Системы автоматики самозарядного огнестрельного оружия (Часть 1)


Система автоматики со свободным затвором для пистолетов.

Как известно, пуля двигается по каналу ствола благодаря тому, что порох при своем сгорании выделяет продукты горения в объеме, значительно превышающем объем самого пороха. Благодаря этому явлению между гильзой и пулей очень быстро увеличивается давление, соответственно требуется больший объем для снижения этого давления. Увеличение свободного для пороховых газов объема происходит как раз за счет того, что пуля двигается по стволу и расстояние между гильзой и пулей увеличивается. Чтобы было более наглядно можно представить все это в виде поршня, но с одной оговоркой. Пороховые газы, расширяясь, давят не только на саму пулю, но и на стенки канала ствола, а так же на донце гильзы. Если бы гильзу не подпирал затвор, то она бы вылетела из патронника точно так же как и пуля, но так как вес затвора, кожуха и гильзы больше чем вес пули, а плюс ко всему кожуху-затвору не дает свободно перемещаться возвратная пружина, то гильза остается в патроннике.
Вполне своевременным будет вопрос, как происходит перезарядка в таком случае. Обратно же попробую объяснить на более простом примере. Если взять два металлических шарика с большой разницей в массе и между ними положить сжатую витую пружину, то когда пружина распрямится и толкнет шарики, то они будут двигаться с разной скоростью, а если разница в весе очень большая, то один из шариков вообще может остаться на месте. В нашем случае, для обеспечения безотказной и правильной работы системы автоматики оружия, нужно добиться того, чтобы кожух-затвор двигался уже после того, когда пуля покинет ствол, то есть чтобы не пороховые газы толкали гильзу с затвором, а тяжелый кожух-затвор за счет своей массы сохранивший энергию, полученную через гильзу от пороховых газов, вытащил гильзу из патронника.
Чувствую нагородил лес, «представьте то, представьте это», потому lite-версия описания работы системы автоматики со свободным затвором:
При выстреле пороховые газы расширяются, толкают пулю с высокой скоростью по каналу ствола, давят на гильзу, которая передает энергию, полученную от пороховых газов кожуху-затвору. За счет большей массы кожуха-затвора, в сравнении с пулей, его скорость намного меньше скорости пули, обратно же из-за большей массы кожух-затвор набирает скорость медленнее, потому часто говорят, что кожух-затвор начинает двигаться уже после того как пуля покинула ствол, что не совсем верно. Таким образом, систему автоматики можно представить как систему с двумя подвижными поршнями в одном цилиндре, отличающимися усилием необходимым для их движения. Ну, если говорить грубо и не брать в расчет того, что один из поршней продолжает двигаться даже тогда, когда второй выскочил из цилиндра, и давление в нем нормализовалось.
Ну и чтобы стало совсем понятно, попробуем пройтись по пунктам, что происходит при выстреле на примере пистолета Макарова:
1. Порох воспламеняется, начинает гореть, увеличивая давление между гильзой и пулей.
2. Пуля двигается по стволу, набирая скорость, кожух-затвор начинает очень и очень медленно, фактически незаметно, разгоняться.
3. Пуля покидает ствол оружия, затвор за счет своей массы продолжает двигаться, даже несмотря на то, что больше его ничто не толкает через гильзу. В процессе движения затвора постоянно сжимается возвратная пружина.
4. Кожух-затвор извлекает стреляную гильзу из патронника и выбрасывает ее через окно для стреляных гильз.
5. Дойдя до своей крайней задней точки, кожух затвор взводит курок оружия и останавливается
6. Так как возвратная пружина сжата, то после остановки кожуха-затвора она старается распрямиться, в результате кожух-затвор начинает двигаться вперед.
7. В процессе движения кожуха-затвора извлекается новый патрон из магазина, который просто выталкивается вперед.
8. Кожух-затвор вставляет новый патрон в патронник и останавливается.

Может показаться, что обеспечение правильной работы системы автоматики задача неимоверно сложная, связанная с точным расчетом веса кожуха-затвора, но это не так. В случае с шариками разной массы, между которыми проложена сжатая пружина мы действительно можем «поиграть» только с весом и больше ни с чем. В случае же с пистолетом у нас есть еще одна возможность воздействовать на эту систему, а именно через возвратную пружину. Так как возвратная пружина напрямую связана с кожухом-затвором, то, меняя ее жесткость, мы можем менять и скорость движения кожуха-затвора, не меняя его вес.

