Затвор (часть оружия). Что такое затвор пистолета


Свободный затвор - это... Что такое 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 счет 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-пулеметах: 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 и на донце гильзы, последняя составляющая передаётся затвору. Так как затвор и пуля имеют различную массу, они движутся при этом с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.

Параметры системы 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, а также допускает стрельбу исключительно с открытого затвора, что не всегда приемлемо. 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.

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 — сырую 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. 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 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. Эта сила имеет 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.

Первые две составляющие пренебрежимо малы по сравнению с последней[1].

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

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:

где:  — внутренний диаметр гильзы;  — наружный диаметр гильзы;  — длина корпуса гильзы.

Из этой формулы видно, что если длина гильзы превосходит некоторую предельную величину, 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:

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола.

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

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола;  — масса порохового заряда в патроне.

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

где:  — масса подвижных частей в фунтах;  — масса пули в фунтах;  — скорость пули в футах в секунду;  — диаметр зеркала затвора в дюймах;  — 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 пуля успевала 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

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

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.).

dic.academic.ru

затвор пистолета - это... Что такое затвор пистолета?

 затвор пистолета

1) Military: pistol slide

Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.

  • затвор орудия
  • затвор плавающей крыши

Смотреть что такое "затвор пистолета" в других словарях:

  • 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 …   Википедия

  • Полусвободный затвор — В пулемёте Шварцлозе перераспределение энергии отдачи между передней и задней частями затвора достигалось за счёт системы связывающих их рычагов  закреплённого на остове затвора шатуна и к …   Википедия

  • Рамка пистолета — Пистолет M1911. Рамка  поз. 34 …   Википедия

  • Ярыгин ПЯ, (Грач) —         Пистолет Ярыгина ПЯ (МР 443 Грач ) (Россия) серийный пистолет Ярыгина ПЯ, вид слева Пистолет Ярыгина ПЯ, вид справа. Обратите внимание на двусторонний рычажок предохранителя, находящийся в положении огонь . Пистолет Ярыгина ПЯ, по… …   Энциклопедия стрелкового оружия

  • МР-446 Викинг — пистолет МР 446 Викинг , вид слева пистолет МР 446 Викинг , вид справа пистолет МР 446 Викинг , неполная разборка УСМ: двойного действия Калибр: 9x19 Luger / Parabellum Вес без патронов: 830 г Длина: 198 мм Длина ствола: 112 мм Емкость магазина:… …   Энциклопедия стрелкового оружия

  • Steyr GB — вид в разрезе УСМ: двойного действия Калибр: 9x19mm Luger/Parabellum Вес: 845 г без патронов; 1285 г заряженный Длина: 216 мм Длина ствола: 136 мм Емкость магазина: 18 патронов         Пистолет Steyr GB был разработан компанией Штайр Манлихер АГ …   Энциклопедия стрелкового оружия

  • FN Browning M1910 и M1922 —         FN Browning 1910, 1922 и 380 (Бельгия) Browning model 1910 Browning model 1922 Browning model 380, гравированная модель Ренессанс (вариант модели 1922 года, выпуска после 1971 года, предназначенный для экспорта в США) Browning model 1922 …   Энциклопедия стрелкового оружия

  • Кедр (пистолет пулемёт) — Пистолет пулемет КЕДР Тип: Пистолет пулемёт Страна: Россия История службы: Годы эксплуатации: с 1994 по настоящее время История производства: Конструктор: Евгений Драгунов Разработан: начало 1990 х Пр …   Википедия

  • Кедр (пистолет-пулемёт) — Пистолет пулемет КЕДР Тип: Пистолет пулемёт Страна: Россия История службы: Годы эксплуатации: с 1994 по настоящее время История производства: Конструктор: Евгений Драгунов Разработан: начало 1990 х Пр …   Википедия

  • ПП-91 «Кедр» — Тип: пистолет пулемёт Страна:  Россия История службы: Годы эксплуатации …   Википедия

  • Beretta 1934 —          Пистолет Beretta model 34 / 1934 и model 35 / 1935 (Италия) Пистолет Beretta модель 34 / 1934 Пистолет Beretta модель 34 Пистолет Beretta модель 34, неполная разборка Пистолет Beretta модель 35 Характеристики         Пистолет Beretta… …   Энциклопедия стрелкового оружия

universal_ru_en.academic.ru

Полусвободный затвор - это... Что такое Полусвободный затвор?

