Для чего нужен затвор?

Содержание

Свободный затвор

Работа свободного затвора на примере пистолета.
I — положение перед выстрелом; II — давление пороховых газов превысило давление форсирования, пуля врезается в нарезы ствола, но гильза, удерживаемая инертной массой затвора и трением стенок, плотно прижатых давлением к патроннику, отходит назад лишь на несколько миллиметров; III — пуля покидает ствол, гильза за это же время вышла из патронника только своей утолщённой частью у основания; IV, V — давление в стволе падает, трение в патроннике резко снижается, и гильза отходит назад под действием остаточного давления и инерции, толкая затвор, этим приводя в действие автоматику перезаряжания.

Свободный затвор, или инерционный затвор — продольно-скользящий затвор, не сцепленный с неподвижным стволом во время выстрела.

Отдача свободного затвора — принцип действия автоматики перезаряжания огнестрельного оружия, при котором продольно-скользящий затвор не сцеплён с неподвижным стволом, а его отход назад при выстреле замедляется преимущественно силой трения стенок гильзы о патронник и большой массой самого затвора.

Свободный затвор конструктивно проще любого другого типа запирания ствола. Однако для него характерны такие существенные недостатки, как излишняя масса оружия, склонность к высокому темпу стрельбы и увеличение колебаний оружия при стрельбе очередями за счёт быстрого возвратно-поступательного движения массивного затвора и его ударов в крайних положениях, что также способствует ускоренному износу оружия.

Схема со свободным затвором благодаря своей простоте в прошлом широко применялась в пистолетах-пулемётах: достаточно назвать такие образцы, как MP18, «Суоми», MP40, ППШ, STEN, Uzi и многие другие. В настоящее время многие пистолеты-пулемёты используют более совершенные механизмы с полусвободным затвором или даже отводом пороховых газов, хотя свободный затвор также сохраняет большую популярность у конструкторов этого вида оружия.

Кроме того, свободный затвор очень часто используется в другом типе оружия под пистолетный патрон — пистолетах, обычно — использующих сравнительно маломощные патроны (ПМ, АПС, ПСМ, «Браунинг» и другие), так как масса кожуха-затвора пистолета обычно получается намного меньше, чем может весить затвор пистолета-пулемёта.

Наконец, свободный затвор как правило имеют самозарядные охотничьи винтовки и карабины под малокалиберный патрон кольцевого воспламенения, например ТОЗ 99, Ruger 10/22 и аналогичные.

Применение данной схемы в иных типах оружия носит как правило лишь эпизодический характер.

Принцип действия

В основании гильзы имеется утолщённая часть, в которой находится капсюль. Задача конструктора системы со свободным затвором — обеспечить, чтобы за время, которое пуля находится в канале ствола, гильза вышла из патронника на величину, не превышающую длину этой части.

При выстреле пороховые газы оказывают давление одновременно на пулю, на стенки гильзы и на её донце — последняя составляющая передаётся затвору. При этом возникают несколько разнонаправленных сил:

  • Сила давления пороховых газов на пулю старается вытолкнуть её из ствола вперёд, через дульный срез;
  • Сила давления на донце гильзы старается вытолкнуть её из патронника назад, через казённый срез ствола, чему препятствует подпирающий гильзу сзади массивный затвор;
  • Сила давления на стенки гильзы плотно прижимает их к стенкам патронника, следствием чего становится возникновение между стенками гильзы и стенками патронника силы трения, препятствующей выходу из него гильзы.

В результате совместного воздействия этих сил и пуля, и гильза начинают двигаться в противоположных направлениях, однако с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, то наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.

Параметры системы (длина ствола, массы пули и затвора, площадь поверхности гильзы и так далее) подбираются конструкторами таким образом, чтобы за то время, за которое пуля проходит по каналу ствола до дульного среза, затвор успевает отойти лишь на несколько миллиметров, при этом гильза выходит из патронника только своей утолщённой частью, в которой расположен капсюль, что страхует её от разрыва.

После того, как пуля покидает ствол, давление в его канале падает, и гильза полностью выходит из патронника, толкая затвор. Извлечение гильзы в системе со свободным затвором происходит, таким образом, практически без участия закреплённого на затворе выбрасывателя — он лишь удерживает её в чашечке затвора, а не «вытягивает» из патронника, как в других системах. В принципе, система со свободным затвором может обойтись и без выбрасывателя — он нужен лишь на случай осечки для извлечения не сработавшего патрона из канала ствола. Существовали образцы оружия со свободным затвором (тренировочного или спортивно-развлекательного назначения), выбрасывателя не имевшие для упрощения конструкции.

Накопленной энергии затвору хватает на обеспечение работы автоматики оружия.

Данное описание работы системы со свободным затвором является упрощённым. На практике в оружии со свободным затвором, у которого боёк имеет вид неподвижно закреплённой на зеркале затвора детали, накол капсюля очередного патрона происходит ещё до его полного входа в патронник и прихода затвора в крайне переднее положение, в результате чего отходу затвора назад противодействует дополнительно ещё и инерция движения подвижных частей оружия вперёд. Использование этого принципа (так называемый «выкат затвора», в англоязычной терминологии — advanced primer ignition) позволяет снизить темп стрельбы и несколько уменьшить потребную массу подвижных частей оружия. При этом, однако, следует учитывать, что если при стрельбе возникнет затяжной выстрел, — замедленное срабатывание бракованного или повреждённого при хранении патрона, — выстрел произойдёт уже после полного прихода затвора в переднее положение и остановки, так, что инерция его движения вперёд не будет противодействовать его отходу назад, так что конструктор должен обеспечить достаточную массу затвора для того, чтобы обеспечить и при таком развитии событий безопасность стрелка и сохранность оружия.

Использование выката затвора несколько снижает надёжность работы автоматики оружия, а также допускает стрельбу исключительно с открытого затвора («с заднего шептала»), что не всегда приемлемо из-за снижения кучности огня, в особенности одиночного. Тем не менее, этот принцип де-факто используется в большинстве пистолетов-пулемётов со свободным затвором (имеющих неподвижно закреплённый в чашечке затвора боёк), в частности — «Узи», ППШ, ППС, и так далее. В пистолете-пулемёте MP40 же, боёк выполнен отдельно от затвора, как часть ударного механизма ударникового типа, однако выкат затвора также используется благодаря особому устройству последнего, спроектированного таким образом, что боёк наносит удар по капсюлю за мгновение до прихода затвора в переднее положение. Тот же принцип использовался, например, и в раннем варианте боевого автоматического дробовика Атчиссона (AAS — Atchisson assault shotgun) 12-го калибра, что с успехом позволило использовать в автоматическом оружии со свободным затвором мощный охотничий патрон.

В более сложном варианте этот же принцип реализовывался даже в некоторых лёгких пушках со свободным затвором, или, например, в швейцарской 20-мм противотанковой винтовке Oerlikon SSG36. Существует даже проект основанного на этом принципе оружия будущего с очень простой, но эффективной конструкцией.

Свободный затвор в лёгких пушках. Бесфланцевый патрон и патрон с уменьшенным фланцем.

Существенное преимущество свободного затвора состоит в том, что при выстреле он испытывает только деформацию сжатия. Эту деформацию способны успешно воспринимать многие виды материалов, что позволяет использовать для изготовления свободного затвора сравнительно малопрочные, но дешёвые и простые в обработке материалы — незакалённую малоуглеродистую сталь, литую алюминиевую бронзу (как у части выпуска британского STEN-a), цинк-алюминиевый литьевой сплав ZAMAK (пистолеты и карабины фирмы Hi-Point Firearms), и так далее. При этом несколько страдает долговечность оружия — при большом настреле на его деталях появляется наклёп, но не его работоспособность, причём проблема долговечности может быть отчасти устранена применением буферов, смягчающих откат подвижных частей в заднее положение. Для сравнения, например, при запирании затвора поворотом его боевые упоры испытывают во время выстрела деформацию на срез, для противодействия которой необходима очень качественная углеродистая или легированная сталь (в практике отечественной оружейной промышленности используются углеродистые пружинные стали 50А, 50РА или аналогичные; за границей стандартом для оружейной промышленности считается хром-молибденовая сталь ANSI 4130 ChroMoly или аналогичная), прошедшая термическую обработку.

Динамика оружия со свободным затвором

Работа системы со свободным затвором требует выполнения того условия, чтобы сила давления пороховых газов на донце гильзы была больше суммарной силы, оказывающей сопротивление движению затвора назад, имеющей следующие составляющие:

  • сила сопротивления возвратной пружины, прижимающей затвор к срезу ствола;
  • сила трения между затвором и стенками затворной коробки, или направляющими, по которым он движется;
  • сила трения стенок гильзы о стенки патронника ствола.
  • сила инерции затвора, изменяющаяся пропорционально изменению его массы.

