Вспомогательные механизмы и приспособления стрелкового оружия (Часть I)

Наряду с основными механизмами автоматического оружия, выполняющими все операции, необходимые для работы автоматики, и предохранительными механизмами, обеспечивающими надежность и безотказность ее действия, в стрелковом оружии используется большое количество различных вспомогательных механизмов и устройств.

Каждый выстрел сопровождается отдачей оружия; его подбросом; ударами автоматически движущихся деталей в заднем и переднем положениях, которые отрицательно сказываются на меткости; возникновением пламени за дульным пространством, образующегося догорающими вылетевшими частицами пороха, что демаскирует стрелка. Для предупреждения этого и используют разнообразные вспомогательные механизмы и приспособления, в том числе: поглотители отдачи (буферные устройства, амортизаторы) и дульные газовые устройства (дульные тормоза, компенсаторы, пламегасители, локализаторы, приборы бесшумно-беспламенной стрельбы), усилители отдачи, замедлители темпа стрельбы, приспособления для увеличения темпа стрельбы, приспособления для стрельбы холостыми патронами и т.п. Они служат для полного или частичного гашения нежелательных эффектов, сопровождающих выстрел (отдачу, пламенность, звуковое воздействие и др.). Данные механизмы не обязательны для каждого образца оружия, но нередко имеют большое значение.

БУФЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Для большинства образцов автоматического оружия в нормальных условиях работы характерен удар подвижной системы автоматики в крайнем заднем положении. Особенно часто избыток кинетической энергии подвижных частей наблюдается в крупнокалиберном автоматическом оружии, принцип действия автоматики которых основан на использовании отдачи ствола. Большой избыток кинетической энергии подвижных частей в их крайних положениях ведет к жестким ударам при остановке или изменении направления движения подвижных частей, вызывая неприятное ощущение у стрелка при стрельбе, а также увеличивает рассеивание выстрелов и снижение живучести оружия. Кроме того, при большой скорости отскока не обеспечивается постановка подвижной системы на боевой взвод.

Для нейтрализации резких ударов подвижных деталей автоматики в заднем положении необходимо поглотить избыток кинетической энергии при их подходе к заднему положению, тем самым смягчив удар. Этого можно добиться двумя способами:
- созданием такой длины пути для движения деталей автоматики, при которой будет полностью израсходована полученная энергия отдачи;
- использованием специальных устройств - поглотителей отдачи энергии удара (буферов).

Буферные устройства в автоматическом оружии применяются для смягчения ударов подвижных частей автоматики и для аккумулирования механической энергии, необходимой в дальнейшем для работы автоматики и увеличения скорости их возвратного движения.

В зависимости от назначения конструкции буферных устройств весьма разнообразны. Основными элементами буферных устройств являются буфер, упругий элемент, корпус буферного устройства. В отдельных конструкциях некоторые из этих элементов отсутствуют.

Если буферные устройства используются только для смягчения ударов подвижных частей, то они должны передавать на короб, ствольную коробку или другое звено оружия возможно меньшее усилие (при наименьшем возвращении кинетической энергии подвижным частям после удара), с сохранением постоянства характеристик упругих элементов при длительной стрельбе (их минимальной зависимостью от силы трения и температуры нагрева). Такие буферные устройства в автоматическом оружии могут применяться: для смягчения ударов подвижных деталей автоматики в заднем крайнем положении; для смягчения ударов подвижных деталей при постановке на шептало; для смягчения ударов затвора или боевой личинки при присоединении к затворной раме.

При этом в буферных устройствах, применяемых только для смягчения ударов подвижных частей, поглощенная кинетическая энергия подвижных частей преобразуется не только в потенциальную энергию деформации упругих элементов, но и в тепловую энергию. В качестве упругих элементов в таких буферных устройствах обычно используются наиболее простые прокладки из материала, деформация которого сопряжена с потерей значительного количества механической энергии (пластмассовые, фибровые, текстолитовые, каучуковые и др.), а также пружинные буфера (кольцевые или тарельчатые пружины).

Схема буфера с трением:
1. Втулка буфера.
2. Поршень.
3. Разрезное кольцо.
4. Упор пружины.
5. Пружина буфера

Каучуковые буфера в качестве поглотителя отдачи более выгодны. В зависимости от конструкции и качества материала они поглощают от 25 до 65 % энергии подвижной системы. Однако их живучесть значительно ниже, чем у пружинных, поэтому они не получили широкого распространения. В пистолете-пулемете Шпагина (ППШ) обр. 1941 года применен фибровый (текстолитовый) буфер (амортизатор). Он поглощает значительную часть энергии отдачи затвора и вместе с тем обладает достаточно высокой живучестью, а также исключительной простотой и надежностью работы.