В пулемёте Шварцлозе перераспределение энергии отдачи между передней и задней частями затвора достигалось за счёт системы связывающих их рычагов — закреплённого на остове затвора шатуна и кривошипа, связанного со ствольной коробкой (коробом) пулемёта через ось в точке А. Автоматика HK G3 и HK MP5, использующая полусвободный затвор с торможением вертикальными роликами, также основана на перераспределении энергии между двумя частями затвора. Действие полусвободного затвора Блиша, использовавшегося в пистолете-пулемёте Томпсона, было основано на повышенном трении, возникающем между бронзовым вкладышем затвора в виде буквы Н и наклонными пазами в стенках ствольной коробки, в которые входили его боковые отростки.

Полусвободный затвор, или торможённый затвор — продольно-скользящий затвор, не сцепленный с неподвижным стволом во время выстрела, отход которого назад при выстреле замедляется за счёт особого его устройства.

Отдача полусвободного затвора — принцип действия автоматики перезаряжания огнестрельного оружия, основанный на использовании энергии отдачи полусвободного завтора. Относится к типу оружия, автоматика перезаряжания которого работает за счёт использования энергии отдачи затвора.

Системы с полусвободными затворами занимают промежуточное положение между свободным затвором и затвором, жёстко запираемым во время выстрела. Действие системы должно быть просчитано таким образом, чтобы движение затвора замедлялось до момента падения давления газа в стволе до безопасного уровня. В противном случае произойдет преждевременное отпирание затвора и давление газов разорвет гильзу, что может привести к поломке или временному выходу из строя оружия и травме стрелка.

Полусвободный затвор конструктивно и технологически существенно более сложен по сравнению со свободным (но все таки несколько проще, чем системы с использованием отдачи ствола или газоотводной автоматикой), зато при той же массе позволяет применить более мощный патрон, либо, наоборот, при использовании того же патрона облегчить затвор относительно свободного, что позволяет снизить массу оружия в целом, повысить показатели кучности стрельбы.

Применение полусвободного затвора при использовании в оружии пистолетных патронов в большинстве случаев не оправдано ввиду его повышенной сложности, а при таких мощных патронах, как винтовочные, он уже не обеспечивает надёжного действия автоматики оружия. Рационально, видимо, его применение в оружии под автоматные патроны «промежуточной» мощности, однако в этом классе исторически уже господствует газоотводная автоматика, что существенно ограничивает применимость полусвободных затворов в данном типе оружия. Наиболее оправданным случаем использования полусвободного затвора можно считать оружие под пистолетные патроны сравнительно высокой мощности, наподобие 9×25 мм Mauser Export или 7,62×25 мм ТТ, .45 АСР, широко использовавшихся в пистолетах пулемётах. Также иногда полусвободный затвор используется в целях снижения излишне высокого темпа стрельбы оружия.

Принцип действия

В большинстве случаев, принцип действия полусвободного затвора заключается в том, что он состоит из двух частей, так или иначе связанных между собой таким образом, что при выстреле кинетическая энергия отдачи, получаемая его передней, непосредственно прилегающей к казённому срезу ствола, частью, посредством этой связи передаётся задней части затвора. Задняя часть затвора (обычно называемая затворной рамой) начинается двигаться быстрее, чем передняя, работая накопителем энергии, а передняя его часть (остов или боевая личинка затвора) за счёт перераспределения энергии от неё к накопителю, соответственно, тормозится, этим замедляя выход гильзы из патронника.

Для такого перераспределения энергии между частями затвора могут использоваться рычаг или система рычагов (пулемёт Шварцлозе, пистолет-пулемёт Кирали, FAMAS, автомат Барышева и другие), ролики (CETME, HK G3, HK MP5, SIG SG 510 и другие) и иные приспособления.