Первые две составляющие пренебрежимо малы по сравнению с последней.

Таким образом, условие работоспособности системы со свободным затвором приобретает следующий вид:

P S > R , {\displaystyle PS>R,}

где: Р — давление газов внутри гильзы; S — площадь дна гильзы; R — сила трения гильзы в патроннике.

Для цилиндрической гильзы с равномерной толщиной стенок это условие, после подстановки соответствующих формул для вычисления площади дна гильзы и силы трения её стенок о патронник, принимает следующий вид:

l d 1 < 1 48 ( d 1 d ) 2 , {\displaystyle {\frac {l}{d_{1}}}<{\frac {1}{48\left({\frac {d_{1}}{d}}\right)^{2}}},}

где: d {\displaystyle d} — внутренний диаметр гильзы; d 1 {\displaystyle d_{1}} — наружный диаметр гильзы; l {\displaystyle l} — длина корпуса гильзы.

Из этой формулы видно, что если длина гильзы превосходит некоторую предельную величину, то даже при малой массе затвора система работать не будет, так как гильза при выстреле останется в патроннике и скорее всего получит поперечный разрыв, что приведёт к заклиниванию оружия и может стать причиной травмы стрелка. Особенно велик риск такого развития события при использовании гильз с высоким коэффициентом бутылочности из-за того, что пороховые газы давят как на донце такой гильзы, так и на её скат изнутри.

Кроме того, для обеспечения нормальной работоспособности системы со свободным затвором необходимо, чтобы за время выстрела (то есть, до того момента, как пуля покинет канал ствола) затвор вместе с гильзой отошёл на определённую величину — как правило не более 2 мм, что соответствует длине утолщённой части гильзы, в которой находится капсюль и на которой расположена кольцевая проточка. При нарушении этого условия вероятен продольный разрыв гильзы, так как до момента вылета пули из канала ствола в нём сохраняется высокое остаточное давление пороховых газов.

Уменьшения пути затвора за время выстрела достигается в системе со свободным затвором увеличением массы подвижных деталей оружия, в ней как правило представленных лишь самим затвором в виде неразборной детали.

В конструировании оружия принята оценочная эмпирическая формула подобия, позволяющая грубо, с некоторым завышением (из-за отсутствия учёта сил трения и сопротивления возвратной пружины) оценить массу подвижных деталей оружия со свободным затвором, необходимую для обеспечения нормальной работы его автоматики перезаряжания:

Q = L q l , {\displaystyle Q={\frac {Lq}{l}},}

где: Q {\displaystyle Q} — масса подвижных частей; q {\displaystyle q} — масса пули; l {\displaystyle l} — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола; L {\displaystyle L} — длина нарезной части ствола.

Существует и другой вариант эмпирической зависимости для примерного определения необходимой массы затвора:

Q = q + 0.5 w x 1 L , {\displaystyle Q={\frac {q+0.5w}{x_{1}}}L,}

где: Q {\displaystyle Q} — масса подвижных частей; q {\displaystyle q} — масса пули; x 1 {\displaystyle x_{1}} — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола; L {\displaystyle L} — длина нарезной части ствола; w {\displaystyle w} — масса порохового заряда в патроне.

В иностранной литературе также приводится следующая оценочная формула для определения потребной массы свободного затвора:

M = 1 , 09 ⋅ 10 − 5 ⋅ m V b ( D d ) 2 , {\displaystyle M=1,09\cdot 10^{-5}\cdot mV_{b}\left({\frac {D}{d}}\right)^{2},}

где: M {\displaystyle M} — масса подвижных частей в фунтах; m {\displaystyle m} — масса пули в фунтах; V b {\displaystyle V_{b}} — скорость пули в футах в секунду; D {\displaystyle D} — диаметр зеркала затвора в дюймах; d {\displaystyle d} — диаметр основания пули в дюймах.

Естественно, полученные по этим формулам величины носят сугубо ориентировочный характер, — в реальной практике конструирования используются существенно более сложные расчёты с использованием аппарата высшей математики, дополняемые обширным практическим материалом, получаемым в процессе доводки образца. Кроме того, масса затвора зависит также от конфигурации гильзы конкретного патрона, скорости горения пороха, требуемого темпа стрельбы оружия и использования особых приёмов, позволяющих несколько облегчить затвор, таких, как описанный выше выкат затвора.

Из приведённых соотношений видно, что в общем случае чем длиннее ствол оружия и тяжелее пуля используемого в нём боеприпаса, тем большую массу должен иметь его затвор. Это вполне логично — чем длиннее ствол и тяжелее пуля, тем дольше она не покинет канал ствола, соответственно — тем больше то время, за которое затвор должен пройти заданное расстояние, а это требует его утяжеления.

Применение в системе с инерционным запиранием ствола мощного патрона вынуждает использовать очень тяжёлый затвор. В свою очередь, большая масса затвора приводит к увеличению общей массы оружия, а также — значительному повышению его тряски при ведении автоматического огня и ускорению износа из-за сильных ударов в крайних положениях.

Поэтому в оружии с длинным стволом и / или использующем мощные патроны с тяжёлой пулей свободный затвор используется редко, вместо чего применяют полусвободный затвор либо различные варианты жёсткого запирания ствола на время выстрела. Это позволяет существенно облегчить подвижные части оружия, и этим снизить его массу, повысить кучность боя. Кроме того, известны попытки замедлить отход затвора назад за счёт увеличения силы трения стенок гильзы о патронник — например путём нанесения на его стенки спиральных канавок или специальных насечек (не путать с прямыми «канавками Ревелли» в патроннике, которые напротив облегчают экстракцию гильзы за счёт подачи пороховых газов из канала ствола в пространство между стенками патронника и стенками гильзы), либо за счёт применения специальных замедлителей отхода затвора (например, роликового замедлителя у чехословацкого пистолета-пулемёта «Скорпион» или пневматического буфера у MP38 и раннего MP40).

Одно из немногих исключений — немецкая авиапушка MK 108 времён Второй мировой войны, которая имела массивный свободный затвор. Однако для обеспечения работы её автоматики ствол пришлось сделать очень коротким, чтобы снаряд успевал покинуть его канал до отхода затвора на критическую величину, а это отрицательно сказалось на баллистике оружия. В данном случае более важна, впрочем, оказалась достигаемая именно применением простой схемы работы автоматики высокая технологичность этой пушки в массовом производстве, а недостаточную кинетическую энергию снаряда восполнили увеличением заряда взрывчатого вещества.

Другое исключение — опытный автоматический боевой дробовик Атчиссона 12-го охотничьего калибра, у которого свободный затвор имел массу порядка полутора килограмм и очень длинный выкат — в крайне заднем положении он входил внутрь полой трубчатой части приклада, доходя почти до плеча стрелка. В случае применения в оружии, претендующем на большую точность автоматического огня по сравнению с автоматическим дробовиком, такая схема оказалась бы неприемлема из-за сильной тряски, вызванной перемещением столь массивного затвора. Впрочем, даже Атчиссон в более поздней версии своего оружия пришёл к использованию традиционной газоотводной автоматики.

Международная терминология

В англоязычной терминологии термин «свободный затвор» как таковой отсутствует. Вместо этого используется термин blowback («блоу-бэк»), используемый для обозначения любого принципа работы автоматики, основанного на отдаче затвора — как свободного, так и полусвободного или свободного с замедлителем отхода. Системы со свободным затвором при этом обозначают как «прямой» (straight), «простой» (simple) или «чистый» (pure) blowback.

Аналогичная терминология используется и во многих других языках.

> См. также

  • Полусвободный затвор
  • Отдача ствола
  • Отвод пороховых газов

Источники и примечания

  1. Существует заблуждение, состоящее в том, что существенную роль в работе автоматики оружия со свободным затвором играет возвратно-боевая пружина; это не соответствует действительности, так как её сила несоизмеримо меньше той, которая действует на затвор при выстреле. Пружина играет роль аккумулятора энергии отдачи для возврата подвижной системы оружия в переднее положение после выстрела, а также предотвращает случайное перемещение затвора при ношении разряженного оружия, не более того.

> Ссылки

  • Описание работы свободного затвора (англ.)
  • Анализ работы системы со свободным затвором и основы её проектирования (англ.).

