Текст книги "Отечественные автоматы (записки испытателя-оружейника)"

Автор книги: А Малимон

сообщить о нарушении

Текущая страница: 32 (всего у книги 40 страниц)

7
Дополнительные исследования полусвободного затвора

Два разных принципа устройства автоматики —«отвод газов» и «полусвободный затвор» – были подвергнуты дополнительным широким исследованиям на полигоне и в других научных организациях в применении к легким образцам оружия под патрон образца 1943 года.

На полигоне стало традицией проводить подобные исследования далее после того, когда сделан окончательный выбор лучшей системы для принятия на вооружение. В данном случае они проводились в период завершения отработки образцов конструкции Калашникова и подготовки их к войсковым испытаниям.

Анализ и оценка исследуемых принципов проводилась на конкретных образцах, принимавших участие в конкурсе, разработанных Коробовым, Константиновым, Гараниным и Дегтяревым, Калашниковым. Использованы обширные материалы конкурсных испытаний. При теоретическом исследовании вопроса учитывался также и зарубежный опыт по использованию в оружии полусвободного затвора.

В начале отчета полигона по данным исследованиям (инв. № 11926 ПР) его исполнителями М.Б. Махатовым и Е.А. Слуцким отмечается: «Многолетняя история развития автоматического оружия знает немало систем, работающих на основе различных конструктивных схем полусвободного запирания, состоявших на вооружении ряда армий, однако ни один из них не продержался долго на вооружении.

Это обстоятельство заставляет настороженно относиться к принципу полусвободного запирания. Тем не менее несомненно и то, что в отечественных опытных образцах оружия положительно решен ряд вопросов, препятствовавших прежде внедрению этого принципа».

В материалах исследований отражены положительные и отрицательные стороны рассматриваемых принципов, которые отмечены при конкурсных испытаниях образцов с полусвободным и жестким запиранием ствола. В отношении технологичности, которую «принято считать» преимуществом схем с полусвободным затвором, отмечается, что «главным фактором, определяющим судьбу оружия, являются его боевые и эксплуатационные качества».

По результатам теоретических и экспериментальных исследований, с учетом зарубежного опыта и многочисленных испытаний отечественных образцов, полигоном сделан вывод, что использование принципа полусвободного запирания ствола при разработке легкого оружия под патрон образца 1943 года не обеспечивает ему преимуществ по технологичности, боевым и эксплуатационным качествам, а по обеспечению надежности работы уступает оружию с жестким запиранием, основанном на принципе отвода газов.

Не все выводы по данным исследованиям являются бесспорными, особенно по сравнительной оценке кучности и технологичности разных по конструкции систем, но они подтвердили правильность ранее сделанного выбора в пользу системы с отводом газов конструкции Калашникова.

Глава 15
Массовое производство АКМ1
Организация производства и доработка системы

Запуск в массовое производство новой модификации системы АК начал осуществляться ровно через десять лет после начала массового выпуска первой модели этого образца. Наличие прочной производственной базы старого образца и накопленный многолетний опыт его массового производства создавали более благоприятные условия для освоения модернизированной системы по сравнению с ее предшественником.

Но и здесь были свои специфические трудности, связанные не только с конструктивными изменениями первой модели и обеспечением в новом ее качестве более высоких тактико-технических характеристик, но и с развитием оружейного производства в области технологий в применении к вновь осваиваемому изделию.

По первоначальному плану в связи с отсутствием резервов на производственных площадях предполагалось постепенное внедрение в производство модернизированных узлов штатного автомата с несколькими промежуточными ступенями перехода (арх. 2716-59, стр. 120).

Внедрение штампо-клепано-сварной конструкции ствольной коробки, например, в связи с трудностями ее освоения, а также перехода с резьбового крепления ствола на прессовую посадку планировалось осуществить на последнем этапе перестройки производства. Такой порядок хотя и улучшал условия перехода к выпуску модернизированного АК, однако не обеспечивал четкого разграничения автоматов по конструктивным особенностям различных периодов изготовления, а поэтому одобрения в ГАУ и МОП не получил. Переход к массовому выпуску АКМ осуществлялся без остановки действующего производства АК-47 и уменьшения плана выпуска, что создавало дополнительные трудности в производственном освоении нового изделия.

Что касается использования прежней производственной базы родственного предшественника (обычно принято учитывать при принятии решений по итогам конкурсов), то некоторое представление об этом дают данные отчетов завода по годовым итогам работы оружейного производства.