Также, к полусвободным часто относят затворы, торможение которых достигается так или иначе за счёт возникновения повышенного трения между затвором и внутренней поверхностью ствольной коробки (так называемый фрикционный затвор; примеры использования — пистолет-пулемёт Томпсона, пистолет-пулемёт Рейзинга, пистолет Шёрбергера 1892 года и другие) или сопротивления какого-либо механизма, находящегося вблизи мёртвой точки (например, пары связанных рычагов или маховика), а иногда — и оружие, в котором движение затвора тормозится давлением пороховых газов, отведенных из ствола (Volkssturmgewehr 1-5, Heckler und Koch P-7), либо использованием любых иных, позволяющих достичь этого, принципов. Однако иногда эти системы выделяют в отдельный тип затворов с замедленным отходом.

Так как экстракция в системах с полусвободным затвором происходит при сравнительно высоком давлении в патроннике и, соответственно, высоком трении гильзы о стенки патронника, для уменьшения трения между стенками патронника и гильзой, облегчения её выхода из патронника и предотвращения разрыва в них часто применяются продольные канавки на стенках патронника, так называемые канавки Ревелли (не путать с поперечными или спиральными насечками в патроннике, которые иногда используются в системах со свободным затвором и, напротив, замедляют отход назад гильзы и затвора).

Например, у FAMAS в патроннике имеются 16 продольных канавок длиной 44 мм. Канавки подают пороховые газы в пространство между гильзой и стенками патронника. Они могут доходить до конца патронника или до его середины, так как стенки гильзы у основания обычно толще, чем у дульца, поэтому вероятность её разрыва там меньше.

На ранних системах, не имевших таких канавок, иногда с той же целью — облегчение экстракции при высоком давлении пороховых газов и предотвращение разрыва гильзы — применялась обильная смазка патронов воском или густой смазкой.

Системы

Система Шварцлозе

Схематическое изображение затвора пулемёта Шварцлозе.

Замедление отпирания в системе Шварцлозе осуществлялось сразу двумя способами — сопротивлением пары шарнирно сочленённых рычагов и перераспределением энергии отдачи между двумя частями затвора. Пара рычагов — шатун, соединённый с массивным остовом затвора, и кривошип, связанный с коробом — находилась в переднем положении вблизи мёртвой точки. Ударный механизм включал ударник с бойком, скользивший в канале остова затвора, надетую на хвост ударника тарель с гребнем и укреплённую на тарели лодыжку.[1]

Система Блиша

Затвор Блиша.

Между затвором Блиша и стенками ствольной коробки имелся бронзовый вкладыш, скользящий по двум пазам-направляющим под углом около 70° к оси ствола. Бронза по стали скользит легко, и перемещению затвора рукой вкладыш не мешает — выскальзывает и освобождает затвор. Но при очень высоком давлении коэффициент трения растёт. Поэтому при выстреле, когда усилие на вкладыше растёт скачком, он заклинивается и удерживает затвор, пока давление не спадёт.

Ряд авторов утверждает, что вкладыш-замедлитель в данной конструкции по сути не работал, либо оказывал на её работу лишь небольшое влияние, что отчасти подтверждается тем фактом, что поздние армейские модификации «Томпсона» — М1 и М1А1 — его вовсе не имели, что не повлияло на их работоспособность. Кроме того, при неправильной (вверх ногами) установке вкладыша при сборке оружие не работало.

Система Рейзинга

Устройство ПП Рейзинга. Затвор в крайне переднем положении, перекошен вверх.

Использовалась в пистолетах-пулемёте Reising M50 / M55. Не следует путать эту систему с теми, в которых перекосом осуществляется жёсткое запирание затвора (СКС, StG 44 и другие).

Принцип действия заключается в использовании перекоса затвора вверх на небольшой угол. После прихода в крайне переднее положение затвор входит своей тыльной (задней) частью в наклонный скос на внутренней поверхности ствольной коробки. При выстреле его отход замедляется до тех пор, пока задний торец затвора полностью не не выйдет из скоса.

