Группа 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 (1.1.1).
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 отхода затвора гильза еще прижата давлением газов к стенкам патронника, существует опасность ее разрыва. Для уменьшения скорости движения затвора назад его делают по возможности массивнее. Данная система используется в оружии под относительно маломощные патроны с короткой гильзой и быстро сгорающим пороховым зарядом. Система со свободным затвором наиболее проста, короткий цикл автоматики обуславливает высокий темп стрельбы.
Циклограмма работы системы автоматики на основе отдачи свободного затвора. Пунктиром показана циклограмма для системы с длинным ходом затвора
В ряде систем со свободным затвором – в основном в пистолетах-пулеметах – используется выстрел «с выката» (термин, пришедший из артиллерии), когда разбивание капсюля патрона бойком производится до прихода затвора в крайнее переднее положение. В этом случае часть энергии отдачи тратится на торможение затвора. Поскольку скорость отдачи подвижных частей не может быть меньше скорости возвращения их в переднее положение, выкат в предельном случае позволяет уменьшить скорость отдачи 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.
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. Увеличение длины хода и «растягивание» времени цикла автоматики позволяют сгладить остроту пиков циклограммы движения деталей, т.е. уменьшить скорости их ударов в крайних точках.
1.1.2. В системах с полусвободным затвором отпирание канала ствола несколько задерживается замедлением отхода затвора назад.
Это может достигаться:
– за счет сил трения (фрикционное замедление);
– перераспределением энергии и скорости движения между передней и задней частями сложного затвора;
– давлением пороховых газов, отводимых из канала ствола.
В первом случае выступы самого затвора или специальный вкладыш входят в наклонные пазы ствольной коробки. Поскольку сила трения зависит от давления, полное расцепление затвора со стволом происходит после падения давления до определенной величины, когда боевые выступы или вкладыш могут выйти из пазов ствольной коробки. Практически происходит самоотпирание затвора. В отдельных системах пытались использовать силу врезания пули в нарезы ствола – трение пули в нарезах ствола удерживало его от поворота и саморасцепления с затвором. Надежной работы такая система не обеспечивала.
В случае перераспределения энергии движения передняя часть затвора (боевая личинка), запирающая ствол, передает большую часть энергии задней части, заставляя ее какое-то время откатываться быстрее. Это обычно выполняется с помощью дополнительных элементов конструкции – рычагов, роликов. Так, в конструкции затвора пистолета-пулемета П. Кирай, пулемета АА52, опытного автомата ГА Коробова, штурмовой винтовки FA MAS использован двуплечий рычаг, короткое плечо которого связано с личинкой, а длинное – с более тяжелым остовом затвора. Другой пример – система JI. Форгриммлера, реализованная в винтовках «СЕТМЕ» и семействе оружия «Хек- лер унд Кох».
Циклограмма работы системы автоматики на основе отдачи полусвободного затвора
Оригинальное устройство имеет полусвободный затвор опытного семейства стрелкового оружия А.Ф. Барышева. Ведущим звеном автоматики служит затворная рама, несущая продольно скользящий затвор. В задней части затвора смонтирован запирающий рычаг, качающийся в вертикальной плоскости и встающий своим нижним выступом на упор ствольной коробки. В передней части затвора шарнирно укреплена боевая личинка – компенсатор отдачи. Под действием отдачи боевая личинка поворачивается в вертикальной плоскости и своим верхним выступом наносит удар по затворной раме, толкая ее назад. Пройдя определенное расстояние, затворная рама набегает на верхний конец запирающего рычага и поворачивает его, выводя из зацепления со ствольной коробкой. Затвор отпирается, и весь запирающий узел движется назад, сжимая возвратную пружину. Поскольку выстрел производится с выката, часть энергии отдачи расходуется на торможение запирающего узла, сцепление затвора со ствольной коробкой обеспечивает позднее отпирание канала ствола, а поворот боевой личинки и взаимодействие затворной рамы с рычагом и затвором – компенсацию отдачи. В результате появляется возможность поглощения энергии отдачи сравнительно мощных патронов.
Схема работы автоматики с полусвободным затвором пистолета Р9НК (ФРГ): 1 – ствол, 2 – боевая личинка затвора, 3 – шарики, 4 – остов затвора, 5 – кожух затвора, 6 – ударник Л – перед выстрелом; Б – процесс отпиранияВ – расклад сил при отпирании канала ствола.
Третий вариант предполагает отвод пороховых газов и их давление на затвор в переднем направлении. Например, в пистолете Р-7 «Хеклер унд Кох» при выстреле часть пороховых газов проходит через отверстие в стенке ствола впереди патронника в цилиндр, расположенный под стволом. Поршень, установленный в передней части затвора, входит в цилиндр. Таким образом, когда затвор начинает отходить назад под действием возвратной пружины, его движение замедляется давлением пороховых газов. При движении затвора-кожуха назад поршень выталкивает газы из цилиндра в ствол, откуда они выходят через дульный срез, пока казенный перекрыт извлекаемой гильзой. Преимущество такой системы заключается в прямой связи между уровнем давления газов в канале ствола и моментом его отпирания.
Системы с полусвободным затвором позволяют отпирать канал ствола и извлекать стреляную гильзу в более выгодных условиях, однако они не избавлены полностью от недостатков «свободного» затвора. Тем не менее «полусвободный затвор» нашел себе применение в широком диапазоне оружия – от пистолетов до автоматических пушек. При сравнительно мощных патронах принимаются специальные меры для облегчения извлечения гильзы из патронника и предотвращения ее разрыва. Вначале для этого вводили специальные устройства для осалки патронов при подаче, затем получили распространение т.н. плавающие патронники – по образующей патронника выполняются продольные канавки (канавки Ревелли), выходящие за передний срез гильзы, после выстрела часть пороховых газов устремляется в канавки, уменьшая разность давления на стенки гильзы изнутри и снаружи и силу сцепления гильзы со стенками патронника.
В оружии под сравнительно мощный патрон открывание канала ствола следует производить при значительном падении давления пороховых газов – после полного сгорания порохового заряда и вылета пули из канала ствола. Это делает необходимым сцепление затвора со стволом до момента, когда уровень давления в канале ствола становится безопасным для открывания затвора и извлечения стреляной гильзы. Свободный затвор в таком случае должен иметь очень большую массу
1.2. В системах с Отдачей ствола затвор во время выстрела прочно сцеплен с подвижным стволом. Под действием отдачи система ствол-затвор начинает движение назад, сжимая пружину затвора и пружину ствола (если таковая имеется). Ведущим звеном автоматики здесь также выступает затвор, воспринимающий отдачу выстрела, но масса подвижных деталей оказывается значительно выше. Их сравнительно большая совместная масса позволяет поглощать отдачу мощного патрона. В зависимости от момента расцепления затвора и ствола различают системы с коротким и длинным ходом ствола.
