Текст книги "Техника и вооружение 2001 10"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 9 страниц)

О классификации автоматического оружия

К автоматическому относится подавляющее большинство современных образцов военного, полицейского и гражданского стрелкового оружия, а также большое количество артиллерийских систем, часть охотничьего и спортивного оружия. Понятно, что техническая классификация такого оружия основана прежде всего на классификации систем автоматики. О ней и пойдет речь. Поскольку автоматическое стрелково-пушечное вооружение пронизывает практически всю современную систему вооружения – отличного оружия до вооружения самолетов и боевых кораблей – обзор систем оружейной автоматики может быть интересен и полезен всем, кто интересуется вооружением и военной техникой.

Классификация автоматического оружия складывалась по мере его развития. Попытки создания всеобъемлющей классификации делались уже на раннем этапе, т.е. в конце XIX – начале XX века. Среди таких ранних попыток наиболее известны французская классификация Г. Вилле и германская Кайзертрея. К тому времени уже определились основные системы автоматического оружия. Уже первый проект автоматически перезаряжаемого орудия, разработанный в 1854г. конструктором и металлургом Г. Бессемером, предполагал систему с отдачей несцепленного со стволом (свободного) затвора, поджатого пружиной. Ж. Куртис в 1866г. предложил «автоматическое ружье» револьверной схемы с газоотводной системой, в 1874г. Люце взял патент на автоматический пистолет с подвижным вперед стволом. В 1876г Бэйлей впервые использовал в автоматическом оружии патронную ленту. В 1882г. X. Максим разработал карабин, автоматически перезаряжаемый за счет отдачи оружия, а К. Крнка в 1884г. – винтовку с отдачей затвора. В 1884г. появляются пулемет, а чуть позже – автоматическая пушка Максима (с которых и принято отсчитывать историю автоматического оружия), действующие за счет энергии отдачи сцепленных затвора и ствола. На основе отдачи ствола работала и автоматика винтовки Ф. Манлихера 1885г. В 1887г. появляется винтовка Мадсена-Расмусена с автоматикой на основе отдачи ствола и качающимся затвором, а также первая русская автоматическая винтовка Д.А. Рудницкого, в 1893г. – винтовка Манлихера с «самоотпирающимся» затвором. Братья Клэр в 1888г. запатентовали пистолет с автоматикой на основе отвода пороховых газов. После введения бездымных порохов системы автоматического оружия стали множится куда активнее.

Проект “автоматического пистолета" братьев Клэр (1888г.) с автоматикой на основе отвода пороховых газов и кольцевым магазином повышенной емкости.

Проект многокаморного автоматического оружия Армани (1886г.) – попытка автоматизировать схему дискового револьвера за счет отдачи свободного затвора.

Проект “пулемета Перри" с приводом от улиткообразной пружины (1903г.) – одна из многочисленных попыток создания автоматики “с внешним приводом".

Вилле в книге «Автоматическое оружие» (1896г.) разделил известные к тому времени системы по характеру движения ствола и выделил четыре группы – со скользящим назад стволом, с неподвижным стволом, с неподвижным стволом, имеющим отверстие для отвода пороховых газов, со скользящим вперед стволом. Понятно, что такая схема, основанная на внешнем признаке, была узка и не выделяла существенных черт систем. Более удачная классификация Кайзертрея («Основания устройства автоматического оружия», 1902г.) подразделяла системы по характеру действия пороховых газов на две группы: действующие от непосредственного давления газов и от отдачи оружия. Внутри этих групп разделение шло по иным признакам – длине отката ствола, сцеплению затвора и другим конструктивным особенностям. Противопоставление двух оснований классификации – по использованию энергии пороховых газов и по конструктивным особенностям сохранялось еще долго.

Так, в России С. Федоров в книге «Пулеметное дело» (1907г.) разделил известные схемы пулеметов на три «вида»: со стволом, остающимся на месте, со стволом, отходящим при отдаче, с неподвижным стволом и отводом пороховых газов.