Система оказалась малоэффективна и, к тому же, склонна к отказам при загрязнении скоса пылью и пороховым нагаром.

Система Кирали

Оригинальная система Кирали. Рычаг-ускоритель также используется в роли курка, ударяющего по бойку после прихода затворной рамы в крайне переднее положение. Затвор штурмовой винтовки FAMAS.

Использует рычажный замедлитель отхода боевой личинки затвора. Затвор состоит из двух частей, энергия отдачи перераспределяется от передней части к задней за счёт связывающего их передаточного рычага (ускорителя), взаимодействующего со специальным выступом затворной коробки. При этом передняя часть затвора тормозится, а задняя — напротив, отходит назад ускоренно.

Разработана Паулем Кирали (Pál Király) в 1930-х годах, впервые применена на разработанном им пистолете-пулемёте Kiraly 39.M. Впоследствии применена в конструкции доминиканского карабина San Cristobal, французских пулемёте AA-52 и автомате («штурмовой винтовке») FAMAS, а также многих других образцах. В СССР по схеме Кирали был создан целый ряд образцов конструкторами Г. А. Коробовым (ТКБ-454, ТКБ-517) и, в существенно модифицированном виде, А. Барышевым (автомат Барышева).

Система Энда

Устройство SIG MKMS.

Использовалась в швейцарском пистолете-пулемёте SIG MKMS системы Готтарда Энда. Отчасти напоминает систему Кирали, — собственно говоря, сам Кирали также принимал участие в её разработке.

Затвор в этой системе также разделён на две части, между которыми при выстреле происходит перераспределение энергии отдачи. Отличие заключается в том, что вместо рычага это осуществляется за счёт перекоса боевой личинки затвора вверх, торец которой благодаря особой форме сам играет роль рычага-ускорителя, взаимодействуя с уступом на ствольной коробке.

Система с роликовым торможением (Форгримлера)

Автоматика HK G3 и HK MP5 использует полусвободный затвор с торможением вертикальными роликами.

Не следует путать её с оружием вроде пулемёта MG42, в котором при помощи похожих роликов осуществляется жёсткое запирание канала ствола.

Разработана в конце Второй мировой войны в Германии фирмой Mauser при разработке автомата StG 45(M), однако развернуть производство не удалось по причине капитуляции Германии. После окончания войны в 1949 году команда бывших инженеров Mauser под руководством Людвига Форгримлера (Ludwig Vorgrimler) начала работать над созданием оружия для армии Испании в мадридской компании CETME. Ими была разработана винтовка CETME modelo А, принятая на вооружение армии Испании в 1956 году и впоследствии многократно модернизированная.

Впоследствии лицензия на производство этой винтовки была куплена немецкой компанией Heckler & Koch и воплотится в целой серии оружия различного класса: от пистолетов-пулемётов HK MP5 до снайперской винтовки HK PSG1. Очень близкий принцип действия был реализован и в швейцарской винтовке SIG SG 510.

В оружии с роликовым торможением затвора при выстреле давление пороховых газов на донце гильзы толкает её вместе с затвором назад (А). Однако ролики, взаимодействуя со стенками ствольной коробки, имеющими специальные углубления, при этом начинают сходится, выходя из этих углублений (В) и толкая назад заднюю часть затвора, одновременно задерживая отход передней, за счёт чего первая начинает отходить назад ускоренно, а вторая, напротив, тормозиться. Передаточное отношение роликовой передачи у пистолета-пулемёта МР5 составляет порядка 1:4. После того, как ролики полностью выйдут из углублений, обе части затвора отходят назад совместно под действием инерции (С).

Система с торможение за счёт поворота затвора

По приходу в крайне переднее положение затвор поворачивается на небольшой угол за счёт взаимодействия со спиральными пазами на стенках ствольной коробки, или наличия скоса у выреза для рукояти взведения. В отличие от систем, в которых поворотом затвора осуществляется его жёсткое запирание, затвор после этого может самоотпереться, но после выстрела между спиральными пазами и выступами затвора возникает повышенное трение, которое тормозит отход последнего. После выхода выступов из спиральной части пазов затвор отходит назад свободно.

