В данной статье мы рассмотрим принцип работы автоматики, основанный на подвижном ходе ствола. Коснемся физики процесса выстрела и разберем, как это работает. Описывая действие физических сил в стволе в момент выстрела, рассмотрим, на какие подвиды разделяется принцип свободного хода. Затем постараемся разобрать, в чем его достоинства, недостатки, какими причинами они вызваны. В заключение  выясним перспективы применения в современных системах оружия. Итак, по порядку. 

Физика выстрела, энергия отдачи и подброса ствола

Принцип работы автоматики, основанный на энергии хода ствола, подвижного относительно самого оружия, прямо проистекает из постулатов закона механики, открытого Исааком Ньютоном. Согласно ему, всякое механическое действие имеет силу противодействия, равную ему по модулю, но направленную в противоположную сторону. Если говорить об оружии, именно этот третий закон Ньютона в действии объясняет возникновение при выстреле явления отдачи. 

В стволе, запертом в момент выстрела, на пулю воздействует энергия пороховых газов, возникающих в результате воспламенения порохового заряда. Основная энергия расширяющегося газа, образующегося при воспламенении пороха, служит для сообщения ускорения поражающему элементу. Она выталкивает пулю из ствола и сообщает ей импульс движения, вследствие чего обеспечивается поражающее воздействие пули при попадании в цель. 

В это же время стенки ствола и казенная часть оружия также подвергаются воздействию энергии воспламенённого порохового заряда. Причем на стенки ствола эта энергия воздействует в гораздо меньшей степени, чем на его заднюю часть. Этим воздействием энергии в направлении, обратном направлению полета пули, объясняется явление отдачи, принимаемое на себя плечом стрелка. При этом если линия приклада, упертого в плечо, и прицельная линия ствола находятся на разных уровнях, сопутствующим отдаче явлением будет подброс ствола при выстреле. 

Именно совокупностью этих факторов обусловлено явление сильной отдачи у ручного огнестрельного оружия с момента появления его первых образцов. Данное утверждение справедливо относительно мушкетов с кремневым замком, и нарезных штуцеров, и в той же степени – для нарезных магазинных винтовок, использующих в качестве боеприпаса унитарный патрон. У всех видов оружия энергия отдачи была велика, причем у мушкетов это было обусловлено массой порохового заряда, а у винтовок – применением бездымных порохов, выделяющих большую энергию при воспламенении. 

Хайрем Ма́ксим – пионер создания системы автоматического огня

Первым оружейником-конструктором, использовавшим энергию отдачи, стал Хайрем Ма́ксим, запатентовавший в 1883 году свой знаменитый пулемет, в конструкции которого ему удалось применить третий закон Ньютона на практике. Пулемёт Ма́ксима стал первой системой ведения автоматического огня, в которой подвижный ствол откатывался назад вместе с затвором, с которым был соединен с коленчатой парой рычагов. 

Отдача двигала систему внутри короба оружия, в результате движения назад происходило извлечение стреляной гильзы, инерция движения затвора сжимала возвратную пружину. Под ее воздействием затвор возвращался обратно, досылал в патронник следующий патрон и запирал его. Сам ход движения ствола был короче пути, проделанного затвором, вследствие чего обеспечивалась скорострельность пулемета, равная 600 выстр./мин. Так появилась первая в мире система оружия, использовавшая в своей работе автоматику с коротким ходом ствола

Длинный и короткий ход – принцип и конструктивные отличия

В начале XX века наработки Ма́ксима послужили развитию многих систем автоматического оружия. Разработки других оружейников привели к созданию образцов аналогичных, но не идентичных системе Ма́ксима — автоматике с так называемым длинным ходом ствола. Системы, использующие короткий и длинный ход подвижного ствола, отличаются показателем расстояния, пройденного стволом с момента выхода пули до момента расцепления с затвором. У автоматики, использующей короткий ход, этот путь составляет 0,5-3 см, он намного меньше длины применяемого патрона. У аналогов с длинным ходом ствола это расстояние равно длине используемого патрона или превышает его. 

Для обеспечения скорострельности в длинноствольных системах оружия (пулеметах) используются так называемые «ускорители затвора». Они представляют собой ролики, служащие для взаимодействия затвора с неподвижными частями оружия. Посредством использования роликов часть энергии движения ствола назад передается затвору и придает ему дополнительное ускорение. Совместная работа возвратной пружины и роликов позволяют избежать потери части энергии при подвижном ходе ствола. Перспектива таких потерь вызвана физикой выстрела, поскольку масса ствола у пулеметов намного превосходит массу затвора. Притом если принцип короткого хода подвижного ствола применяется в системах пистолетов, необходимости придать дополнительное ускорение затвору не возникает, поскольку в случае с пистолетами масса затвора и масса ствола примерно равны. 