Однако наиболее широкое распространение в современных образцах стрелкового оружия получили пружинные буфера, которые используются для смягчения ударов подвижных деталей в заднем положении или для повышения темпа стрельбы. При этом пружинный буфер должен обеспечить, по возможности, безударный отход подвижных деталей в заднее положение и аккумулировать энергию для возвращения подвижных деталей в исходное положение. Для этого часто применяют возвратные пружины. Пружинный буфер, выступая поглотителем отдачи, практически полностью возвращает энергию, поглощаемую пружиной, подвижной системе при ее движении вперед, что вызывает сильный толчок в переднем положении.

В то же время пружинные буфера не вполне рациональны в качестве поглотителей отдачи. Сжимаясь под действием подвижной системы, пружина буфера поглощает кинетическую энергию подвижной системы, а затем, при разжатии, возвращает 75 - 80 % кинетической энергии подвижным частям, что в некоторых случаях может не удовлетворять предъявляемым к буферным устройствам требованиям. Скорость отскока подвижной системы от пружинного буфера составляет 80 - 90 % от скорости, с которой система приходит в соприкосновение с буфером. Это свойство пружинного буфера позволяет применять его в качестве ускорителя темпа стрельбы. Большая скорость отскока сокращает время движения подвижной системы вперед и уменьшает продолжительность цикла автоматики. Для уменьшения времени работы буфера применяются пружины с большой жесткостью.

Большее безвозвратное поглощение механической энергии обеспечивают некоторые специальные буферные устройства. В качестве примера можно привести буферное устройство, примененное в ручном пулемете «Браунинг» М 1928, где поглощенная кинетическая энергия переходит не столько в потенциальную энергию упругих деформаций, сколько в другой вид энергии, практически в тепловую энергию, развивающуюся при трении.

Значительное безвозвратное поглощение механической энергии обеспечивают гидравлические (и пневматические) тормоза, которые также могут использоваться в качестве буферных устройств, предназначенных для смягчения ударов подвижных частей. В этих тормозах механическая энергия поглощается работой трения жидкости, продавливаемой сквозь узкие отверстия. Например, в американском крупнокалиберном пулемете «Браунинг» М 2, где в качестве поглотителя отдачи применен гидравлический компрессор с пружинным накатником. Однако буферные устройства этого типа не получили широкого применения в автоматическом оружии из-за нестабильности их работы после нагревания жидкости при длительной стрельбе, а также из-за сложности их устройства и связанных с этим эксплуатационных трудностей. Гидравлические тормоза используются в некоторых случаях в качестве тормозов наката и отката подвижных частей крупнокалиберного оружия; их устройство и действие такое же, как и гидравлических буферных устройств.

ДУЛЬНЫЕ ГАЗОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Другим видом поглотителей отдачи являются часто используемые в автоматическом стрелковом оружии дульные газовые устройства, выполняющие те или иные функции по уменьшению влияния на стрелка (расчет) или на систему - носителя энергии (импульса) отдачи ствола или всего оружия за счет отвода части пороховых газов в боковом направлении и уменьшения его расхода в осевом направлении. В отличие от боковых и камерных устройств действие дульных газовых устройств основано на изменении движения пороховых газов, истекающих из канала ствола в период последействия в направлении, обратном отдаче.

Дульный тормоз-компенсатор пистолета-пулемета Шпагина ППШ

Дульные тормоза используют энергию некоторой части пороховых газов, выходящих из канала ствола вслед за пулей. Поэтому дульные газовые устройства более выгодны в энергетическом отношении, они не ухудшают баллистику, кроме того, они просты по устройству и отличаются высокой надежностью. Эффективность действия дульных тормозов, используемых в стрелковом оружии, существенно зависит от количества, скорости и направления движения отведенных назад пороховых газов. Дульные тормоза поглощают от 25 до 60-70% энергии свободной отдачи. Повышение эффективности дульных тормозов обычно вызывает сильное действие пороховых газов на стрелка или установку (затрудняя прицеливание и стрельбу) и на грунт (производя демаскировку в результате образования пыли, поднимаемой пороховыми газами). За счет использования дульных газовых устройств можно существенно уменьшить энергию отдачи всего оружия или подвижных частей автоматики, снизить пламенность выстрела и звуковое воздействие, а также исключить обратное пламя, повысить кучность стрельбы из автоматического оружия и так далее. При этом часто различные функциональные назначения совмещаются в одном дульном устройстве. Все это вместе взятое делает их наиболее выгодным типом поглотителей отдачи. Однако они неприменимы, например, в тех случаях, когда требуется поглотить излишнюю энергию затвора, а позволяют поглотить энергию ствола (при подвижном стволе) или толчок всей системы (при неподвижном стволе).