Применялась обычно в пистолетах-пулемётах, например итальянском Beretta M1918 и опытном пистолете-пулемёте Дегтярёва 1931 года.

Система Дегтярёва

Ещё одна разновидность схемы с перераспределением энергии отдачи между двумя частями затвора, очень похожая на схему с роликовым запиранием, только роль роликов здесь играют боевые упоры в виде рычагов. Использовалась в опытном пистолете-пулемёте Дегтярёва 1929 года.

Передняя часть затвора, непосредственно подпирающая казённый срез ствола, имела два расходящихся в стороны боевых упора по бокам. Когда затвор приходил в крайне переднее положение и упирался в казённый срез, затворная рама продолжала движение по инерции и под воздействием возвратно-боевой пружины, при этом коническая поверхность выполненного зацело с ней ударника раздвигала эти боевые упоры, и они входили в специальные вырезы по бокам ствольной коробки. При выстреле скошенные опорные поверхности боевых упоров и вырезов ствольной коробки взаимодействовали друг с другом, и боевые упоры начинали сходиться, при этом «выдавливая» расположенный между ними ударник, ускоряя этим отход затворной рамы и одновременно замедляя отход передней части затвора; после полного «выдавливания» ударника, затвор самоотпирается и далее отходит назад вместе с затворной рамой свободно.

Такая конструкция весьма напоминает затвор пулемёта ДП, но расходящиеся упоры используются здесь не для жёсткого запирания, а для перераспределения энергии отдачи (у ДП отпирание затвора производилось за счёт газового поршня, отводящего назад затворную раму и сводящего боевые упоры).

Система Педерсена

Чертёж из патента Педерсена.

Использует для замедления отхода затвора сопротивление рычагов подпирающего его сзади кривошипно-шатунного механизма, находящихся в момент выстрела в положении вблизи мёртвой точки.

Использовалась в опытной винтовке Педерсена (англ.)русск., кроме того похожий принцип реализовывался в качестве одного из способов замедления отхода затвора в пулемёте Шварцлозе, описание конструкции и действия автоматики которого даны выше.

Система с газовым торможением

Схема работы автоматики HK P7.I — положение перед выстрелом; II, III — в процессе выстрела высокое давление в цилиндре не позволяет затвору двигаться назад; IV — пуля покинула ствол, давление в стволе и в цилиндре упало, затвор открывается под действием импульса отдачи.

Иногда называется «принцип Барнитцке», по имени немецкого конструктора Карла Барнитцке, который на исходе Второй мировой войны разработал одну из её разновидностей для использования в максимально упрощённом эрзац-оружии под автоматный патрон — Volkssturmgewehr 1-5. Тот же принцип в другом варианте реализации был использован и в созданном тогда же автомате Хорна.

Система с газовым замедлением использует цилиндр, который в момент выстрела заполняется пороховыми газами, отводящимися из канала ствола. Поршень газового цилиндра соединен с затвором таким образом, что давление в цилиндре при выстреле тормозит его отход назад. После падения давления газа в стволе давление в цилиндре также падает, что позволяет поршню двигаться в цилиндре, не препятствуя открыванию затвора.

Главный недостаток всех систем с газовым торможением — повышенная чувствительность к загрязнению пороховым нагаром, что требует применения пороха высокого качества и постоянной чистки оружия.

В настоящее время используется только в пистолете HK P7.

Эта система иногда рассматривается также как жёсткое запиранием канала ствола пороховыми газами, а не разновидность полусвободного затвора.

Система с торможением маховиками

Изображение системы ПП MDG с маховичным торможением отхода затвора.

Использовалась в конструкции опытного единого пулемёта, представленного конструктором фирмы Gustloff-Werke Виктор Барнитцке на конкурс одновременно с MG42. Движение затвора при помощи зубчатой рейки и шестерёночного механизма передавалось двум маховикам, раскручивавшимся в обратные стороны, нейтрализуя энергию отдачи. Не был принят из-за быстрого износа рейки и шестерён.

Схожая система, но с одним маховиком и без реечного механизма использовалась во французском сверхкомпактном пистолете-пулемёте MGD.