В первый год освоения АКМ разработано и внедрено 729 видов высокопроизводительной технологической оснастки (по АК-47 было 1036 видов) без учета сварочного оборудования вновь организованного участка по производству легких магазинов (арх. 2711-59). На вновь организованном участке по производству накидных прицельных приспособлений со светящимися точками, предназначаемых для АКМ и некоторых других образцов оружия, разработано 86 видов различной технологической оснастки (арх. 2781-60, стр. 9).

Дополнительного технологического оснащения требовал переход на изготовление по новым чертежам конструктивно доработанного ножа-штыка (НШ), а также внедрение в производство автомата со складным металлическим прикладом. Значительно возросли сварочные работы в новом автомате, при освоении которых возникли дополнительные трудности (сварка направляющей возвратной пружины под слоем флюса, оси резака НШ в среде аргона или гелия, угольников с кожухом облегченной ствольной коробки).

В области новых технологий продолжалась отработка фосфатно-лакового покрытия деталей взамен химического оксидирования и начато изучение агрегата скоростного автоматического хромирования стволов.

Как и в АК-47 первых выпусков, в производстве модернизированной системы наиболее трудным было освоение ствольной коробки, состоящей из деталей, изготовляемых порознь разными методами, а затем соединяемых клепкой и сваркой с применением сложных приспособлений. Конструктивная доработка этой детали и внедрение в производство целого комплекса технологических мероприятий, в отработке которых принимал участие Ижевский филиал технологического института, улучшили качество изготовления коробки, однако и в этом случае по стабильности сохранения главных размеров в пределах требований чертежа на последующих технологических операциях сборки автомата она по-прежнему уступала фрезерованному варианту детали.

Из-за большой склонности к деформации кожуха, изготовляемого штамповкой с предельной экономией расхода листового металла, как и в прошлом, на переходных технологических операциях сборки производилась правка коробки с целью исправления искажения размеров.

Не простым было изготовление, казалось бы, конструктивно простой рукоятки ножа-штыка с приклеенными с боков щечками. Но склеивание щечек с помощью клея, изготовленного из смолы ЭД-6 и полиэтиленамина, был процесс весьма продолжительный по времени, он потребовал значительного расширения помещения для сборки и сушки деталей.

По отзывам войск, оказалась недостаточной прочность щечек рукоятки ножа-штыка: «…материал хрупок и скалывается», – отмечалось в рекламационных сообщениях (арх. 213-63, стр. 29). Недостатки были устранены с переходом на пластмассовую монолитную рукоятку, разработанную по предложению технологов.

Переход на изготовление АКМ потребовал разработки и внедрения в производство 145 технологических процессов, по АК-47 в первый год освоения – 160 (арх. 64–50). Многие технологические процессы разрабатывались на базе существовавших для АК-47 с учетом конструктивных особенностей нового образца.

Конструктивная доработка модернизированного автомата в процессе массового производства производилась главным образом в направлении повышения эксплуатационной долговечности деталей. Облегчение деталей при модернизации АК не обошлось без последствий по снижению их прочности. В первую очередь это коснулось вкладыша ствольной коробки как одной из наиболее ответственных деталей узла запирания, в которой крепится ствол и созданы боевые упоры для сцепления с затвором.

Правая стенка вкладыша конструктивно намного тоньше левой, а поэтому оказалась существенно слабее, что при стрельбе в отдельных неблагоприятных случаях создавало неравномерное нагружение боевых упоров как по вкладышу, так и по затвору. В случае чрезмерной деформации правой стенки вкладыша или ее разрушения в зоне боевого упора увеличивалась нагрузка на левый упор, что, в свою очередь, приводило к образованию трещины у его основания или поломке в этом месте.

