На циклограмме движения затворной рамы можно увидеть, что операция подачи патрона на линию досылания совмещена с отходом затворной рамы, извлечение и отражение гильзы слиты в единую операцию. Видны также «холостые» промежутки.
Возможна реализация данной схемы:
с отдельным штоком (винтовки ABC, СВД, карабин СКС, автомат Vz.58), ударно передающим энергию движения затворной раме;
со Штоком, жестко связанным с затворной рамой (система Калашникова);
вообще без штока и поршня – пороховые газы, пройдя газоотводную трубку, воздействуют непосредственно на затвор (винтовки Люнгмана, Ml6), точнее, поршнем служит небольшой выступ затвора или затворной рамы.
Между поршнем и затвором может помещаться рычаг или пружина для смягчения удара и более рационального распределения энергии между деталями автоматики. Разделение поршня, штока и затворной рамы со снабжением каждой детали своей возвратной пружиной часто выполнялось для того, чтобы обеспечить возможность снаряжения магазина сверху из обоймы (ABC, СКС). Но кроме того оно, хотя и усложняет оружие, позволяет как бы «разложить» действие отдачи во времени и сделать его несколько мягче для оружия и стрелка.
Величина давления, передаваемого поршню, зависит от площади поперечного сечения поршня, давления газов в камере, времени его действия, размеров и места расположения газоотводного отверстия. Это дает широкий выбор конструктивных решений для получения нужных скоростей движения деталей автоматики, а значит – нужного темпа стрельбы. Отвод газов может производиться в любой точке по длине ствола – от дульного среза до пульного входа. В зависимости от этого меняется и давление пороховых газов, на которое должен рассчитываться газовый двигатель.
Циклограмма работы системы автоматики на основе отвода пороховых газов, с длинным ходом поршня
На характер истечения газов и нарастание давления в газовой камере существенно влияют размеры и форма газоотводного отверстия.
Регулировка количества отводимых пороховых газов используется обычно для обеспечения надежной работы автоматики при разных температурах и разном состоянии канала ствола, но может использоваться и для регулировки темпа стрельбы. Из различных способов изменения количества отводимых газов наиболее употребимы: изменение площади сечения газоотводного отверстия (пулеметы ДП и СГ-43), изменение начального объема внутренней полости газовой камеры (пулемет М60), выпуск части отведенных из канала ствола пороховых газов через отверстие (винтовка СВТ) или регулируемый кран. Кроме того, система может включать два газоотводных отверстия (крупнокалиберный пулемет .50 MG CIS, автоматическая пушка М693), и количество отводимых газов можно изменять, перекрывая одно из отверстий.
Газовые камеры, в зависимости от характера действия пороховых газов на поршень, делятся на:
– камеры открытого типа, в которых после некоторого хода поршня происходит выпуск пороховых газов в атмосферу (через отверстия в патрубке или направляющей трубке поршня) или разъединение поршня и патрубка; действие газов на подвижную систему ограничивается начальным этапом их хода;
– в газовых камерах закрытого типа отработанные пороховые газы частично выходят в зазор между поршнем и направляющей трубкой, а частично выталкиваются поршнем обратно в канал ствола при движении вперед; действие газов на поршень продолжается на всю длину его хода, но скапливание нагара на стенках газовой камеры значительно больше.
Газовый регулятор пулемета MAG (Бельгия): 1 – регулировочная втулка, 2 – винт продачи, 3 – обойма, 4 – выпускное кольцо, 5 – входной патрубок, 6 – газовая муфта, 7 – газовый поршень
По конструктивному оформлению выделяют газовые камеры с патрубком, на который надвигается трубчатый конец поршня, и камеры с цилиндром, внутрь которого входит поршень, снабжаемый обычно обтюрирующими кольцевыми проточками.
Схемы с движением поршня вперед и качающимся поршнем усложняли устройство подвижной системы и притом не показали преимуществ перед движением поршня назад, поэтому и нашли применение в единичных образцах.
Системы с отводом пороховых газов отличаются компактностью, надежностью работы, меньшей зависимостью от разброса мощности патронов. Поэтому схема автоматики с газовым двигателем и линейным движением поршня назад, наряду с «отдачей свободного затвора» и «отдачей ствола с коротким ходом», стала одной из наиболее распространенных в современном стрелково-пушечном вооружении – от пистолетов («Дезерт Игл») до автоматических пушек (Rh 202) и подводного оружия (автомат АПС).