Система Калашникова

Разработана М. Т. Калашниковым в самом начале его карьеры оружейника.

Его пистолет-пулемёт имел полусвободный затвор, отход которого назад замедлялся за счёт взаимодействия двух винтовых пар в затворной группе: затвор — поворотная муфта и поворотная муфта — винтовой хвостовик. Во время отката подвижных частей затвор продольно перемещается по направляющим ствольной коробки, муфта вращается, а хвостовик остается неподвижным — от проворота он фиксируется выступом, входящим в паз на торце ствольной коробки. При этом муфта, наворачиваясь на хвостовик, выворачивается из затвора. Таким образом муфта и затвор, двигаясь назад, как бы «разбегаются» относительно друг друга, скорость отката затвора снижается и увеличивается время полного открывания затвора.

В таком виде данная схема работы автоматики уникальна для этого образца оружия, хотя близкие принципы, основанные на так или иначе реализованном использовании винтовых пар, использовались и ранее (опытная винтовка Маннлихера 1893 года, опытная винтовка Томпсона). Главный недостаток — очень высокая сложность и трудоёмкость изготовления.

Система Кербра

Устройство пистолета-пулемёта TDI Vector.

Работает за счет специального противовеса-вкладыша, перемещающегося в почти вертикальной плоскости позади горловины магазина. Специальные выступы затвора упираются в наклонные пазы вкладыша, в результате чего, во время выстрела, откат затвора замедляется силой трения о вкладыш, который стремится двигаться вниз. Рукоятка располагается довольно высоко относительно оси ствола, верх затыльника приклада находится на одной оси со стволом, что позволяет совместить точку упора в плечо и вектор импульса отдачи.

Система с торможением за счёт несовпадения осей ствола и затвора

Устройство пистолета-пулемёта JaTiMatic. Изображение из оригинального патента Яли Тимари.

Хотя по сути в таких системах используется свободный затвор без специального замедляющего устройства, его отход всё же несколько замедлен за счёт несовпадения оси, по которой он движется, с осью ствола, что позволяет в определённой степени отнести их к системам с полусвободным затвором, либо затвором с замедленным отходом. Использовалась во французском пистолете-пулемёте MAS 38, финском Jatimatic.

Система с пневматическим торможением

Работает за счёт так или иначе используемого сжатия воздуха или разрежения. Также может считаться отчасти разновидностью полусвободного затвора, или скорее — затвора с замедлением отхода.

В пистолете-пулемёте «Суоми» торможение отхода затвора назад достигается за счёт сжатия воздуха в герметизированной полости ствольной коробки позади него, а прихода вперёд — за счёт возникновения разрежения в той же полости при его обратном движении из-за наличия в затыльнике специального клапана, который свободно стравливает воздух наружу, но препятствует его поступлению внутрь полости. Недостаток данной системы — сложность и высокая стоимость изготовления герметизированной ствольной коробки, чувствительность к загрязнению.

В немецком пистолете-пулемёте MP40 применён более совершенный вариант пневматического торможения затвора: в нём возвратно-боевая пружина полностью окружена телескопическим кожухом из стальных трубок, образуя вместе с ними и основанием ударника отдельную сборочную единицу. За счёт сжатия находящегося внутри системы трубок воздуха при отходе затвора назад они работали в качестве замедлителя темпа стрельбы, доводя его до порядка 450 выстрелов в минуту. Кроме того, возвратно-боевая пружина, находящаяся внутри системы трубок, была надёжно защищена от грязи и механических повреждений. Сборка и разборка оружия также были существенно упрощены.

Динамика оружия с полусвободным затвором

Рассмотрим систему с разделением затвора на две части и рычажным перераспределением энергии между ними.

Разделение затвора на две части, связанные передаточным рычагом, имеющим передаточное число , по сути равносильно увеличению его массы:

где ,  — массы соответственно передней и задней частей затвора,  — эквивалентная масса полусвободного затвора.