То же самое происходило и по левому боевому упору затвора. 3 случая поломки боевых уступов вкладыша произошло в конце ноября 1961 года в организации С.С. Розанова при испытаниях патронов со стальной лакированной гильзой, о чем извещается завод, изготовивший автоматы, письмом от 01.12.1961 года. Автоматы были сделаны по специальному заказу этой организации с половинными допусками по диаметральным размерам каналов стволов с целью создания худших условий для испытаний опытных патронов. Оружейные конструкторы и производственники в подобных случаях склонны сначала всю вину складывать на патроны. Но не столько с целью снять свою вину, а с тем, чтобы направить исследования и в сторону патронов, а также самим в неторопливых и более спокойных условиях разобраться в истинной сути дела. Выяснить, в какой мере случившееся может быть связано с конструкцией оружия или качеством его изготовления, затем принять необходимые меры по предупреждению выявленных в нем дефектов, даже в тех случаях, когда обнаруженные в оружии дефекты в какой-то мере связаны с изменениями, вводимыми в патроны. Не обошлось без «подозрений» в адрес патронов и в этот раз. Завод-поставщик оружия в организацию С.С. Розанова в ответном письме сообщает, что, по его мнению, «сочетание более жесткой оболочки пули и минимального сечения канала ствола должно привести к повышению давления в стволе и увеличению импульса пороховых газов на узел запирания», в связи с чем просит провести дополнительные испытания подобных автоматов не только на опытных, но и на штатных патронах (арх. 51–61, стр. 102). Аналогичный сигнал был с Тульского завода, где на 2 автоматах при испытаниях на живучесть произошли разрушения вкладышей и затворов (арх. 40–61, стр. 143). И два подобных случая – в том же декабре на ведущем заводе по изготовлению автоматов при приемно-сдаточных испытаниях, когда из каждого автомата произведено не более 40 выстрелов (арх. 51–61, стр. 72), изменили подход к объяснению причин данных дефектов и дали толчок по ускорению уже начатых исследований.

Было здесь и влияние представителя заказчика, сосредоточившего внимание на трещине в затворе еще при заводских контрольных испытаниях автомата в феврале 1961 года, увязав причину дефекта с неравнопрочностью правой и левой стенок вкладыша и потребовав «незамедлительно организовать глубокие и всесторонние исследования» (арх. 49–61, стр. 95). Указанная трещина при простом визуальном осмотре не обнаруживалась, она была выявлена у основания левого упора затвора с помощью магнитного дефектоскопа после дополнительного гарантийного отстрела автомата на живучесть.

Вопрос о прочности вкладыша стал центральным вопросом в массовом производстве АКМ. Его положительного решения ожидали от ведущего завода и предприятия смежники, изготовляющие не только автомат, но и унифицированный с ним по узлу запирания ручной пулемет.

Наряду с проведением исследований по установлению причин образования дефектов на головном заводе одновременно был объявлен конкурс на поиск лучших решений по их предупреждению. Стопроцентная проверка автоматов, изготовленных в декабре, патронами с усиленным примерно на 10 % зарядом развеяла сомнения заказчика в отношении качества продукции декабрьского выпуска, и она была допущена в войсковую эксплуатацию (арх. 51–61, стр. 205).

Проверка размеров деталей, получивших разрушение, и тех, которые испытаны на полную живучесть без обнаружения в них дефектов, особенно скрупулезно в местах, склонных к трещинообразованию, показала, что в обоих случаях детали удовлетворяют требованиям чертежа и не имеют размерных различий между собою. Аналогичные результаты показало и сравнительное изучение микроструктуры металла исследуемых деталей. Твердость металла у вкладышей с трещинами несколько превышала (44,5HRC) предельно допустимое значение (44HRC), заданное в чертеже.

Конструктивно упрочненные вкладыши за счет увеличения толщины правой стенки на 1,8 мм прошли многоцикловые испытания ударными нагрузками на специальном копре и. стрельбой без разрушения боевых упоров. Однако равнопрочности правого и левого упоров достигнуто не было (арх. 49–61, стр. 119). Хотя данное изменение и было внедрено в производство, но оно не давало еще достаточных гарантий в том, что введенное упрочнение избавит вкладыш от опасности разрушения при длительной войсковой эксплуатации автомата. Во-первых, мало проведено испытаний, а во-вторых, значительно большее их количество при рядовых вкладышах, не имеющих упрочнения, проходило без разрушения или образования трещин. Появление этих дефектов относится к периоду изготовления автоматов сентябрь-ноябрь 1961 года. Раньше подобного не было, несмотря на большое количество испытанных образцов.

Конструктивных же изменений, могущих ослабить прочность вкладыша, в период, предшествующий появлению поломок, в него не вносилось. Размерные характеристики деталей, получивших повреждения, также не давали повода для подозрений в этом отношении.

Все это наталкивало на мысль о существовании наряду с неравнопрочностью упоров вкладыша еще какой-то другой, неожиданно появившейся скрытой от наблюдения причины, свойственной только отдельным деталям, а не конструкции автомата в целом. Дальнейшие исследования были продолжены в термическом цехе завода комиссией под председательством зам. главного конструктора завода В.И. Шерстобита, с участием представителя заказчика К.С. Зинакова, имевшего исследовательский опыт по работе на Ижевском металлургическом заводе, и технологов термического цеха Е.В. Морозовой и В.А. Купчиной, и технолога военной приемки Т.М. Суворовой.