Литература

  • Теория и расчёт автоматического оружия. Пенза, 1997.
  • Благонравов А. А. — Основания проектирования автоматического оружия. М.: Оборонгиз, 1940.
  • Кириллов В. М. — Основы устройства и проектирования стрелкового оружия. Пенза: Пензенское высшее артиллерийское инженерное училище, 1963.
  • Бабак Ф. К. — Основы стрелкового оружия. Спб.: Полигон, 2003.
  • Дмитриев Дж. — Submashine Gun Designer’s Handbook. Настольная книга разработчика пистолета-пулемёта (англ.).

  • Выбрасыватель
  • Отражатель

Основные механизмы стрелкового оружия
Механизмы открывания и
закрывания канала ствола
Механизмы запирания и
отпирания канала ствола

Магазинная подача Ленточная подача Механизмы подачи патронов в патронник
Механизм удаления гильз (патронов) Основные детали

Виды ударно-спусковых механизмов Основные детали

Данной публикацией мы начинаем серию статей, рассказывающих об основах устройства автоматики стрелкового оружия.

Стрелковое оружие можно условно разделить на два основных класса – оружие с ручной перезарядкой и автоматическое оружие. В первом случае для производства каждого выстрела стрелок должен своими руками проделать определенные действия для извлечения и удаления стреляной гильзы, подачи нового патрона в ствол, запирания ствола и взведения ударно-спускового механизма.

Пистолет Bergmann model 1894 конструкции Луиса Шмайсера. Это был один из первых в мире пистолетов со свободным затвором (фото J.D.Julia auction house, USA).

Схема из патента на пистолет Bergmann model 1894

Во втором случае все эти операции оружие проделывает само, автоматически и без участия стрелка, используя либо энергию предыдущего выстрела (чаще) либо же энергию внешнего привода (электрического, гидравлического и т.п.). В начинаемой серии статей мы рассмотрим различные принципы построения автоматики оружия, начав с самого простого, известного как «свободный затвор».

Необходимо отметить, что абсолютное большинство современных патронов для стрелкового оружия, за исключением разве что немногочисленных специальных «бесшумных» патронов с отсечкой газов, имеют гильзы, не способные выдержать полное давление пороховых газов при выстреле.

Для пистолетных патронов типичные значения пиковых давлений при выстреле составляют порядка 2000 кг/см2, для винтовочных же давления могут достигать вдвое больших величин. Поэтому в момент выстрела необходимо удерживать патрон не только с боков (что обеспечивают стенки патронника ствола), но и с донной части.

Опытный пистолет конструкции Хайрэма Максима, примерно 1896 год (фото J.D.Julia auction house, USA).

Схема из патента на пистолет системы Максима

Деталь, обеспечивающая это удержание, обычно называется затвором. В оружии с ручным перезаряжанием в момент выстрела затвор, как правило, жестко сцеплен со стволом, и его расцепление для перезарядки осуществляется вручную. Во многих системах автоматического оружия в момент выстрела затвор также жестко связан со стволом, и для его отпирания и перемещения (для извлечения стреляной гильзы и досылания свежего патрона) используется энергия, тем или иным образом накопленная в процессе предыдущего выстрела.

Пистолет FN Browning Model 1900, ставший первым действительно успешным самозарядным пистолетом со свободным затвором в мире

Схема из патента на пистолет Browning 1900

Однако еще на ранних этапах создания автоматического оружия было обнаружено, что при сравнительно невысоких давлениях и малом времени нахождения пули в стволе нет необходимости жестко сцеплять затвор со стволом – вполне достаточно его инерции и силы подпирающей его сзади пружины, главное чтобы затвор был существенно тяжелее пули.

При этом следует иметь в виду, что в период наиболее высокого давления в стволе роль пружины в торможении затвора весьма незначительна, основная часть работы приходится на инерцию затвора. Пружина необходима для того, чтобы удерживать затвор в переднем положении до выстрела, а затем после отката полностью или частично затормозить затвор и потом вернуть его в перенее положение, завершив новый цикл перезарядки.

Одной из первых рабочих систем, созданных на основе несцепленного или «свободного» затвора стал пистолет Bergmann M1894, разработанный конструктором Луисом Шмайсером. Поначалу патроны для этих пистолетов даже не имели проточки для зуба экстрактора, и стреляные гильзы выбрасывались из ствола только остаточным давлением пороховых газов.

Однако в дальнейшем от такой конструкции патронов отказались, ибо она резко затрудняла разряжение оружия по окончании стрельбы или при осечке. Вскоре за Шмайсером патент на пистолет со свободным затвором получил и легендарный конструктор Хайрэм Максим, однако его пистолет, весьма элегантный на вид и простой по конструкции, в серии так и не выпускался.

Настоящий успех к пистолетам со свободным затвором пришел в 1900 году, когда в Бельгии на заводе FN начался массовый выпуск одного из самых удачных пистолетов того времени – модели М1900 конструкции американца Джона Браунинга.

Еще один классический пистолет Браунинга со свободным затвором, FN Model 1903.

Пистолет-пулемет Bergmann MP18, ставший первым серийным образцом оружия в этом классе, и имевший свободный затвор

В начале 20 века появилось и несколько довольно удачных самозарядных охотничьих карабинов со свободным затвором, в первую очередь карабинов американской компании Winchester.

Эти карабины (моделей 1905, 1907 и 1910 годов) выпускались под патроны сравнительно небольшой мощности (по крайней мере, на фоне армейских винтовочных патронов той эпохи) и имели затвор, состоящий из двух частей – собственно затвора, подпиравшего ствол, и жестко связанной с ним дополнительной массы, расположенной под стволом в цевье.

Однако большого распространения в карабинах и винтовках эта схема не получила, ибо с ростом мощности патрона росла и потребная для безопасной работы оружия масса затвора; так, для типичного армейского винтовочного патрона того времени масса свободного затвора должна была составлять порядка 4-5 килограмм.

Первая Мировая война породила принципиально новый класс оружия, в котором применение свободного затвора стало почти повсеместным – это пистолеты-пулеметы. Первый серийный пистолет-пулемет МР.18, созданный сыном уже упоминавшегося Луиса Хуго Шмайсером на той же фирме Бергмана, фактически заложил основы конструирования этого класса оружия по настоящее время.

Пистолет Макарова, широко используемый и сегодня, стал одним из наиболее удачных и успешных пистолетов со свободным затвором

В длинноствольном оружии использование свободного затвора в основном ограничено карабинами под пистолетный патрон и пистолетами-пулеметами

Схема из патента конца 1930х годов, демонстрирующая заложенную еще в MP18 конструкцию пистолета-пулемета со свободным затвором

Схема из послевоенного чехословацкого патента на конструкцию свободного затвора, охватывающего ствол сверху и с боков, легшая в дальнейшем в основу конструкции таких удачных пистолетов-пулеметов как SA.23 или UZI

У ранних образцов пистолетов-пулеметов затвор размещался в ствольной коробке позади казенной части ствола, как у МР.18. Однако с конца 40-х годов все большую популярность стала приобретать схема с «телескопическим» затвором, в которой значительная часть массы затвора находится впереди зеркала затвора (торцевой части, в которую в момент выстрела упирается дно гильзы).

Подобная схема получила распространение в самозарядных пистолетах начиная с пистолетов Браунинга 1900-го и 1903-го годов, а в опытных пистолетах-пулеметах она появилась в начале 30-х годов в японской системе Намбу модель 1.

В годы Первой Мировой войны и после нее схема со свободным затвором получила небольшое распространение в 20 мм автоматических пушках, начиная с германской пушки системы Беккера. В дальнейшем, однако, от такой схемы автоматики в пушках постепенно ушли, так как она не обеспечивала удовлетворения требований к росту баллистики снарядов, что, понятное дело, требовало более высоких давлений в стволе, а значит и непомерно тяжелых свободных затворов.

Возрождение схемы автоматики со свободным затвором в относительно крупнокалиберном оружии произошло в конце 1960-х годов, с появлением автоматических гранатометов калибром 40 мм (а позже и 30-35 мм). Выстрелы для таких гранатометов имели достаточно скромную баллистику и невысокие рабочие давления в стволе, что позволяло успешно применять в них свободный затвор.

Значительные вибрации, создаваемые массивным затвором при стрельбе, также не создают для таких гранатометов существенной проблемы, так как они, во-первых, стреляют со станка, а во-вторых, как правило, применяются «по площадям», где определенное рассеивание попаданий является скорее даже плюсом чем минусом.