Развитие автоматического оружия и усложнение системы артиллерийско– стрелкового вооружения требовали доработки классификаций и уточнения признаков, по которым разделялись схемы автоматики. Классификация Кордье («Автоматическое оружие», 1911) похожа на схему Кайзертрея, причем системы, работающие силой отдачи, делились на две группы (с неподвижным стволом и свободным затвором и с подвижным стволом и сцепленным затвором), а работающие за счет отвода пороховых газов – на три (с отводом из дульной части ствола, через отверстие в стенке ствола и через гильзу). Схожи с этой были классификации С.А. Бутурлина (1912 г.) и В. Островского (1930г.)

Свои варианты классификации предлагали также К. Крнка (1900-1901 гг.), Вейс (1912 г.), Дрот (1927 г.). М. Девуж («Современное автоматическое оружие», 1920 г.) выделил пять классов: действующие силой отдачи, действующие отводом газов, действующие силой трения в стволе, смешанные системы и полуавтоматическое оружие. П. Вильневчиц в 1930 г. основал свою классификацию опять же на устройстве главных частей оружия. Такой подход позволяет подробно описать саму схему оружия, но оставляет «за скобками» вопрос об источнике энергии, приводящем автоматику в действие. Подобным образом можно описывать автомобиль, ни слова не говоря о его двигателе.

Проект “пулеметного трицикла" Пеннингтона (1898г.) – два двигателя через цепные передачи приводят в движение не только трицикл, но и автоматику двух пулеметов.

Разрез пулемета “Максим" обр. 1910г.

Уже первая успешная система автоматического оружия несла зачатки унификации – X. Максим представил свой пулемет вместе с автоматической пушкой, эту линию продолжила фирма “Виккерс". На рисунке – пулемет “Виккерс", автоматическая пушка “Виккерс", авиационный пулемет “Виккерс".

Наиболее полная и научно обоснованная классификация была разработана выдающимся российским специалистом В.Г. Федоровым. Начало ее разработки относится к 1907 г., но только к 1930 г. она вполне сформировалась. В качестве основного признака Федоров взял способ использования энергии пороховых газов для приведения в действие автоматики («Основания устройства автоматического оружия», 1931 г.). Согласно классификации Федорова, все системы автоматики разделялись на три основных класса. Внутри классов выделялись подклассы, делившиеся на группы. «Многоуровневая» классификация вполне позволяла менять базовые признаки с переходом на следующий уровень.

Первый, наиболее многочисленный, класс составляли системы, использующие энергию отдачи, т.е. энергию давления пороховых газов, воспринимаемого затвором через дно гильзы. Выделялись подклассы с отдачей затвора, отдачей затвора со стволом (именуемой для краткости «отдачей ствола») и отдачей всего оружия. Первый подкласс включал группы: А – со свободным затвором; Б – с замедлением движения затвора вкладышем; В – с замедлением затвора за счет его сцепления со стволом с самоотпиранием. Второй подкласс делился следующим образом: группа А – с коротким ходом ствола (с прямым движением затвора, с поворотом затвора, со смещающимся в сторону затвором, с качающимся затвором); Б – с длинным ходом ствола; В – с поворотом ствола; Г – со снижающимся стволом. Третий подкласс

делился по способу отпирания затвора: группа А – с ползуном и отбрасыванием затвора остаточным давлением газов; Б – с ползуном и отбрасыванием затвора пружиной, сжатой ползуном.

Второй класс включал системы с использованием энергии пороховых газов, частично отводимых из канала ствола. Его первый подкласс охватывал схемы с отводом пороховых газов через отверстие в стенке ствола и делился на группы: А – с поршнем, прямолинейно движущимся на всю длину хода затвора, Б – с качающимся поршнем, отбрасывающим затвор на всю длину хода, В – с поршнем, производящим только отпирание затвора, Г – с поршнем, сжимающим пружину, отбрасывающую затем затвор. Второй подкласс – отвод газов через дульное отверстие с использованием подвижного надульника; третий – отвод газов через канал особой гильзы.

Третий класс составляли системы автоматики с использованием силы врезания пули в нарезы ствола и движением ствола вперед под действием этой силы.