Проверялось соблюдение технологических норм и правил по термической обработке вкладышей, в частности закалки и последующего отпуска в селитровой печи-ванне при температуре 420–480 градусов С с целью получения необходимой микроструктуры металла и заданной конструктором твердости (39–44 HRC), однородных по всему объему детали, а также стабильных механических характеристик, обеспечивающих необходимую служебную прочность.

Проверка температурного режима отпускной печи показала, что в нижней ее части температура ниже установленной нормы, а метод ее контроля этого явления не обнаруживал, так как рабочая термопара располагалась выше той зоны, где происходило понижение температуры и где по этой причине мог происходить недоотпуск деталей. А благоприятные условия создавало новое приспособление – корзина с укороченными ножками, куда вкладывались детали, в результате чего вкладыши, находящиеся в нижней части корзины, выходили из печи с недоотпуском, особенно в тех случаях, когда дно печи оказывалось недостаточно прогретым (после ремонта, выходных дней и т. п.). Понижение температуры отпуска при термической обработке обуславливало повышение твердости металла, его хрупкости и склонности к излому.

На основании анализа материалов проведенных исследований комиссия Шерстобита пришла к заключению, что поломка вкладышей автомата была связана с низкой температурой отпуска и, как следствие, повышенной твердостью деталей (арх. 129-62, стр. 107). «Но не на каждом вкладыше с недоотпуском, – отмечается в акте комиссии, – происходила поломка при испытаниях». Так, например, из 10 изделий с повышенной твердостью вкладыша, испытанных на полную живучесть, поломка детали произошла только на двух автоматах. «Кроме того, не во всех случаях недоотпуска, – отмечается в том же акте, – имело место повышение твердости детали». Оно имело место на тех плавках стали, где содержание углерода было на верхнем пределе, предусмотренном ГОСТом для данной марки металла. Кроме того, существовавшая до этого методика проверки твердости могла допускать пропуск отдельных деталей с повышенной твердостью.

Изучение обстоятельств, при которых происходили поломки вкладышей и специальные экспериментальные исследования подтверждали тот факт, что отлом одного боевого упора не связан с опасными последствиями для стреляющего из оружия. Если отломавшийся упор выпадал из оружия, а он не отлетал далеко в сторону, то это не приводило к задержке в стрельбе.

Поломка же обоих боевых упоров сопровождалась сильным звуковым эффектом с отбросом частей назад, продольным разрывом гильзы и прорывом пламени выстрела в сторону стрелка. Но такие последствия удавалось получать только искусственным путем за счет предварительной припиловки обоих боевых упоров у их основания. Изготовление вкладыша требовало особенно внимательного отношения к соблюдению технологических норм, в том числе и по термической обработке, поскольку конструкторский запас прочности был не на столько высок, чтобы покрывать любые огрехи производства.

Комиссия пришла также к выводу, что автоматов, склонных к разрушению вкладыша, могло просочиться в эксплуатацию небольшое количество, однако это еще не вселяло полной уверенности в том, что все может быть исправлено за счет упорядочения термической обработки даже с учетом введенных уже изменений в конструкцию детали.

А поэтому по вкладышу конструктором введено дополнительное упрочнение за счет увеличения ширины направляющей для затворной рамы, а у основания боевых упоров вкладыша и затвора увеличена радиусная разрядка как мероприятия по уменьшению концентрации напряжений в металле и уменьшению склонности у стали к трещинообразованию.

Внедрение в производство отмеченных конструкторских упрочнений вкладыша, упорядочение технологии его термической обработки и некоторые мероприятия по ужесточению контроля за качеством изготовления деталей при механической обработке с необходимой гарантией обеспечили нормальную войсковую службу автомата АКМ вплоть до прекращения его производства в связи с перевоплощением в новую конструкторскую модификацию.

На автоматах АКМ первых выпусков не выдерживала нормальной живучести облегченная крышка ствольной коробки (арх. 128-62, стр. 198). С переходом на изготовление из листа 0,7 мм вместо 1 мм слабым местом в крышке оказалась отбортовка, введенная конструктором для улучшения закрытости автоматики системы, воспринимающая удары гильз, выбрасываемых наружу после экстрактирования. На отбортовке крышки при испытаниях автоматов на живучесть часто стали обнаруживаться трещины. Конструктивные мероприятия по изменению ширины и профиля отбортовки, технологические меры по изменению карточки вырубки заготовки под штамповку и улучшение технологии самой штамповки не позволили полностью исключить образования данного дефекта.