Германский пистолет HK VP70 начала 1970х годов являлся коммерчески неудачной попыткой создать мощный пистолет пот патрон 9х19 со свободным затвором

Американский пистолет Hi-Point современного выпуска под мощный патрон.40SW, имеющий при этом свободный затвор. Пистолет довольно прост по конструкции и дешев, однако он по необходимости имеет весьма массивный и громоздкий затвор.

В целом, основным достоинством схемы со свободным затвором является ее простота и дешевизна. Основной недостаток этой схемы – это то, что масса затвора и сила пружины должны быть четко сбалансированы с мощностью патрона.

Если затвор слишком легкий, то повышается риск слишком быстрого отпирания ствола и последующего разрыва гильз от все еще высокого давления в них. Слабая пружина может повлечь проблемы с досыланием патронов в накате (при загрязненном оружии, например) или инерционный отход затвора от казенной части ствола при резких перемещениях оружия.

Кроме того, при слишком слабой пружине затвор будет слишком энергично ударяться в ствольную коробку или рамку оружия в конце отката, повышая износ оружия и подброс ствола после выстрела. Если пружина слишком жесткая, то оружие становится сложно перезаряжать вручную, а слишком тяжелый затвор резко повышает вибрацию оружия при стрельбе, сводя на нет точность, особенно в режиме стрельбы очередями.

Кроме того, повышение мощности патрона (конкретно – силы давления газов на дно гильзы) по необходимости влечет за собой повышение массы затвора. Как уже упоминалось выше, для типичного винтовочного патрона масса свободного затвора должна достигать 4-5 кг, для промежуточного автоматного – 2-3 кг.

Именно поэтому основное распространение система со свободным затвором получила в оружии под сравнительно слабые пистолетные патроны. Да и то, нужно учесть, что масса затвора для патрона 9х19 Люгер должна составлять несколько сотен грамм, что затрудняет использование этой схемы в обычных пистолетах под этот или более мощные патроны.

Известно очень немного попыток создать пистолет со свободным затвором под патрон 9х19 или более мощные, и практически все из них были малоудачными. Пистолеты-пулеметы, как правило, имеют гораздо менее жесткие ограничения по весу и габаритам, а также длине отката затвора, и в них свободный затвор успешно применяется практически во всех пистолетных калибрах, включая 9х19, .40SW и .45ACP.

Хотите узнать, как устроено ваше любимое оружие? Оставайтесь с нами и ждите продолжения серии статей. В следующей статье — рассказ о системах с полусвободным затвором, подобных показанному выше пистолету-пулемету МР5.

/Максим Попенкер, all4shooters.com/

Механизм работы огнестрельного оружия. Анимация

Работа оружия изнутри, обычно, остается скрытой от нас. Мы предлагаем простое описание принципов работы механизмов огнестрельного оружия и трехмерную анимацию от канадского дизайнера Гаррета Фоулера, фаната 3D-анимации.

Запирание канала ствола коленчатой парой рычагов (кривошипно-шатунное). Пистолет Георга Люгера Luger P08

При использовании данного принципа запирания затвор фиксируется у казённого среза ствола парой сочлененных рычагов. Свободный конец одного из рычагов шарнирно закреплен на затворе, другого — на неподвижных деталях оружия. Рычаги находятся в мёртвой точке, то есть угол между их плечами близок к 180 градусам, так, что при откате подвижных частей автоматики рычаги не складываются в сторону, а сохраняют это положение до тех пор, пока их сочленение не встретит специальный уступ на неподвижной ствольной коробке. После этого рычаги могут сложиться, а затвор — самостоятельно отойти назад.

Роликовое запирание при автоматике, работавшей от отдачи ствола с коротким ходом. Винтовка F-42

Использовалось в винтовке Fallschirmjägergewehr 42 — винтовке парашютиста образца 1942 года. FG-42 разрабатывалась специально для десантников люфтваффе. Ударный механизм — куркового типа, работающий от возвратно-боевой и дополнительной пружины. Затвор пулемёта состоит из двух частей: боевой личинки, на которой выполнены зеркало затвора и направляющие для роликов, и стебля затвора, в передней части которого имеется клин. Между скосами клина и боевой личинкой находится пара роликов. При запирании клин раздвигает ролики, заводя их в пазы на муфте ствола и фиксируя боевую личинку у казенного среза.

После выстрела ствол некоторое время отходит назад в запертом состоянии, после чего ролики сводятся наклонными пазами ствольной коробки, попутно выталкивая назад стебель затвора. В определенный момент ролики выходят из пазов на муфте ствола, и боевая личинка может отойти назад вместе со стеблем затвора.

Запирание коленчатой парой рычагов (кривошипно-шатунное). Пулемёты «Виккерс» и «Максим»

Работа этого оружия основана на автоматике с отдачей ствола (короткий ход). По мере выстрела пороховые газы отправляют ствол назад, тем самым начинает работать механизм перезарядки — он извлекает из матерчатой патронной ленты патрон, досылает его в казённик и при этом одновременно взводит затвор. После произведения выстрела операция повторяется заново.

Запирание канала ствола поворотом затвора (боевой личинки, муфты). Пулемёт «Туpe-92 Heavy Machine Gun»

«Тип 92» — японский авиационный пулемёт 1930-х годов. Лицензионная копия британского пулемёта «Льюис». Широко использовался на самолётах морской авиации Японии в 1930-е годы, но к началу Второй мировой войны устарел и был заменён более мощными образцам. Запирание канала ствола производится поворотом затвора, боевые упоры которого входят в поперечные пазы ствольной коробки. Поворот затвора при запирании осуществляется криволинейным пазом на затворе и основанием стойки затворной рамы.

Запирание канала ствола перекосом затвора. Винтовка StG 44

Sturmgewehr 44 — штурмовая винтовка 1944 года. При запирании перекосом затворная рама в крайней передней точке перемещает всё тело затвора в продольной плоскости (в то время как при запирании поворотом затвора — в поперечной), при этом задний конец затвора заходит за опорную плоскость ствольной коробки. Зеркало затвора после запирания принимает положение, перпендикулярное каналу ствола, и, соответственно, донцу гильзы.

Запирание качающейся личинкой (рычагом). Пулемет «Браунинг М2»

При запирании качающейся личинкой (рычагом) фиксация затвора у казенного среза ствола обеспечивается с помощью промежуточной детали, подвижной в плоскости, перпендикулярной оси ствола. При использовании автоматики на основе отдачи ствола запирание осуществляется за опорные поверхности на стволе либо на затворе. После выстрела подвижный ствол проходит некоторый путь в запертом состоянии, после чего личинка встречает уступ ствольной коробки (рамы пистолета), сдвигается в плоскости, перпендикулярной оси ствола, отпирая его и давая отойти затвору.

Свободный затвор с присоединением ствола


Потратив немало времени на поиски возможностей расширения области применения свободного затвора, я с удовольствием представляю уважаемым читателям штампованную конструкцию самозарядного пистолета с новым принципом работы автоматики — свободным затвором с присоединением ствола.
Самозарядные пистолеты, производимые фирмами с мировыми именами, архаичны, нетехнологичны, ненадёжны и очень дороги. Да и как может быть иначе, если представители этих компаний открыто заявляют, что для изготовления, например, затвора они используют стальную болванку весом в 2-3 кг. При этом производитель не поясняет, а потребитель не спрашивает, сколько это стоит и для чего делается. Почему-то оба уверены, что это хорошо — взять и «выпилить» из трёхкилограммового куска стали, трёхсотграммовый затвор. На самом деле подобные высказывания основаны на широко распространённом, но ошибочном мнении людей о том, что фрезерованная из цельного куска металла деталь прочнее, чем штампованная. Между тем, нынешние достижения в области штамповки и сварки металла позволяют изготовить её без потери качества из листовой стали. Такой штампосварной затвор служить будет не меньше, а стоить в 5-6, а то и в 10 раз дешевле.
Технологическая схема сборки штампосварного затвора
В большинстве известных конструкций самозарядных пистолетов, использующих патроны с дульной энергией более 300 Дж, вес подвижной системы увеличивается за счёт присоединения к затвору ствола. Так без увеличения веса затвора, а значит, и пистолета, удаётся удерживать скорость отката в допустимых пределах — 4-6 м/с. Если скорость будет больше, есть риск разрушения пистолета, если меньше — возможны задержки при стрельбе в затруднённых условиях — мороз, грязь, стрельба круто вверх или вниз. Это значит, что чем быстрее откат, тем надёжней и жёстче работает автоматика и, увы, короче срок службы оружия.