Однако широко используемые системы с «газовым двигателем» отличает сложная импульсная диаграмма, что особенно чувствительно в индивидуальном оружии – автоматических и штурмовых винтовках и автоматах. При стрельбе стрелок испытывает последовательно ряд разнонаправленных импульсов: отдачи выстрела, реакции газовой камеры, удара подвижных частей в крайнем заднем положении, их же удара в крайнем переднем положении. В целом такие «сотрясения» увеличивают рассеивание при стрельбе очередями. Обычные способы борьбы с этим – введение буферов, сдвоенных сравнительно «мягких» возвратных пружин с прогрессивно возрастающим усилием поджатия, увеличение длины хода подвижных деталей без удара в крайней задней точке. Сочетание данного хода подвижной системы и выстрела с выката позволяет достичь почти безударной работы автоматики или, по крайней мере, снизить ухудшение кучности из-за ударов в крайних точках – как в пулемете SS-77.
В СССР требование качественного повышения кучности стрельбы из автомата дало толчок применению двух новых модификаций автоматики с газовым двигателем – «сбалансированной автоматики» и «со смещенным импульсом отдачи». В обоих случаях уменьшалось воздействие отдачи на стрелка и оружие и повышался темп стрельбы в пределах короткой очереди, что и должно было повысить вероятность поражения цели.
Авторами схемы «сбалансированной автоматики» считаются В.М. Сабельников и ПА. Ткачев, отработавшие ее основы еще в конце 60-х гг.
Смысл заключается в создании двух встречно движущихся равных масс, кинематически связанных между собой (подробнее см. «Автомат АЕК»).
11.1а. Разновидностями систем с отводом газов через отверстие в стенке ствола являются системы с подвижным коробом и с перемещающимся стволом. Под коробом понимается деталь, в которой размещаются ствол со ствольной коробкой, затворная рама, затвор и механизмы питания. Сам короб может двигаться относительно неподвижного основания, на ос- новани, в свою очередь, могут монтироваться амортизаторы. После выстрела ствол, затвор, затворная рама и короб движутся назад, сжимая возвратную пружину. Как только пуля проходит газоотводное отверстие, часть пороховых газов устремляется в газовую камеру толкает поршень со штоком и затворную раму. Происходит отпирание затвора, экстракция стреляной гильзы, подача и досылание очередного патрона и запирание канала ствола. К момету запирания короб также возвращается в свое крайнее переднее положение, срабатывает ударный механизм, и начинается новый цикл автоматики.
Движение короба и использование амортизаторов (пружинных, фрикционных или другого типа) позволяет поглотить избыточную энергию отдачи и уменьшить импульсно-силовую нагрузку на основание, повысить меткость стрельбы. Можно реализовать принцип «накопления импульса отдачи» – когда вся подвижная система приходит в крайнее заднее положение после нескольких выстрелов подряд, произведенных с о.чень высоким темпом. Главная сложность – обеспечить непрерывное питание, поскольку перемещение окна подачи требует делать подвижным также магазин (коробку) или вводить дополнительные устройства подачи патронов. Черты автоматики с отводом пороховых газов и подвижным коробом можно увидеть в автоматах «со смещенным импульсом отдачи» и безгильзовой винтовке G11 НК.
Схема со смещенным импульсом отдачи (автоматы АН-94 Г.Н. Никонова, ТКБ-0146 И.Я. Стечкина). Ствольная группа – ствол со ствольной коробкой, газоотводный узел, затворная рама с затвором – делается подвижной внутри кожуха (лафета). Магазин может подсоединяться к ствольной группе или к кожуху (см. «Автомат АН-94»).
Схема с отводом пороховых газов, неподвижным коробом и подвижным стволом является чем-то средним между обычной системой с газовым двигателем и системой с отдачей ствола с коротким ходом.
В опытной штурмовой винтовке «Штайр-Манлихер», созданной под телескопический патрон но программе ACR, газовый двигатель сочетался с отделяемым патронником. Патронник выполнен отдельно и перемещается в вертикальной плоскости. При движении штока газового поршня назад патронник опускается вниз, а подающий рычаг извлекает из магазина и досылает в патронник очередной патрон, выталкивающий вперед стреляную гильзу. Затем пружина патронника резко подает его вверх. Как и в других системах с отдельным патронником, здесь возникает проблема обеспечения обтюрации пороховых газов между патронником и нарезной частью ствола.