Таким образом можно, зная массу частей затвора и передаточное число его рычага, рассчитать массу свободного затвора, который он в состоянии заменить при сохранении надёжной работы оружия. Этот же принцип расчёта применим и для систем с иным способом перераспределения энергии между частями затвора, для которых берётся передаточное отношение соответствующего механизма.

Международная терминология

В англоязычной терминологии термин «(полу)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 замедлением отхода. Системы с полусвободным затвором при этом обозначают как «замедленный» (delayed, retarded) blowback.

Аналогичная терминология используется и во многих других языках.

См. также

Литература

  • Теория и расчёт автоматического оружия. Пенза, 1997.
  • Благонравов А. А. Основы 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.).

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Затвор (часть оружия) — WiKi

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

Затво́р — в стрелковом оружии 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 может тем или иным образом участвовать в отпирании и запирании канала ствола, 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.

  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

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

Последний тип явно лидирует по частоте применения в современном 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)[1].

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 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.

В автоматическом оружии, в котором для работы автоматики используется энергия пороховых газов в форме отдачи затвора (оружие с свободным и полусвободным затвором) 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 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).

ru-wiki.org

Свободный затвор - это... Что такое 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 счет 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-пулеметах: 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 и на донце гильзы, последняя составляющая передаётся затвору. Так как затвор и пуля имеют различную массу, они движутся при этом с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.

Параметры системы 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, а также допускает стрельбу исключительно с открытого затвора, что не всегда приемлемо. 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.

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 — сырую 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. 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 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. Эта сила имеет 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.

Первые две составляющие пренебрежимо малы по сравнению с последней[1].

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

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:

где:  — внутренний диаметр гильзы;  — наружный диаметр гильзы;  — длина корпуса гильзы.

Из этой формулы видно, что если длина гильзы превосходит некоторую предельную величину, 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:

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола.

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

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола;  — масса порохового заряда в патроне.

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

где:  — масса подвижных частей в фунтах;  — масса пули в фунтах;  — скорость пули в футах в секунду;  — диаметр зеркала затвора в дюймах;  — 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 пуля успевала 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

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

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.).

biograf.academic.ru

Свободный затвор - это... Что такое 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 счет 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-пулеметах: 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 и на донце гильзы, последняя составляющая передаётся затвору. Так как затвор и пуля имеют различную массу, они движутся при этом с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.

Параметры системы 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, а также допускает стрельбу исключительно с открытого затвора, что не всегда приемлемо. 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.

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 — сырую 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. 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 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. Эта сила имеет 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.

Первые две составляющие пренебрежимо малы по сравнению с последней[1].

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

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:

где:  — внутренний диаметр гильзы;  — наружный диаметр гильзы;  — длина корпуса гильзы.

Из этой формулы видно, что если длина гильзы превосходит некоторую предельную величину, 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:

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола.

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

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола;  — масса порохового заряда в патроне.

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

где:  — масса подвижных частей в фунтах;  — масса пули в фунтах;  — скорость пули в футах в секунду;  — диаметр зеркала затвора в дюймах;  — 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 пуля успевала 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

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

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.).

med.academic.ru

Свободный затвор - это... Что такое 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 счет 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-пулеметах: 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 и на донце гильзы, последняя составляющая передаётся затвору. Так как затвор и пуля имеют различную массу, они движутся при этом с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.

Параметры системы 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, а также допускает стрельбу исключительно с открытого затвора, что не всегда приемлемо. 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.

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 — сырую 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. 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 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. Эта сила имеет 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.

Первые две составляющие пренебрежимо малы по сравнению с последней[1].

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

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:

где:  — внутренний диаметр гильзы;  — наружный диаметр гильзы;  — длина корпуса гильзы.

Из этой формулы видно, что если длина гильзы превосходит некоторую предельную величину, 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:

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола.

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

где:  — масса подвижных частей;  — масса пули;  — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола;  — длина нарезной части ствола;  — масса порохового заряда в патроне.

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

где:  — масса подвижных частей в фунтах;  — масса пули в фунтах;  — скорость пули в футах в секунду;  — диаметр зеркала затвора в дюймах;  — 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 пуля успевала 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

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

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.).

dal.academic.ru