Здесь следует заметить, что ни один «сцепленный» пистолет не может сравниться по надёжности с оружием со свободным затвором. Причина в сложности конструкции и наличии больших площадей прилегания и трения. Для замыкания ствола необходимо полностью дослать патрон в патронник. Даже при незначительном загрязнении и недосыле патрона, систему клинит. В тоже время свободный затвор обеспечит выстрел даже при сильном загрязнении и недоходе системы до 2 мм, а прилегают друг к другу в нём только венчик затвора и торец ствола.
Таким образом, мне кажется наиболее насущной в области «пистолетостроения» задача, суть которой заключается в создании простого недорогого и эргономичного образца, в котором соединены положительные качества свободного и сцеплённого затворов.
Эта задача может быть решена только созданием конструкции самозарядного пистолета с новым принципом работы автоматики, который я назвал свободным затвором с присоединением ствола. По сути, это повёрнутая на 180 градусов система со сцеплённым затвором и коротким ходом ствола. В результате совместный ход затвора и ствола происходит не в начале отката, а в конце — перед ударом в рамку. Оружие симметрично, а все его детали, кроме ствола и щёчки, имеют форму, обеспечивающую возможность их изготовления из листовой стали и различных профилей.
Деталировка пистолета: 1 — ствол; 2 — мушка; 3 — затвор; 4 — целик; 5 — выбрасыватель; 6 — щёчка; 7 — возвратная пружина; 8 — рамка; 9 — защёлка щёчки; 10 — спусковая скоба; 11— курок; 12 — направляющая; 13— боевая пружина; 14— ось; 15 — спусковой крючок; 16 — магазин
Оружие отличается от наиболее близкого аналога — моего же пистолета образца 2009 г («Оружие», №10/2009), следующими признаками:
— ствол выполнен с двумя упорами, между которыми помещён передний конец спусковой скобы, выполняющей функции пружины ствола, детали для разборки и защёлки магазина;
— направляющая возвратного механизма выполнена с выступом для пальца и шепталом с проточками и с возможностью смещения в продольной и вертикальной плоскостях;
— выбрасыватель гильзовыводного механизма выполнен с эллипсными отверстиями, которыми он надет на цапфы затвора;
— спусковой крючок выполнен с задним выступом для пальца и тремя предохранительными, два из которых помещены в проточках шептала, а третий — напротив выемки в направляющей возвратного механизма;
— курок выполнен с эллипсным отверстием под ось и с выступом, обеспечивающими взаимодействие курка с подавателем магазина и выполнение им функции останова затвора;
— боевая пружина, воздействующая на спусковой крючок, имеет отогнутые вверх концы, которые упираются в ствол, что обеспечивает разгрузку спускового крючка при повороте его вперёд;
— рамка снабжена упорами для ствола и затвора, ограничивающими их откат-накат, на задней стенке колодца для магазина установлена пружинящая защёлка щёчки, с возможностью фиксации ею вкладыша для изменения сечения колодца.
При наличии специальных комплектов стволов и магазинов из пистолета можно стрелять всей гаммой 9 и 7,62-мм патронов с дульной энергией от 300 до 600 Дж и длиной до 35 мм. Гильзовыводной механизм справляется с гильзами и патронами разной длины и выбрасывает их вперёд-вверх.
Несложный расчёт показывает, что для сохранения целости гильз этих патронов во время выстрела, достаточно свободного затвора весом 330 г. На практике можно будет обойтись и более лёгким затвором в 300 г.
Допустим, что на пистолете установлены модули ствола и магазина для стрельбы отечественными патронами 9×21 мм или 9×19 мм, оба они разгоняют пулю до 600 Дж. Произведём выстрел.
Во время выстрела, затвор, весом 330 г работает как свободный. Это значит, что стреляная гильза, к моменту вылета пули из ствола, отойдёт на 2,1 мм, а затвор начнёт откат, со скоростью 9,3 м/с. Такой отход не грозит разрывом гильзы, но скорость отката слишком велика. Продолжая откат, затвор перейдёт за подаваемый на линию досылания патрон и натолкнётся на, стоящий на его пути, подпружиненный вперёд ствол. Вес ствола 140 г, и будучи присоединён к затвору он увеличит вес подвижной системы до 470 г и, соответственно, уменьшит её скорость до 6,6 м/с. С учётом действия возвратной пружины и трения, отход гильзы будет менее 2 мм, а скорость — менее 5 м/с.
После этого ствол и затвор совершат короткий совместный отход, сжимая пружину ствола, в данном случае это 2 мм. Придя в крайнее заднее положение, они ударятся в свои упоры на рамке. Такой удар вполне комфортен и для оружия и для стрелка.
Установим на пистолете ствол и магазин для стрельбы патроном 7,62×25 мм ТТ с дульной энергией 500 Дж.
Во время выстрела его гильза отойдёт на 1,5 мм, что также не грозит её разрывом. Затвор сначала разгонится до 7 м/с, а после присоединения ствола затормозится до 4,9 м/с, а с учётом возвратной пружины до 4 м/с. Ни о каком разрушении оружия не может быть и речи, а стрелок воспримет такую отдачу как мягкую.
Теперь возьмём комплект под патрон 9×18 мм ПМ с энергией пули в 300 Дж. Патрон короткий, и в колодец для магазина придётся установить вкладыш.
На переднем плане — разрез пистолета с досланным патроном и включённым предохранителем, затвор и спуск заблокированы. На заднем — затвор на затворной задержке, функцию которой выполняет поднятый подавателем курок. Внизу — возвратный и ударно-спусковой механизмы
При выстреле, гильза отойдёт на 1,7 мм, а затвор покатится сначала со скоростью 5,8 м/с, а затем 4 м/с. фактически 3 м/с. Для надёжной работы автоматики, такой скорости достаточно, а отдача будет очень комфортной.
Таким образом, надёжность данной системы, обусловлена тем, что затвор сначала выполняет основную работу по перезарядке: извлекает гильзу, сжимает возвратную пружину, преодолевает силы трения, а уже потом отдаёт остатки энергии, если они есть, сначала стволу, а затем и основной массе оружия.
Снаряжённый, с досланным патроном, пистолет совершенно безопасен. Тем не менее оружие снабжено неавтоматическим предохранителем, который включается поворотом спускового крючка вперёд. При этом блокируются затвор, спусковой крючок и курок. Выключается он нажатием на клавишу перед крючком, который после этого, под действием боевой пружины, возвращается в исходное положение. Спусковой крючок выполняет также функции разобщителя и предохранителя при недосланном патроне, в обоих случаях он опускается вниз, освобождая шептало. Выбрасыватель выполняет функцию индикатора досланного патрона, выступая при этом на тыльной стороне затвора. Таким образом, выстрел возможен только при выключенном предохранителе, досланном патроне и полностью нажатом спусковом крючке.
Для неполной разборки следует вынуть магазин и спустить курок, предохраняющий оружие от саморазборки, с боевого взвода. Затем нужно, освободив и опустив задний выступ спусковой скобы, сместить её вниз до упора. После этого достаточно сдвинуть затвор вперёд и отделить его вместе со стволом от рамки. Отделить ствол. Получается всего четыре детали.
В результате неполной разборки пистолета получается четыре крупные детали
Для полной разборки следует далее вытолкнуть ось УСМ и отделить его детали. Затем, вынув и разобрав возвратный механизм, необходимо отделить спусковую скобу и выбрасыватель. Разобрать магазин. Всего будет 17 деталей.
Представленная конструкция, несмотря на простоту и дешевизну, мощна и надёжна, симметрична конструктивно и функционально, интуитивно проста в управлении и безопасна. Она впервые, благодаря новому принципу работы автоматики, реально обеспечивает стрельбу патронами разной мощности и длины, с заменой только ствола и магазина. Её дизайн соответствует современным представлениям о высококлассном оружии.
К сожалению, более подробное описание устройства и работы пистолета займёт много места и поэтому я вынужден рекомендовать читателям и критикам не спешить с выводами, а быть более внимательными к прилагаемым рисункам, на которых можно найти ответы на многие вопросы.

Затвор (часть оружия)

У этого термина существуют и другие значения, см. Затвор.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 2 августа 2018 года.

Продольно-скользящий затвор магазинной винтовки, запираемый поворотом Через окно в ствольной коробки макета пулемёта MG 42 виден затвор в крайне переднем положении, запертый роликами за отростки казённика ствола

Затво́р — в казнозарядном огнестрельном оружии (как артиллерийском, так и в стрелковом и гранатомётном) ключевая часть узла запирания механизма запирания и отпирания канала ствола, а также механизма закрывания и открывания канала ствола, воспринимающая на себя давление пороховых газов при выстреле, как правило передаваемое через донце гильзы.