Классификация систем автоматики

Подобное деление позволяло выявить наиболее существенные и характерные черты оружейной автоматики, давало основу для ее расчета, сценки положительных и отрицательных черт, а также путей совершенствования и возможностей модификации каждой схемы. Нетрудно заметить, что в данной классификации кроме способа использования энергии пороховых газов использовался также конструктивный признак – способ запирания канала ствола. Это смешение, с одной стороны, делало классификацию несколько громоздкой, с другой, появление новых схем запирания требовало ее дополнения. Видимо, поэтому эта классификация оспаривалась рядом специалистов. Так, известный исследователь В.Е. Маркевич счел более логичным и всеохватывающим разделение систем автоматики по признаку движения ствола и сцепления его с затвором и привел четыре основных класса: с неподвижным стволом и сцепленным затвором, с неподвижным стволом и несцепленным затвором, с подвижным стволом и сцепленным затвором, с подвижным стволом и несцепленным затвором. Нетрудно найти аналогии этим классам в классификации В.Г. Федорова. Как бы то ни было, именно принципы классификации Федорова стали общепризнанными и сыграли в развитии оружия, пожалуй, не меньшую роль, чем периодический закон Менделеева в развитии физики и химии. После утверждения Артиллерийской академией курса А.А. Благонравова «Основания проектирования автоматического оружия» (1932 г.) классификация Федорова фактически стала официальной в отечественной оружейной школе, хотя и варьировалась с развитием оружия и накоплением новых данных. Например, из ее первого класса исключалась отдельная группа (1.2.Г) со снижением ствола, во втором классе выделялись системы с движением поршня вперед, подкласс (2.2) делился на системы с подвижным надульником и с надульником, движущим с собой сам ствол.

Классификация Федорова была доработана А.А. Благонравовым. В частности: во втором подклассе первого класса (1.2) остались две группы – с коротким и с длинным ходом ствола; подкласс (2.1) делился на три группы по характеру движения поршня – вперед, назад и качающийся; введен четвертый класс – системы автоматики смешанного типа (куда, кстати, «перешли» системы, в которых газовый поршень производит только отпирание затвора). Причем подклассы Федорова были переименованы в «группы», а группы – в «типы». Кроме того, была детализирована классификация ряда элементов автоматического оружия. Принципы такой классификации, независимо от вариантов, стали со временем общепризнанными в мире. К примеру, современный официальный справочник «Jane's Infantry Weapons» приводит три основные класса, деля их на группы: на основе отдачи затвора (свободный затвор, затвор с механическим замедлением, затвор с замедлением отпирания отводом пороховых газов), на основе отдачи ствола (с длинным и с коротким ходом ствола), на основе отвода пороховых газов (с длинным ходом поршня, с коротким ходом поршня, с непосредственным воздействием газов на затвор).

Классификация систем автоматики развивалась и уточнялась отечественными специалистами и далее, усложнение задач, решаемых стрелково-пушечным вооружением и необходимость поиска путей их решения порождали новые схемы. Но следует признать, что за последние 50 лет классификация Федорова-Благонравова не нуждалась в кардинальных изменениях – по крайней мере, среди серийных образцов не появилось чего-либо, «выбивающегося» из этой классификации. Опытные образцы при всей оригинальности решений комплекса "патрон-оружие" используют в принципе те же несколько видоизмененные схемы. Основываясь на классификации Федорова-Благонравова, рассмотрим известные системы автоматики. В обзор войдут образцы не только стрелкового оружия, но и малокалиберной артиллерии, с учетом тенденции создания унифицированных семейств стрелково-пушечного вооружения и необходимости единого комплексного подхода к его развитию. Разбирая общие признаки различных систем автоматики, мы, в то же время, для наглядности будем разбирать и работу автоматики некоторых образцов оружия.

В начале несколько уточнений. В широком смысле «автоматическим» называют оружие, в котором процессы перезаряжания и производства следующего выстрела осуществляются без использования мускульной энергии стрелка. Соответственно под автоматикой оружия (орудия) понимают совокупность механизмов и деталей, обеспечивающих автоматическое перезаряжание и осуществление выстрелов. Выполнение цикла работы автоматики обеспечивает совокупность деталей, именуемая подвижной системой автоматики. Для придания энергии движения этим деталям и обеспечения работы механизмов оружия требуется особый двигатель (в этом плане можно признать весьма удачным англоязычное название пулемета «mashinegun» или немецкое «maschinengewehr»). В большинстве случаев используется энергия пороховых газов, образующихся при сгорании порохового заряда патрона (выстрела) – так называемый «внутренний газопороховой двигатель» – но может использоваться и внешний привод. Всякий двигатель должен развивать определенную мощность, и для надежной работы автоматики с газопороховым двигателем требуется определенный диапазон давлений газов в канале ствола. В любом случае двигатель приводит в действие ведущее звено автоматики, поставляющее энергию и координирующее работу всех механизмов, участвующих в цикле перезаряжания и выстрела. Цикл перезаряжания включает следующие операции: отпирание канала ствола, извлечение затвором стреляной гильзы из патронника, удаление гильзы из оружия, захват затвором и досылание в патронник очередного патрона, запирание канала ствола затвором. В большинстве систем движение деталей автоматики в процессе перезаряжания используется также для взведения ударного механизма. Для полного цикла автоматики необходимо добавить операцию производства следующего выстрела.