По характеру воздействия дульного тормоза на оружие можно выделить три группы дульных тормозов:
- дульные тормоза осевого действия, обеспечивающие уменьшение энергии отдачи оружия или ствола только в продольном направлении;
- дульные тормоза поперечного действия, обеспечивающие воздействие поперечной силы, которая направлена перпендикулярно оси канала ствола. Подобные дульные тормоза часто называют компенсаторами, они обычно применяются в образцах ручного оружия, в которых возникает опрокидывающий момент, отклоняющий ось канала ствола в боковом направлении;
- дульные тормоза комбинированного действия, обеспечивающие как уменьшение силы отдачи в продольном направлении, так и создание поперечной силы, компенсирующей опрокидывающий момент оружия. Эти дульные тормоза называются тормозами-компенсаторами. В современном стрелковом оружии они получили преимущественное применение.

По принципу действия дульные тормоза делятся на тормоза активного действия; реактивного действия; активно-реактивного действия.

Схема дульного тормоза реактивного действия

Тормоза активного действия используют удар газовой струи, выходящей из канала ствола по поверхности, которая закреплена на стволе. Этот удар дает импульс силы, направленный против действия отдачи, чем достигается уменьшение энергии отдачи всей системы.

В автоматическом стрелковом оружии наибольшее распространение среди дульных газовых устройств получили дульные тормоза реактивного типа, основанные на использовании реакции истечения пороховых газов. Они предназначаются для уменьшения энергии отдачи ствола или всего оружия за счет симметричного отвода части пороховых газов в направлении отдачи. При вылете пули из канала ствола часть пороховых газов по специальным каналам в дульном тормозе отводится назад. При этом под действием реакции истечения газов оружие получает толчок вперед, и его энергия отдачи уменьшается. Чем большее количество газов будет отведено назад и чем выше их скорость, тем эффективнее действие тормоза.

В дульных тормозах активно-реактивного действия оба принципа соединяются. В них происходит удар газовой струи в направлении вперед (активное действие) и отбрасывание струи назад (реактивное действие), например в самозарядной винтовке Токарева СВТ-40 обр. 1940 года. Форма и направление окон в этом тормозе таковы, что происходит удар газов по передним стенкам окон, а затем выбрасывание газов из окон под некоторым углом назад.

1. а — дульный тормоз-компенсатор автомата АК-74
б — пламегаситель ручного пулемета РПК-74:
1. Венчик. 2. Окна. 3. Щель. 4. Компенсационные отверстия.
5. Выем для фиксатора. 6. Скос. 7. Внутренняя резьба

В настоящее время дульные тормоза нашли широкое применение в стрелковом оружии, где удается достичь необходимого снижения энергии отдачи только за счет дульного тормоза. Одна из причин широкого использования дульных тормозов - их простота, сочетающаяся с высокой эффективностью действия. В современном автоматическом оружии дульными тормозами оснащаются малокалиберные пушки и крупнокалиберные пулеметы с целью уменьшения действие отдачи на станок, а также штурмовые и самозарядные винтовки, автоматы, пистолеты-пулеметы, противотанковые ружья, имеющие мощные патроны, следовательно, и увеличенные импульсы отдачи с целью уменьшения действия отдачи на стрелка.

Дульные тормоза классифицируют по конструктивным признакам, существенно влияющим на их эффективность, главными из которых являются: наличие или отсутствие диафрагмы (передней стенки); число камер; число рядов боковых отверстий; форма боковых отверстий.

Тормоза, в которых отсутствуют диафрагмы и передняя стенка, называют бескамерными. Дульный тормоз с диафрагмой обеспечивает большую эффективность по сравнению с бескамерным, т. е. не имеющим диафрагмы, так как создается дополнительное тянущее усилие в направлении, противоположном откату, за счет удара истекающего газа о диафрагму. Наибольшее распространение в оружии получили одно- и двухкамерные дульные тормоза, так как при дальнейшем увеличении числа камер эффективность тормоза повышается незначительно (не более 10 %), а габариты и масса растут. Форма боковых отверстий может быть различной: квадратные или прямоугольные окна, поперечные или продольные щели, круглые отверстия; в этом случае тормоза называются соответственно - едиными, щелевыми или сетчатыми. В пределах каждой камеры отверстия могут располагаться в один или несколько рядов как по длине, так и по периметру тормоза - в тормозах однорядных и многорядных. В стрелковом оружии применяются камерные оконные тормоза с однорядным расположением окон.