Также, в стрелковом оружии затвор может тем или иным образом участвовать не только в отпирании и запирании канала ствола, но и в досылании очередного патрона в патронник, производстве выстрела, удалении стреляной гильзы и других операциях, обеспечивающих работу оружия.

В историческом контексте может именоваться также замком, по аналогии с замками кремнёвых и капсюльных ружей. В частности, именно так он именуется во всех наставлениях к пулемёту Максима. Иногда так обозначают лишь те части затвора, которые непосредственно обеспечивают разбитие капсюля патрона для производства выстрела.

Конструкция

вид сверху вид снизу Затвор пистолета Макарова с предохранителем, ударником и выбрасывателем

Затруднительно дать общую характеристику конструкции затвора ввиду огромного многообразия их типов и разновидностей. Все они, тем не менее, в целом сводятся к пяти основным:

  • качающийся затвор;
  • клиновый затвор;
  • крановый затвор;
  • поршневой затвор;
  • скользящий затвор.

Затвор (поворотная боевая личинка затвора) автомата АК74. По бокам видны боевые упоры, на которые осуществляется запирание. Сверху расположен ведущий выступ, взаимодействием которого с фигурным пазом затворной рамы осуществляется поворот затвора для запирания и отпирания канала ствола. Спереди расположена чашечка затвора с подпружиненным выбрасывателем Затворная группа американской винтовки М16 Упрощённая схема функционирования продольно-скользящего затвора, запираемого поворотом, при перезаряжании оружия и производстве выстрела (анимация) Чашечка затвора с выбрасывателем (слева на картинке) и отражателем (справа на картинке) стреляных гильз

Последний тип явно лидирует по частоте применения в современном стрелковом оружии, поэтому его устройство и действие будут рассмотрены в данной статье подробнее.

Скользящий (продольно-скользящий) затвор представляет собой деталь возвратно-поступательного движения, в крайне переднем положении подпирающую сзади казённый срез ствола и обеспечивающую открывание и закрывание его (ствола) канала за счёт своего прямолинейного поступательного движения вдоль его оси (вперёд-назад).

Для производства выстрела продольно-скользящий затвор обычно сцепляется со стволом (запирается), обеспечивая запирание канала ствола. Для его сцепления со стволом используется специальный механизм оружия — механизм запирания и отпирания канала ствола, причём для самого сцепления и расцепления может использоваться какое-либо движение самого затвора, например поворот или перекос целиком или отдельной частью.

Процесс сцепления затвора (или его боевой личинки) со стволом (ствольной коробкой) с целью закрывания и запирания канала ствола называется запиранием затвора, а расцепление — отпиранием. Запирание может осуществляться различными способами — различают клиновое запирание, запирание перекосом затвора, запирание боевыми упорами, запирание поворотом затвора, рычажное запирание, кривошипно-шатунное запирание, роликовое запирание, запирание перекосом ствола, запирание пороховыми газами и иные типы. Иногда сюда же относят и так называемые запирание свободным затвором и запирание полусвободным затвором, хотя в этих случаях жёсткое сцепление затвора со стволом по сути отсутствует, затвор просто прижимается к казённому срезу ствола силой возвратной пружины, а его отход при выстреле так или иначе замедляется.

Запирание может осуществляться при неподвижном стволе и подвижном затворе; при подвижном стволе и подвижном затворе; при подвижном стволе и неподвижном затворе.

В итоге, последовательность операций, производимых каждый раз для перезаряжания стрелкового оружия с продольно-скользящим затвором и производства выстрела, включает в себя в общем случае:

  • Закрывание канала ствола, достигаемое подпиранием его с казённого среза пришедшим в крайне переднее положение затвором;
  • Запирание затвора и достигаемое им запирание канала ствола, то есть, сцепление затвора со стволом (или жёстко с ним связанной ствольной коробкой) с целью предотвращения его самопроизвольного отхода назад под давлением пороховых газов во время выстрела;
  • Производство выстрела, запертый затвор при этом удерживается у казённого среза ствола и продолжает осуществлять закрывание и запирание его канала;
  • После выстрела осуществляется отпирание затвора, то есть, расцепление его со стволом, соответственно, отпирание канала ствола;
  • Расцепленный со стволом затвор теперь может отойти назад, осуществляя открывание канала ствола, то есть, открывая к нему доступ для осуществления перезаряжания.

В неавтоматическом оружии все эти операции осуществляет стрелок вручную за счёт своей мускульной силы. В полуавтоматическом оружии часть из них (как правило — отпирание затвора и открывание канала ствола) автоматизирована. В автоматическом оружии все вышеперечисленные операции осуществляются автоматикой перезаряжания, работающей за счёт так или иначе осуществляемого использования части энергии пороховых газов. В механизированном автоматическом оружии все эти операции также осуществляются механизмами, но имеющими привод не от части энергии пороховых газов, а от внешнего источника энергии.

По последовательности выполнения вышеуказанных операций различают два основных принципа стрельбы:

  • С открытого затвора. Перед выстрелом канал ствола открыт, затвор в крайнем заднем положении. Когда стрелок производит выстрел, происходит закрывание канала ствола (зачастую с подачей патрона) и (почти) одновременно произовдится выстрел. После выстрела затвор отходит назад и открывает канал ствола (и выбрасывает гильзу). Оружие готово к следующему выстрелу.
  • С закрытого затвора. Перед выстрелом канал ствола закрыт и заперт, затвор в крайнем переднем положении. Стрелок производит выстрел. После выстрела происходит отпирание и открытие канала ствола (и выброс гильзы), затвор приходит в крайнее заднее положение. Затвор возвращается в переднее положение, подавая новый патрон, закрывает и запирает канал ствола. Оружие готово к следующему выстрелу.

Стрельба с открытого затвора обычно используется в автоматическом оружии, в котором для работы автоматики используется отдача ствола и/или энергия воздействующих непосредственно на затвор пороховых газов (оружие с свободным и полусвободным затвором). В таком оружии операции по запиранию и отпиранию затвора не осуществляются, а вместо жёсткого сцепления его со стволом так или иначе производится торможение его отхода назад во время выстрела, пока пуля не покинет канал ствола.

Часть затвора, непосредственно прикрывающая канал ствола с казённой части, называется остов затвора. Элементы затвора, непосредственно воспринимающие давление пороховых газов при выстреле, называются боевыми — боевая личинка, боевые упоры.

В передней части затвора имеется обычно углубление — чашечка затвора — служащее для помещения основания (шляпки) гильзы, как правило удерживаемой от выпадения экстрактором. Дно чашечки — зеркало затвора, а её кольцевая часть называется венчик чашечки. Зазор между зеркалом затвора и наружной поверхностью дна гильзы — зеркальный зазор. Часть затвора, служащая для подачи патрона в патронник, называется досылателем, или гребнем затвора.

В современном автоматическом стрелковом оружии части затвора могут иметь свои, специфические обозначения. Например, в автомате Калашникова затвором именуется только деталь, непосредственно осуществляющая запирание, и, соответственно, по сути являющаяся поворотной боевой личинкой затвора. Остальная же часть затвора именуется затворной рамой. Аналогичная терминология часто используется и по отношению к иному оружию, в котором запирание канала ствола осуществляется за счёт поворота или перекоса одной из частей затвора. Однако, например, в Наставлении по стрелковому делу от 1954 года, описывающем самозарядный карабин Симонова, используется иная терминология: затвором именуется вся совокупность подвижных частей оружия, при этом в нём выделяются остов (деталь, непосредственно прикрывающая казённый срез ствола и осуществляющая запирание его канала перекосом вниз) и стебель (деталь, по назначению аналогичная затворной раме АК).

> Примечания

  1. В ряде случаев продольно-скользящий затвор может двигаться и под небольшим (в несколько градусов) углом к оси ствола.
  • Большая советская энциклопедия : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Для улучшения этой статьи желательно:

  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

В другом языковом разделе есть более полная статья Breechblock (англ.). Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода.
При этом, для соблюдения правил атрибуции, следует установить шаблон {{переведённая статья}} на страницу обсуждения, либо указать ссылку на статью-источник в комментарии к правке.