Циклограмма работы автоматики со свободным затвором. Пунктиром показан вариант с увеличенной длиной хода затвора.

Циклограмма работы автоматики со свободным затвором при выстреле с выката.

Длительность или время цикла складывается из суммы времени выполнения основных операций (за вычетом их перекрываемой части), времени выстрела и промежутков, когда механизмы оружия работаю практически вхолостую – наличие таких промежутков позволяет повысить надежность работы. За время выстрела принимается интервал от момента срабатывания капсюля до момента, когда давление в канале ствола упадет до величины, приемлемой для отпирания. Преждевременное отпирание канала ствола приводит к поперечным или про-

дольным разрывам гильзы, поломкам оружия, задержкам в стрельбе. Время цикла автоматики определяет такой важный показатель оружия, как темп стрельбы или, иначе – «техническую скорострельность», выражаемую количеством выстрелов в минуту. При этом предполагается, что спусковой крючок все время нажат, а питание патронами бесконечно. Боевая скорострельность много ниже, чем темп стрельбы – стрелку приходится тратить время на прицеливание, смену магазина (ленты). Для оружия с высоким темпом стрельбы часто используют характеристику «производительность», выражаемую количеством выстрелов в секунду.

Оружие, в котором за счет энергии пороховых газов осуществляется только перезаряжание, принято называть «самозарядным»; оружие, в котором осуществляется полный цикл автоматики, называют полностью автоматическим или просто «автоматическим» (раньше использовали довольно удачный термин «самострельное»).

Некоторую путаницу вносит термин «полуавтоматическое оружие». С одной стороны, к таковому часто относят самозарядное оружие для отличия от «полностью автоматического». Особенно часто использовать “полуавтоматический" вместо “самозарядный" стали в последние десять лет – прежде всего как прямой перевод англоязычного “semi-auto". В охотничьей литературе и периодике самозарядные ружья и сейчас часто называют “полуавтоматами” (а то и просто "автоматами”). С другой стороны, “полуавтоматическим” называли оружие, в котором цикл перезаряжания производился не полностью (например, затвор, произведя выброс стреляной гильзы, остается в заднем положении – спортивный пистолет М.Н. Блюма 1930г., ПТР Дегтярева 1941г.) или же при перезаряжании не взводился ударный механизм (как в пистолете Манлихера 1894г.). Однако позднее системы, в которых автоматически производилосьтолько отпирание канала ствола и выброс стреляной гильзы, а досылание следующего патрона и запирание производилось вручную, по примеру артиллерийских, стали называть «четвертьавтоматическим», а оружие без взведения ударного механизма – относить к самозарядному. Некритический подход к переводу англоязычной литературы и периодики породил и применение термина “автоматический” к образцам самозарядного оружия (скажем, вновь пошли гулять “автоматические пистолеты” вместо “самозарядных").

Работа автоматики наглядно представляется циклограммами движения ее основных деталей. На приводимых циклограммах используются следующие обозначения: t_ц – время цикла автоматики,t_отп – время отпирания канала ствола, t_экстр – время извлечения и удаления стреляной гильзы, t_отх – время отхода подвижных деталей в крайнее заднее положение, t_воз – время возвращения подвижных деталей в переднее положение, t_дос – время досылания патрона в патронник, – время запирания канала ствола, t_уд.м – время работы ударного механизма.