Компенсатор автомата АКМ

В отдельную группу можно выделить так называемые тормоза ствольного типа, которые могут быть выполнены как в виде отдельного насадка, так и заодно со стволом. Если диаметр полости тормоза равен калибру ствола, такой тормоз называется калиберным. Подобные ствольные тормоза являются бескамерными многорядными. Число рядов боковых каналов (поперечных щелей или круглых отверстий) может достигать 20. Такой тормоз имеет значительную длину (до 10 калибров) и несколько сложнее в изготовлении, чем камерный. Однако в ряде случаев дульный тормоз ствольного типа может быть предпочтительнее камерного, поскольку скорость снаряда (пули), проходящего по такому тормозу, увеличивается (до 2%). К тому же ствольный тормоз не влияет на начальные условия движения снаряда (пули) по траектории и потому не ухудшает кучность стрельбы.

Наряду с дульными тормозами в автоматическом стрелковом оружии широко используются компенсаторы - устройства, предназначенные для несимметричного отвода порохового газа в стороны от оси канала ствола с целью стабилизации положения оружия при стрельбе. Работают компенсаторы за счет воздействия пороховых газов, истекающих из канала ствола, в направлении, обратном действию опрокидывающего момента. Типичные компенсаторы имеют вид косо срезанных цилиндрических и конических насадков и могут стабилизировать оружие в одной или двух плоскостях. Примером является газовый компенсатор автомата Калашникова (АКМ), стабилизирующий автомат в двух плоскостях. Известны конструкции компенсаторов, в которых стабилизирующий эффект создается при отводе газов через несимметрично расположенные по периметру камеры окна. Следовательно, в этом случае компенсатором является дульный тормоз с несимметричным отводом пороховых газов.

Пламегаситель единого пулемета ПК:
1. Пламегаситель. 2. Отверстия для выколотки (звена шомпола)
для отвинчивания. 3. Выемки для фиксатора. 4. Фиксатор

Локализаторы (по внешнему виду очень похожи на дульные тормоза) устанавливаются на дульной части стволов малокалиберных авиационных пушек и предназначаются для отвода пороховых газов, вытекающих из канала ствола, в сторону зоны, безопасной для работы двигателя самолета. Необходимость установки локализаторов вызвана тем, что при стрельбе из авиационных пушек, дульные части которых расположены вблизи воздухозаборников, вследствие попадания в них истекающей пороховой струи возникает опасность ненормальной и нестабильной работы двигателя. Локализаторы авиационных пушек обеспечивают отвод большой части пороховых газов в стороны через боковые окна.

При внешнем сходстве главное отличие локализатора от дульного тормоза состоит в его назначении: обеспечение отвода максимального количества пороховых газов в стороны при меньшем, чем обычно у тормозов, изменении импульса отдачи. Локализаторы имеют камеру увеличенной длины с многорядным расположением боковых окон.

В стрелковом оружии нашли самое широкое распространение и пламегасители - дульные газовые устройства, служащие для уменьшения демаскирующего действия пламени. По конструкции существующие пламегасители можно разделить на пламегасители с коническим раструбом и со сплошными стенками или имеющие отверстие для повышения эффективности; с цилиндрическим раструбом, щелевые. Большинство современных образцов оружия, не имеющих дульных тормозов или надульников, комплектуются пламегасителями.

Пламегаситель автомата АКС-74У:
1. Выем для фиксатора. 2. Конический раструб. 3. Выемка для
использования шомпола для отвинчивания. 4. Внутренняя резьба

Наиболее эффективными проявили себя щелевые пламегасители, в которых обеспечивается интенсивное догорание пороховых частиц и охлаждение газов вследствие большой площади поверхности контакта газовой струи с воздухом в пределах каморы пламегасителя. Щелевые пламегасители являются устройствами распылительного действия, работа их основана на расчленении струи порохового газа на ряд мелких составляющих, направленных перпендикулярно оси канала ствола.

При несимметричном отводе газов через боковые щели щелевого пламегасителя такое устройство работает в качестве компенсатора. Возможно использование пламегасителей, в конструкциях которых объединены оба рассмотренных способа снижения пламенности выстрела. Газ расширяется в коническом раструбе и дополнительно охлаждается за счет "распыления" через узкие щели. Этот прием использован для снижения пламенности выстрела штурмовой винтовки М 16А1. Как и большинство газовых устройств современного стрелкового оружия, дульное газовое устройство винтовки М 16А1 приспособлено для стрельбы наствольными винтовочными гранатами. С этой целью оно выполнено в виде поршня с лабиринтными уплотнениями, на который надевается перед выстрелом граната. Мушка в этом случае отнесена несколько назад. Такая конструкция позволила отказаться от специальных приспособлений к оружию, предназначенных для метания винтовочных гранат холостыми патронами, и тем самым увеличила маневренность оружия, сократив время для перевода винтовки в готовность для стрельбы гранатой.

(Начало. Окончание в статье
«Вспомогательные механизмы и приспособления стрелкового оружия (Часть II)»)

Сергей Монетчиков
Фото Владимира Николайчука
Иллюстрации из архива автора
Братишка 08-2007