Словари и энциклопедии

  • Выбрасыватель
  • Отражатель

Основные механизмы стрелкового оружия
Механизмы открывания и
закрывания канала ствола
Механизмы запирания и
отпирания канала ствола

Магазинная подача Ленточная подача Механизмы подачи патронов в патронник
Механизм удаления гильз (патронов) Основные детали

Виды ударно-спусковых механизмов Основные детали

Принципы действия, способы запирания и затворные механизмы автоматического оружия

1. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ

В современном стрелковом оружии общий принцип дейст­вия механизмов можно описать следующим образом: освобождение фиксатора и отделение затвора от ствола; дальнейшее движение затвора назад при одновремен­ном изъятии гильзы из патронника и выброс ее из оружия (при этом затор отводится до конечного положении и наводит ударный механизм); движение затвора вперед под действием возвратной пружины с одновременным захватом следующего патрона и подачей его в патронник: запирание ствола затвором и захват патрона выбрасы­вателем гильз; освобождение ударного механизма с помощью спус­кового устройства (при этом боек ударяет по капсюлю и воспламеняет горючее вещество); выстрел.

Далее весь цикл повторяется.

Представленный здесь в упрощенном виде принцип дейст­вия характерен для всех видов стрелкового оружия. Но все же имеются существенные различия в способах запирания, рабо­те отдельных механизмов и принципах действия автоматики. По степени автоматизации стрелковое оружие подразделяют на автоматическое и неавтоматическое оружие. Используя неавтоматическое оружие, стрелок должен выполнять опи­санные выше операции вручную. В автоматическом оружии для этого используется энергия пороховых газов, высвобождаемая при выстреле.

Все автоматическое оружие по способу использование энергии пороховых газов подразделяют на две группы: оружие, в котором автоматическое действие достигает­ся путем использования энергии отдачи, возникающей при выстреле; оружие, в котором автоматика приводится в действие давлением пороховых газов.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ, ПРИВОДИМОЕ В ДЕЙСТВИЕ ЭНЕРГИЕЙ ОТДАЧИ

К этой группе относится как оружие, где энергия отдачи воздействует непосредственно на затвор, при вода тем самым в действие автоматику, так и оружие, где механизмы автома­тики связаны с подвижным стволом.

ОРУЖИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТДАЧИ ЗАТВОРА

В таком оружии ствол жестко соединен с корпусом. При этом различают оружие со свободным затвором и ору­жие с полусвободным (заторможенным) затвором.В оружии со свободном затвором последний при стрель­бе не связан со стволом, а только прижимается к нему с по­мощью возвратной пружины. Для того чтобы эта система с очень простой автоматикой функционировала безотказно, необходим достаточно массивный затвор и патрон с короткой гильзой, а давление пороховых газов при использовании та­кого патрона должно быть относительно небольшим, чтобы появилась возможность применения более коротких затворных систем.

Как только при выстреле в стволе поднимается давление газа, начинается откат затвора вместе с гильзой. За то вре­мя, которое пуля проходит по стволу, затвор сдвигается все­го на 1-2 мм со скоростью от 4 до 6 м/с. Этого начально­го импульса достаточно, чтобы отвести затвор в крайнее заднее положение даже после того, как пуля покинула ствол. При этом сжимается возвратная пружина, которая снова возвращает затвор в переднее положение. В это время из магазина в патронник поступает следующий патрон, кото­рый воспламеняется при взаимодействии со спусковой си­стемой.

Оружие с полусвободным (заторможенным) затвором дей­ствует по такому же принципу, но затвор в нем имеет меньшую массу и связан с корпусом подвижным элементом, который уменьшает его скорость. Полусвободные затворы иногда при­меняются в случаях, когда темп стрельбы данного оружия по техническим требованиям не должен быть высоким.

В оружии с обеими типами затворов не рекомендуется ис­пользование винтовочных патронов, так как в этом случае из-за повышенного давления пороговых газов скорость затвора становится слишком большой.

ОРУЖИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТДАЧИ СТВОЛА

К конструкциям с подвижным стволом относится оружие с длинным ходом и оружие с коротким ходом ствола.

В оружии с длинным ходом ствол и затвор перед выстрелом связаны друг с другом и находятся в переднем положении под действием возвратной пружины. После выстрела ствол и за­твор, сначала под давлением пороховых газов, а затем под воздействием силы инерции, скользят назад и при этом сжи­мают возвратную пружину. После удара о заднюю стенку не­значительного скольжения вперед затвор, удерживаемый спусковым механизмом, закрепляется в заднем положении. Ствол же под действием возвратной пружины возвращается в перед­нее положение, при этом гильза с помощью выбрасывателя из­влекается из патронника и выбрасывается из оружия. Затвор двигается вперед, подает в патронник следующий патрон и за­пирает ствол. Орудие готово к следующему выстрелу.

Для систем с длинным ходом ствола характерна низкая скорость стрельбы. Причинами этого являются относительно большая масса подвижных частей и поочередное движение вперед ствола и затвора. Движение тяжелых частей, а также удары при их фиксации в переднем и заднем положении вызывают значительные колебания оружия, что отрицательно ска­зывается на плотности стрельбы, поэтому такие конструкции используются достаточно редко.

В оружии с коротким ходом ствола затвор отпирается уже после непродолжительного движения ствола. Для того чтобы в достаточной мере ускорить движение затвора после отпи­рания ствола, в механизм встраивают так называемые ускорители.

Автоматика в таком оружии работает чрезвычайно надеж­но и обеспечивает высокую скорость стрельбы при незначи­тельной отдаче. По этой причине такая конструкция широко ис­пользуется в станковых и крупнокалиберных пулеметах.

ОРУЖИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ, ОТВОДИМЫХ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ В СТЕНКЕ СТВОЛА

Стрелковое оружие этой системы имеет просверленное в стенке ствола отверстие (газовое отверстие). Когда пуля в стволе проходит газовое отверстие, через него часть поро­ховых газов попадает в газовую камору и давит на торцевую поверхность газового поршня, который отходит назад и воздей­ствует на направляющий механизм затвора.

После непродолжительного свободного движения направ­ляющего механизма на З-6 мм, он отпирает затвор и отводит его в заднее положение. При этом выбрасывается стреляная гильза и сжимается возвратная пружина. Из крайнего задне­го положения затвор под действием возвратной пружины на­чинает движение вперед, захватывает следующий патрон, подает его в патронник и запирает ствол. Механизмы подобно­го типа могут иметь следующие конструктивные различия:

— система с фиксированным соединением между газо­вым поршнем и направляющим механизмом затвора (дли иным поршневым ходом);

— система со свободным соединением (коротким поршне­вым ходом):

— система без газового поршня.

Наиболее широко распространены системы с длинным поршневым ходом. По этому принципу действует часть автоматов и автоматических винтовок, а также почти все современные пу­леметы.

Если необходимо зарядить оружие обоймой, тогда ис­пользуют свободную связь между направляющим механиз­мом затвора и газовым поршнем. В устройствах с коротким поршневым ходом газовый поршень с помощью толкателя пе­реносит кинетическую энергию на направляющий механизм, а затем под влиянием пружины толкателя возвращается в исходное положение. При этом газовый поршень движется толь­ко в пределах небольшого отрезка.

В устройстве без газового поршня пороховые газы через тонкое газовое отверстие воздействуют непосредственно на основание затвора, который при этом движется назад и приводит в действие механизм автоматики. Оружие этого типа характеризуется простотой конструкции и возможностью регу­лировать давление газа, воздействующего на подвижные ча­сти. По этому принципу сконструировано очень много видов стрелкового оружия.

2. СПОСОБЫ ЗАПИРАНИЯ

Под запиранием ствола понимают процесс соединения и затвора перед выстрелом. В целом к механизму за­пирания относятся ствол, затвор и корпус. Во время выстрела эти детали подвергаются большим динамическим нагрузкам и воздействию высоких температур.

В стрелковом оружии используют следующие способы запирания, зависящие от соответствующей конструкции:

— перекосом затвора,

— вращающимся затвором,

— вращающейся головкой затвора или муфтой,

— боевыми выступами,

— с помощью клина (шпонки),

— роликовом затвором.

Наименьшая группа запирающих частей задействована при использовании вращающегося затвора, вращающейся головки или муфты затвора. Конструктивно запирание вра­щением затвора или головки затвора является наиболее приемлемым. Поэтому этот метод запирания используется во мно­гих видах оружия.
Также при использовании предохранительных клапанов промежутки времени между запираниями достаточно вели­ки. Но поскольку затвор с предохранительными клапанами имеет относительно простую конструкцию, современное оружие нередко оснащено этим типом затвора.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАПИРАНИЯ И ОТПИРАНИЯ ЗАТВОРА

С помощью этих устройств затвор и ствол соединяются перед выстрелом и снова разъединяются после него. Запира­ние и отпирание затвора осуществляется в очень короткие промежутки времени, при высокой скорости движения час­тей затвора и под давлением пороховых газов, поэтому трение между отдельными подвижными частями достаточно ве­лико. Для уменьшения их износа применяют особые техниче­ские меры.