Многие образцы полностью автоматического оружия могут использоваться и как самозарядные. Некоторые самозарядные образцы, в свою очередь, имеют режим перезаряжания вручную, т.е. могут использоваться в качестве магазинных. Такие системы встречаются среди самозарядных дробовиков (SPAS-12 и 15, В4), поскольку навеска пороха применяемых к ним патронов варьируется в широких пределах и энергии пороховых газов может не хватить для производства цикла перезаряжания. Возможность «превращения из самозарядных в магазинные» имеют некоторые охотничьи карабины (МЦ 18-2, например), а также образцы «бесшумного» оружия (“Тип 64”) – для исключения, при необходимости, стука деталей при выстреле.

Традиционно утверждение, что введение автоматики «смягчает» воздействие отдачи на стрелка и оружие, поскольку часть ее энергии расходуется на приведение в движение деталей автоматики. Но реально нагрузка на оружие и стрелка при стрельбе только возрастает, поскольку появляются новые импульсные нагрузки, различно направленные и сменяющие друг друга в малый промежуток времени.

Прежде всего, выделяют системы автоматики с использованием отдачи, системы с отводом пороховых газов, с движением ствола вперед, системы смешанного типа. Кроме того имеются системы («автоматы») с использованием внешнего привода, промежуточные, а также системы без подвижных элементов.

Проект пулемета Ревелли с автоматикой на основе отдачи свободного затвора, впоследствии реализованный в измененном виде в пистолете-пулемете “Вилар-Пироза ".

Разрез пистолета-пулемета ППС – пример классической схемы со свободным затвором: 1 – дульный тормоз-компенсатор, 2 – мушка, 3 – ствол, 4 – кожух ствола, 5 – затвор с жестко закрепленным ударником, 6 – прицел, 7 – затворная коробка, 8 – возвратно-боевая пружина, 9 – фибровый амортизатор, 10 – фиксатор приклада, 11 – спусковая пружина, 12 – пистолетная рукоятка, 13 – спусковой крючок, 14 – спусковая скоба, 15-шептало, 16 – предохранитель, 17 – защелка магазина, 18 – магазин.

Разрез пистолета-пулемета РМ-84 со свободным набегающим затвором и механическим замедлителем темпа стрельбы.

КЛАСС I

Системы автоматики с использованием энергии отдачи – по «машиностроительной» терминологии, «откатный двигатель». Заметим, что для оружия под безгильзовый патрон приведенное выше определение отдачи уже не подходит – здесь надо говорить о непосредственном воздействии пороховых газов на затвор или деталь, играющую его роль. Импульс отдачи соотве: отвует сумме импульса пули у дульного среза ствола и импульса истекающих из ствола пороховых газов.

Гpyппa 1.1.

Из систем с использованием отдачи затвора в зависимости от связи затвора со стволом выделяют два типа: со свободным (1.1.1) и с полусвободным затвором (1.1.2).

1.1.1. Свободным именуют затвор, не имеющий какой-либо связи со стволом и только прижимаемый к его казенной части своей пружиной. Запирание канала неподвижного ствола, таким образом, производится только инерцией самого затвора и силой возвратной пружины. Отход затвора под действием отдачи начинается с момента начала развития давления пороховых газов в патроннике. По инерции затвор движется назад на расстояние, равное или несколько превышающее длину патрона. При этом затвор сжимает возвратную пружину, извлекает из патронника гильзу, которая удаляется из оружия с помощью отражателя. При обратном движении затвор захватывает новый патрон, досылает его в патронник и запирает канал ствола своей массой. Поскольку в начале отката (движения назад) затвора гильза еще прижата давлением газов к стенкам патронника, существует опасность ее разрыва. Для уменьшения скорости отката затвор делают по возможности массивнее. Данная система используется в оружии под относительно маломощные патроны с короткой гильзой и быстросгорающим пороховым зарядом – это многие пистолеты (включая ПМ и АПС), почти все пистолеты-пулеметы (включая МР18 “Бергман-Шмайссер”, ППШ, ППС, «Узи», «Карл Густав»), самозарядные карабины под маломощные патроны, короткоствольные автоматические гранатометы. Система со свободным затвором наиболее проста, короткий цикл автоматики позволяет получить высокий темп стрельбы (у М10 “Ингрэм” – 1090-1120 выстр./мин).

