, мягких подушек (ППШ). Увеличение массы и длины хода подвижных деталей и «растягивание» цикла автоматики по времени позволяет сгладить остроту пиков циклограммы движения деталей, т.е. уменьшить скорости их ударов в крайних точках. Сочетание увеличения массы и длины хода затвора и выстрела с выката позволяют получить почти безударную работу автоматики (ПП-90М, АГС-30 – в последнем для увеличения массы затвора на нем разместили снижатель выстрела и шептало). В автоматических пистолетах ОЦ-23 «Дротик» и ОЦ- 33 «Пернач» (И.Я. Стечкин, А.В. Бальцер, А.В. Зинченко) реализована схема «ударного присоединения массы», позволившая смягчить удары, не увеличивая слишком ход подвижных деталей. После выстрела затвор начинает отход от ствола, а за 5 мм до прихода в крайнее заднее положение, он ударяется о выступы массивного ствольного блока и увлекает его за собой. Резкое увеличение массы подвижных частей вблизи крайних точек уменьшает скорость движения и смягчает удары.

При ослаблении патрона давления газов в канале ствола оказывается недостаточно для работы автоматики оружия. В таком случае применяются т.н. «усилители отдачи» в виде дульных устройств или особых деталей в затворе или патроннике. Так, в 5,6-мм самозарядном «Кольт Сервис Эй» усилителем отдачи служит «плавающий» вкладыш в патронник. Под давлением пороховых газов на передний торец вкладыша он смещается назад вместе с патроном и увеличивает импульс, передаваемый тяжелому затвору.

(Продолжение следует)