Завод выходил к заказчику с предложением о примирительном отношении к данным трещинам, если они обнаруживаются в конце нормативной живучести системы, не оказывая влияния на ее служебные качества при дополнительном факультативном испытании. Повышение прочности крышки по отбортовке при толщине металла 0,7 мм завод считал практически невыполнимым требованием (арх. 129-62, стр. 142).

Как и в производстве АК-47, к появлению трещин на деталях и тем более к их поломкам, даже если они обнаруживались за пределами нормативной живучести при факультативных дополнительных испытаниях, со стороны военной приемки проявлялось нетерпимое отношение (арх. 51–61, стр. 129). Это означало, что деталь обладает недостаточным запасом прочности. От завода требовались мероприятия по предотвращению подобных дефектов не только по крышке, но и другим деталям.

От представителя заказчика поступило предложение разработать калибр типа автомата «с целью обеспечения правильной геометрии крышки при ее штамповке», что также не решало поставленной задачи (арх. 130-62, стр. 1).

Возможность образования трещин не была предотвращена и в результате принятия дополнительных мер: улучшения профиля отбортовки, введения поперечного ребра жесткости, уточнения режима термической обработки детали с введением местного высокотемпературного отпуска после закалки, хотя в целом эти мероприятия в комплексном виде и оказали положительное влияние на живучесть крышки.

Последним мероприятием по упрочнению этой детали был переход на более качественную низколегированную сталь 40РА с содержанием бора (по расчету не более 0,005 %) и уменьшенным количеством вредных примесей (А), главным образом по сере. Наличие химического элемента бора обеспечивало лучшую прокаливаемость детали с более однородным качественным состоянием металла по всей ее поверхности, а уменьшение содержания серы до 0,018 % (фосфора не более 0,025 %) – лучшую штампуемость металла, обладающего лучшей вязкостью и меньшей склонностью к холодноломкости. Сталь 40РА, предложенная Ижевским металлургическим заводом, нашла свое применение и при изготовлении других деталей автомата, разработанных под штамповку из тонколистового металла (кожух, затылок приклада и др.).

В процессе массового производства кожух упрочнялся и конструктивно за счет удлинения проушины колодки приклада со смещением заклепок подальше от места образования трещин на правой стенке. С целью уменьшения нагрузки на правую стенку кожуха в период ударных воздействий откатных частей произведено смещение места удара о колодку приклада в сторону оси оружия.

Повышению запаса живучести изготовляемых в одном производственном потоке унифицированных с ручным пулеметом деталей заводом уделялось особое внимание, поскольку нормативная долговечность пулемета была в два раза выше, чем для автомата. Для автомата в данном случае запас долговечности унифицированных деталей был весьма избыточным. Большой доработки потребовала затворная рама с целью повышения прочности в опасных сечениях, а также по штифтовому креплению поршня.

При доработке автомата в эксплуатационном отношении конструктивно улучшена сборка замедлителя на одной оси со спусковым крючком и сборка цевья. В конструкцию цевья введена пластинчатая пружина, обеспечившая взаимозаменяемость этой детали.

В начале 60-х годов на завод поступило рекламационное сообщение о недостаточной служебной прочности крышки затыльника приклада и ее пружины (арх. 49–61, стр. 116). «В переданных по спецпоставкам автоматах Калашникова принадлежность не удерживается в прикладе вследствие поломки крышки затыльника и ее пружины при выполнении принятого в некоторых странах особого строевого приема (удар прикладом о грунт при отдании чести)», – сообщается в письме ГАУ. Судя по времени поступления сообщения, замечание относилось к автоматам прежних выпусков без последних мероприятий по облегчению деталей. Многое, конечно, зависело от места выполнения указанного строевого приема и проявляемого при этом солдатского усердия. Если он выполнялся на булыжной мостовой и часто повторялся (с учетом учебно-тренировочных занятий), то трудно было ожидать высокой эксплуатационной долговечности тыльной части приклада со штампованными деталями из тонколистового металла. Полученное замечание не было оставлено без конструкторского внимания.

Затыльник приклада и крышка затыльника были упрочнены за счет увеличения толщины металла с 0,5 до 0,7 мм и введения ребер жесткости на крышке. В дальнейшем потребовалось дополнительное повышение прочности в связи с износом углов затылка при длительной эксплуатации автоматов. Износоустойчивость была повышена за счет скругления углов затылка и применения стали 40РА для его штамповки.

Большой преградой в отношении повышения прочности деталей являлся крайне лимитированный нормативный вес автомата. Так, например, увеличение толщины листового металла по затылку приклада до 1 мм было связано с дополнительным увеличением веса на 25 г.