Разрез пистолета-пулемета SM Модел 02 LAPA с массивным свободным затвором и увеличенной длиной отката.

Автоматический гранатомет АГС-17 с автоматикой на основе отдачи свободного затвора, двумя возвратными пружинами, гидравлическим тормозом отката, гидравлическим замедлителем темпа стрельбы в ударно-спусковом механизме.

Пистолет-пулемет MP-9 «Ругер» – один из удачных образцов с массивным затвором и малой длиной его отката

В ряде систем со свободным затвором – в основном, в пистолетах-пулеметах -используется выстрел «с выката», когда разбивание капсюля патрона бойком производится до прихода затвора в крайнее переднее положение. В этом случае часть энергии отдачи тратится на торможение затвора (пистолеты-пулеметы МР18, ППШ, ППС, автоматические гранатометы АГС– 30 и Мк19). Поскольку скорость отдачи подвижных частей не может быть меньше скорости возвращения их в переднее положение, выкат в предельном случае позволяет уменьшить скорость отката вдвое, по сравнению с выстрелом без выката, а энергию отдачи – вчетверо. Системы с выкатом требуют для своей надежной и однообразной работы гарантированного воспламенения порохового заряда патрона при разбивании капсюля и малого разброса энергии отдачи от выстрела к выстрелу. В случае затяжного выстрела резкий удар подвижных частей в крайней задней точке становится опасным для оружия и стрелка.

Для замедления отхода затвора в стенках патронника могут выполняться риски (пистолет-пулемет «Клин», пистолет ПММ) или углубления («Аутомаг II»), увеличивающие сцепление гильзы со стенками патронника. Поскольку усилия вдоль стенок гильзы в этом случае распределяются неравномерно, для предотвращения разрыва гильзы при извлечении риски чаще делаются не кольцевыми, а винтовыми.

В пистолете 6П35 «Грач» разработки ЦНИИ Точмаш под сравнительно мощный патрон кроме увеличения массы свободного затвора-кожуха пошли на усложнение его конструкции, разделив на остов и боевую личинку, непосредственно запирающую канал ствола. После выстрела сначала отходит назад боевая личинка, которая затем увлекает за собой более тяжелый остов. Несколько замедляется извлечение гильзы из патронника, а действие импульса отдачи на оружие и стрелка растягивается по времени. Подобную схему использовал и израильский конструктор Н. Сиркис в пистолетах SD-9 и САТ-9.

Уменьшить импульсные нагрузки на оружие и стрелка можно увеличением длины хода затвора настолько, чтобы возвратная пружина полностью гасила его скорость, если же это невозможно из-за ограничений на размеры оружия – использованием амортизаторов в виде пружин, набора конических колец, мягких подушек (ППШ). Увеличение массы и длины хода подвижных деталей и «растягивание» цикла автоматики по времени позволяет сгладить остроту пиков циклограммы движения деталей, т.е. уменьшить скорости их ударов в крайних точках. Сочетание увеличения массы и длины хода затвора и выстрела с выката позволяют получить почти безударную работу автоматики (ПП-90М, АГС-30 – в последнем для увеличения массы затвора на нем разместили снижатель выстрела и шептало). В автоматических пистолетах ОЦ-23 «Дротик» и ОЦ– 33 «Пернач» (И.Я. Стечкин, А.В. Бальцер, А.В. Зинченко) реализована схема «ударного присоединения массы», позволившая смягчить удары, не увеличивая слишком ход подвижных деталей. После выстрела затвор начинает отход от ствола, а за 5 мм до прихода в крайнее заднее положение, он ударяется о выступы массивного ствольного блока и увлекает его за собой. Резкое увеличение массы подвижных частей вблизи крайних точек уменьшает скорость движения и смягчает удары.

При ослаблении патрона давления газов в канале ствола оказывается недостаточно для работы автоматики оружия. В таком случае применяются т.н. «усилители отдачи» в виде дульных устройств или особых деталей в затворе или патроннике. Так, в 5,6-мм самозарядном «Кольт Сервис Эй» усилителем отдачи служит «плавающий» вкладыш в патронник. Под давлением пороховых газов на передний торец вкладыша он смещается назад вместе с патроном и увеличивает импульс, передаваемый тяжелому затвору.

(Продолжение следует)

Владимир ИЛЬИН