Длинный ход подвижного ствола отличается от короткого протяженностью пути ствола и принципом расцепления его с затвором. После выхода пули ствол движется назад, находясь в зацеплении с затвором, до момента максимального сжатия возвратной пружины. После остановки ствол под воздействием собственной возвратной пружины возвращается обратно, а затвор перехватывается шепталом. В этот момент стреляная гильза остается между стволом и затвором, и экстракция (извлечение) её происходит при обратном движении затвора по направлению к стволу. 

Примеры использования 

Помимо пулемета Хайрема Ма́ксима, системы с подвижным ходом ствола использовались на протяжении всего прошлого века в разных системах оружия. В XX веке автоматика подвижного ствола с коротким ходом использовалась главным образом в системах пулеметов. История оружия знает множество примеров удачного применения этого принципа, одним из которых является единый пулемет германского вермахта – MG-34 и его модификация - MG-42. Эти системы имели показатели темпа стрельбы, составлявшие 1200 выстр./мин. 

Газоотводная автоматика пулемётов

В современных системах пулеметов от использования автоматики подвижного ствола при коротком ходе решили отказаться в пользу систем, работающих на основе энергии отвода части пороховых газов. Эта мера была обусловлена тем, что системы предыдущих поколений отличались большей сложностью устройства и значительной массой. Пулеметы состояли из большого количества деталей, что затрудняло их обслуживание, увеличивало стоимость и время производства. Дополнительные трудности создавали: необходимость жидкостного охлаждения стволов (Ма́ксим) или их замены (МG34/42). Современные пулеметы имеют несменяемые стволы воздушного охлаждения.  

Короткоходная автоматика пистолетов

В системах пистолетов принципы автоматики короткого хода ствола нашли применение в: Colt 1911, С-96 системы Борхардта-Люгера, Р-08 Парабеллум и советском ТТ. В настоящее время используются в системах автоматических пистолетов ГШ-18, Beretta 92, Glock 17 и многих других. Применение принципа короткого хода подвижного ствола пистолета позволяет мягкую отдачу, надежную экстракцию стреляной гильзы, высокую точность стрельбы при почти полном отсутствии подброса ствола при выстреле. В настоящее время эта система признана наиболее перспективной для разработок именно в сфере короткоствольного оружия. 

Длинноходная автоматика

Системы, использующие автоматику длинного хода ствола менее популярны . В начале XX века этот принцип был использован при создании винтовки Браунинга Auto-5 и в системе ручного пулемета Шоша, образца 1915 года. В качестве использования в ручном стрелковом оружии автоматика длинного хода подвижного ствола себя не оправдала, поскольку системы, сконструированные на ее основе, имели большой вес, сложную конструкцию и низкую скорострельность.

Массивные ствол и затвор пулемета Шоша при длинном ходе обеспечивали показатель скорострельности равный всего 250 выстр./мин. Российский оружейник Федоров, изобретатель первого русского автомата, считал принцип длинного хода подвижного ствола неэффективным и высказывался о необходимости полного отказа от его применения. 

В недалеком прошлом и в современности этот принцип используется в различного рода артсистемах, предполагающих ведение автоматического огня в низком темпе. Так на вооружении  армии СССР состояла автоматическая пушка 2А72 конструкции Грязева-Шипунова, в автоматике которой был использован подвижный ствол с длинным ходом. 

Общий вывод и перспектива

Основная перспектива использования оружия с подвижным стволом лежит в плоскости применения в системах, использующих его короткий ход. Речь здесь идет, главным образом, о пистолетах. В наши дни роль применения пистолета в различных сферах не только не перестает быть актуальной, но наоборот – постоянно повышается. 

Пистолеты перестали быть оружием военных, при этом популярность их растет в качестве оружия самозащиты для гражданских лиц, основного типа вооружения для полиции, сотрудников силовых ведомств и охранных структур. Новые системы короткоствольного оружия становятся все более универсальными. Они оснащаются магазинами большей емкости и приобретают все более широкий спектр использования. Это позволяет утверждать, что разработки Хайрема Максима в этой сфере будут востребованы еще очень долго.