В целом же, система автоматики со свободным затвором зарекомендовала себя в пистолетах как простейшая и самая надежная и если бы не ограничения по мощности боеприпасов, то свободный затвор стал бы самым распространенным в пистолетах. Впрочем, когда-то они и были самым распространенным, когда самозарядные пистолеты только появились.
Система автоматики со свободным затвором для пистолетов-пулеметов.

Самым простым вариантом решения проблемы является длинный ход затвора. Работает все точно так же как и в пистолетах, но при этом затвор имеет более длинный ход, что позволяет снизить нагрузку на детали оружия. В пистолетах, к сожалению, это применить сложно, так как резко возрастут габариты оружия. Примером такой системы автоматики может быть отечественный пистолет-пулемет Кедр, с которым так же можно познакомиться на примере его травматического варианта Есаул, правда он не сильно распространен и лишен возможности вести автоматический огонь, так что знакомство получиться неполным.

Такая система автоматики имеет как свои плюсы, так и минусы. К положительным моментам стоит отнести то, что в оружии могут использоваться достаточно мощные боеприпасы при сохранении относительно короткого хода затвора. Происходит это потому, что для того чтобы затвор начал двигаться в своем обратном направлении его необходимо сначала остановить, то есть часть энергии пороховых газов тратиться на остановку затвора и часть на то, чтобы он начал двигаться назад. Отрицательным же качеством является то, что подвижные части оружия сбивают его от точки прицеливания еще до выстрела, следовательно, оружие становиться менее точным. Попробую расписать по пунктам, как это все работает.
1. Затвор находиться в крайнем заднем положении, патронник пуст, возвратная пружина сжата.
2. Затвор начинает двигаться вперед, подхватывает новый патрон из магазина.
3. Затвор вставляет новый патрон в патронник и разбивает капсюль.
4. Происходит выстрел, пороховые газы толкают пулю по стволу, а так же через гильзу тормозят затвор.
5. Затвор останавливается
6. Затвор, получив энергию от пороховых газов через гильзу, начинает двигаться назад.
7. Затвор извлекает стреляную гильзу из патронника и выбрасывает ее.
8. Дойдя до своей крайней задней точки, затвор останавливается, сжав возвратную пружину (для одиночного режима огня).


Расписывать долго данную систему автоматики не придется, все работает очень просто и понятно. Как известно, в канале ствола оружия имеются нарезы, а сама пуля должна достаточно плотно проходить по каналу ствола, для максимально эффективного использования пороховых газов. Таким образом, если бы ствол оружия был подвижный, то при выстреле пуля бы толкала его вперед за счет силы трения, возникающей при ее прохождении по стволу. Именно на основе подвижного ствола и работает автоматика с неподвижным затвором. Другими словами, вместо того, чтобы использовать для перезарядки подвижный затвор, толкаемый энергией получаемой от пороховых газов, был использован совершенно иной принцип работы, в котором пороховые газы хоть и участвуют, но не имеют прямого отношения к системе автоматики. Работает это все следующим образом.

2. Пуля покидает ствол оружия, а сам ствол, получив от пули энергию достаточную для полного отката вперед, начинает двигаться, сжимая возвратную пружину.
3. Ствол уходит вперед, освобождая стреляную гильзу, которая вываливается, получив долгожданную свободу, самостоятельно, либо же толкаемая подпружиненным элементом.
4. Ствол доходит до своей крайней передней точки, максимально сжав возвратную пружину.
5. Под действием возвратной пружины, ствол начинает двигаться назад, при этом он подхватывает новый патрон из патронника.
6. Ствол упирается в неподвижный затвор и оружие готово к следующему выстрелу.
Как понятно из описания, нет ничего сложного чтобы связать подвижный ствол с курком оружия, для его автоматического взведения, ну или же внедрить ударно-спусковой механизм двойного действия. Данная система автоматики достаточно интересна и проста, однако при ее реализации требуется очень точная подгонка деталей, в частности ствола и рамки, для того, чтобы движение ствола не сказывалось на точности оружия. Естественно, что от качества используемых материалов будет зависеть и долговечность оружия, а в данном случае оно в любом случае подвержено очень быстрому износу. Таким образом, оружие с подобной системой автоматики будут нуждаться в постоянной смазке, будет очень подвержена к загрязнениям и прослужит недолго, даже при самом качественном производстве. Собственно это и стало причиной того, что оружие с подобной системой автоматики очень большая редкость.
Для первой части материала о системах автоматики оружия, думаю, будет достаточно, а впереди еще очень много интересного.
P.S. На первом фото не клуб самоубийц, в руках у людей мороженное в виде пистолетов.
Информация