Устройства для запирания и отпирания затвора являются специальной группой механизмов автоматического оружия. В книге мы подробно рассматриваем лишь наиболее распро­страненные конструкции, в которых для запирания и отпира­ния ствольного отверстия используется скользящее движе­ние затвора в направлении основной оси.

В зависимости от вида отпирании (запирания)эти устрой­ства подразделяются на:

— устройства с самооткрывающимся затвором;

— устройства с частично вынужденным отпиранием;

— устройства с вынужденным отпиранием.

К устройствам с самооткрывающимся затвором относятся конструкции, в которых пороховые газы воздействуют на ос­нование гильзы и затвор и автоматика которых работает по принципу заторможенного затвора. В таких системах осуществ­ляется торможение отпирания и запирания в период макси­мального давления пороховых газов.

Таким образом, кинетическая энергия затвора уменьша­ется при его движении в заднее положение Выход гильзы из патронника замедляется в период максимального давления пороховых газов. Тем самым предотвращается разрыв гильзы. Самоотпирающиеся затворы способствуют созданию простых конструкций оружия и позволяют использовать мощные патро­ны, для которых непригоден свободный затвор.

В случае частично вынужденного запирания давление по­роховых газов также переносится на затвор, но отпирание за­твора во время максимального давления паролевых газов ограничено движением автоматических частей. Тем самым за­медляется движение затвора по отношению к стволу, а также уменьшается скорость извлечения гильзы. По причине слож­ности конструкции такие системы отпирания практически не ис­пользуются.

В современном автоматическом стрелковом оружии ча­ще всего используются системы вынужденного отпирания. От­пирание затвора осуществляется здесь за счет использования кинетической энергии подвижных частей автоматики. Разли­чают системы с ранним и поздним отпиранием затвора. Раннее отпирание завершается на том этапе, когда дав­ление газа в стволе еще относительно высоко. Оно воздейст­вует на затвор через гильзу и используется для функциониро­вания автоматики. При раннем отпирании значительная часть кинетической энергии переносится непосредственно на за­твор. При этом уменьшается сила, воздействующая на звенья механизмов. В этом отношении раннее отпирание является более приемлемым конструктивным вариантом. Кроме то­го, достигается высокая скорострельность, обусловленная более высокой скоростью движения отдельных частей автоматики. С другой стороны, высокая скорость экстракции гильз в этих системах делает невозможным использование более мощных патронов и предполагает целый ряд специальных технических мер, позволяющих уменьшить силу, с которой выбрасываются гильзы. Кроме того, при раннем отпирании следует учитывать возможность разрыва гильз. Такие недо­статки существенно сокращают диапазон применения конструкции этого типа. Но, несмотря на это, она используется в особенности в скорострельном оружии, где с более сложной конструкцией соглашаются в интересах высокого темпа стрельбы.

Позднее отпирание происходит при относительно низком давлении газа в стволе, которое практически не имеет значе­нии для функционирования автоматики, а кинетическая энергия переносится на затвор либо через газовый поршень, либо через ускоряющее устройство (система с коротким откатом ствола). В целом при этом возникают большие усилия в звень­ях механизма, что оказывает отрицательное воздействие, как на долговечность частей, так и на плотность стрельбы.

К устройствам с вынужденным отпиранием относятся: устройства с запиранием клином; устройства с запиранием перекосом затвора; устройства с запиранием боевыми упорами или рычагом; устройства с вращающимся стержнем рукоятки; устройства с вращающимся затвором или стволом;

устройства с вращающейся головкой затвора или муфтой.

При запирании клином, с помощью наклонных положе­ний затвора или ствола, рычага или вращающегося стержня рукоятки необходим (в зависимости от конструкции) боль­шой промежуток времени между запираниями. Следствием этого может быть пластическая деформация частей или раз­рыв гильзы при выстреле. Поэтому такие устройства запирания, несмотря на простои их конструкции, используются все реже. При запирании наклонным положением ствола неиз­бежно воздействие большой силы трения, которая приводит к повышенном износу и торможению движения скользящих частей. Для смягчения ударов, возникающих в деталях ме­ханизма, и уменьшении их износа в некоторых типах оружия используют специальные амортизаторы (пружины или пластмассовые прокладки).

Наверное, самым приемлемым в настоящее время устрой­ством вынужденного запирания является вращающийся за­твор, используемый в стрелковом оружии Калашникова. Уст­ройства такого типа, очень простые по конструкции и облада­ющие высокой надежностью, делают возможным запирание через непродолжительные промежутки времени и, прежде всего, подходят для использования в газо-зарядном оружии. Авто­матическое стрелковое оружие с коротким откатом ствола преимущественно оснащают затворами с вращающейся го­ловкой или муфтой.

3. ЗАТВОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Среди множества, типов затворных механизмов, в зави­симости от вида движения затвора, можно выделить сле­дующие: механизмы со скользящим (цилиндрическим) за­твором;

механизмы с вращающимся затвором; механизмы со скользящим стволом.

МЕХАНИЗМЫ СО СКОЛЬЗЯЩИМ ЗАТВОРОМ

Чаще всего стрелковое оружие оснащено именно такими механизмами. Отпирание и запирание ствольного начала про­исходит при возвратно- поступательном движении затвора вдоль оси ствола. Движение затвора зачастую используется для приведения в движение всех основных механизмов и ус­тройств оружия. По этой причине затвор часто называют дви­жущей частью оружейной автоматики.

Механизмы для запирания и отпирания ствольного канала скользящим (цилиндрическим) затвором

Чтобы обеспечить равномерную работу всех механизмов «устройств оружия, движение затвора при запирании и отпи­рании ствольного канала должно быть как можно равномернее, без значительных ускорений. При заряжании скользя­щий затвор проходит относительно длинный обратный путь в краткий промежуток времени. Но если масса затвора и его ускорение сравнительно велики, то на части затвора воздей­ствуют слишком большие динамические на грузки (удары). По­этому затвор должен быть как можно легче, а расстояние, про­ходимое им при отпирании и запирании ствольного канала, как можно короче. Чем короче расстояние, тем равномернее работает автоматика оружия.

При движении затвора на его поверхности неизбежно в большей или меньшей степени действует сила трения, поэто­му соприкасающиеся поверхности должны быть выполнены та­ким образом, чтобы сила трения оставалась небольшой и не увеличивалась из-за пыли и смазки, а затвор при движении получал кинетическую энергию, значительно превышающую си­лу трения.

Еще одним очень существенным компонентом является фактор времени. Для запирания или отпирания затвором ствольного канала нужна большая часть времени, предназначенного для автоматического цикла выстрела. Поэтому движе­ние затвора должно быть точно согласовано с требуемым тем­пом стрельбы.

МЕХАНИЗМЫ С КАЧАЮЩИМСЯ ЗАТВОРОМ

В этом устройстве ствольный канал запирается и отпирается с помощью затвора, качающегося вокруг оси, перпенди­кулярной ствольному каналу. Затвор этого типа имеет очень ко­роткий ход и незначительное ускорение при более равномерном движении, но его кинетической энергии недостаточно, чтобы обеспечить работу других механизмов и устройств автоматики. Для этого нужны дополнительные движущие элемен­ты, например подвижный ствол, что, приводит к усложнению конструкции. По этой причине автоматическое оружие немалого калибра редко оснащают затвором такого типа.

МЕХАНИЗМЫ СО СКОЛЬЗЯЩИМ СТВОЛОМ

Если в оружии в качестве основного движущего элемента используется ствол, тогда можно вообще отказаться от за­твора, что существенно уменьшает размеры оружия. Тем не менее, при движении ствола, из-за его большой массы, при стрельбе возникают сильные толчки, которые отрицатель­но влияют на плотность стрельбы. Эти недостатки значитель­но ограничили использование механизмов такого типа.

В со­временном стрелковом оружии широко применяются комби­нированные механизмы, где скользящий ствол используется совместно с подвижным затвором.

В целом конструкции затворных механизмов выбираются в зависимости от принципа действия данного оружия. В газозарядных устройствах энергии пороховых газов воздействует через газовый поршень непосредственно на направляющий механизм затвора, таким образом, на него переносится часть полученной кинетической энергии. В устройствах с использо­ванием энергии отдачи пороховые газы через гильзу патрона воздействуют непосредственно на затвор. В автоматическом оружии со скользящим стволом работа механизмов, осуще­ствляется с помощью его кинетической энергии, полученной при отдаче.