Оружейная деконструкция: автоматика с откатом свободного затвора

В оружейной литературе можно часто встретить такой термин: автоматика образца основана на откате свободного затвора или, что гораздо чаще, образец со свободным затвором. Что представляет из себя свободный затвор и от чего он свободен? Для того, чтобы суть явления была понятна читателям с любым уровнем подготовки, объяснение стоит начать, что называется, с «мамонта». Мамонтом в данном случае является объяснение процесса выстрела.

Как известно, при сгорании пороха образуются пороховые газы. Пороховые газы имеют некоторое давление. Это давление действует как на пулю, так и на гильзу. В результате этого процесса пуля движется в одну сторону, а гильза в другую. 

В неавтоматическом оружии гильза запирается в патроннике ствола коробкой (либо рамкой) как в револьверах и переломных ружьях, либо затвором, который приводится в движение рукой как в рычажных и магазинных винтовках. Это не дает гильзе покинуть патронник. Стенки гильзы удерживаются стенками патронника и поэтому даже при больших давлениях разрыва гильзы не происходит. Процесс выстрела протекает так быстро, что даже при максимальном старании невозможно вручную отпереть канал ствола так, чтобы гильза под действием пороховых газов вышла из патронника и ее разорвало. Но ручное перезаряжание накладывает ограничение на скорострельность. Поэтому широкое распространение получили различные схемы автоматики, при которых перезаряжание осуществляется за счет использования энергии пороховых газов, действующих на гильзу, или части газов отводимой из канала ствола. Это позволяет значительно повысить скорострельность за счет того, что основные операции при перезаряжании (извлечение гильзы, взведение курка и пр.) выполняет откатывающийся затвор.

К числу таких схем относится автоматика с откатом свободного затвора. Суть ее заключается в том, что в отличие от других схем затвор не сцеплен ни со стволом, ни с какими-либо боевыми упорами и имеет возможность откатываться под действием пороховых газов в продольном направлении. При любой схеме автоматики существует опасность разрыва гильзы из-за раннего отпирания канала ствола. В схеме с откатом свободного затвора преждевременному выходу гильзы из патронника и ее разрыву препятствует масса затвора, его инерция. 

А теперь немного физики. В процессе выстрела пороховые газы сообщают импульс Р как подвижным частям, так и пуле. Как упоминалось в предыдущей заметке, импульс, сообщенный пуле Рп, равен импульсу, сообщенному оружию (в данном случае импульсу, сообщенному подвижным частям оружия Рпч):

Рп = Рпч


Сам импульс равен массе, умноженной на скорость:

mпVп = mпчVпч.


Скорости пули Vп и подвижных частей Vпч, соответственно, равны расстояниям L и l, деленным на время t. При том для левой и правой части уравнения время t одно и то же, так как и пуля, и подвижные части разгоняются, пока пороховые газы продолжают давить на дно гильзы и пули (то есть пока пуля не покинет ствол, и давление не упадет):

mп L/t = mпч l/t , где 


L путь пули, l расстояние, на которое сместятся подвижные части (расстояние от дна гильзы до казенного среза ствола). 

Схема расчета (1).jpg

Схема расчета


Так как время в левой и правой части уравнения равно, то его можно сократить:

mпL = mпч l

Guns.club Market


Из полученного уравнения можно сделать вывод, что во сколько раз масса затвора больше массы пули, во столько же раз меньшее расстояние пройдут подвижные части, чем пуля. Для того, чтобы в процессе выстрела стрелянную гильзу не разорвало, ее дно должно пройти казенный срез ствола после того, как пуля уже покинет ствол и давление в нем упадет до безопасного. 

Представленная формула при расчете дает весьма приближенные данные, так как она не учитывает силы трения гильзы о патронник, период последействия и т.д. Основное ее назначение – показать зависимость между импульсом патрона и массой подвижных частей.

Схема чаще всего используется в самозарядных пистолетах и пистолетах-пулеметах. При том в пистолетах со свободным затвором наиболее популярны достаточно маломощные патроны, к примеру, 9х18 ПМ, 9х17 kurz, не смотря на то, что имеются работоспособные образцы даже под отечественный 9х21 (СР1ПМ). 

9mm-SR1PM-pistol-vitalii-kyzmin(1).jpg

 Причина кроется в способе запирания, а точнее отсутствия такого. Пистолеты — это компактное оружие, которое должно постоянно носиться с владельцем, поэтому общую массу образца нельзя делать больше определенного предела. При ограниченной массе образца ограничивается и масса подвижных частей. При малой массе подвижных частей и мощном патроне, как видно из приведенного выше уравнения, растет скорость удара подвижных частей в заднем положении. Такой удар неудобен для стрелка, болезненно ощущается, мешает вести огонь. Ситуацию не спасает даже введение в конструкцию буфера отдачи как в пистолете HK VP70.

kyhtinov.jpg

В пистолетах-пулеметах наблюдается другая тенденция. В таких образцах, как правило, есть некоторая свобода для увеличения массы затвора. Однако здесь за счет массы в основном регулируют темп автоматического огня. У решения есть и негативная сторона – тяжелые перемещающиеся части сильно меняют баланс оружия в процессе стрельбы, что сказывается на кучности.

Основное достоинство свободного затвора – предельная простота. При конструировании любого оружия важно найти золотую середину, которая обеспечит требуемые боевые характеристики при обеспечении эргономических. Опытным путем была подобрана оптимальная ниша данной схемы автоматики и, по всей видимости, образцы, автоматика которых работает за счет отката свободного затвора, еще послужат. По крайней мере, до тех пор, пока не будет найдена замена пороховому оружию.

Текст: Иван Кухтинов, инженер-конструктор

Фото: Виталий Кузьмин и из открытых источников

Поиск статей по темам:
Нарезное оружие
Пистолет-пулемет
Пистолет

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы добавить комментарий

Читайте также

!
Внимание!
Данный сайт предназначен для лиц старше 18 лет. Если вам меньше 18 лет, незамедлительно покиньте данный сайт.
Для улучшения работы сайта и его взаимодействия с пользователями мы используем файлы cookie. Продолжая работу с сайтом, вы разрешаете использование cookie-файлов
Понятно