Від редакції. Незвичайні двигуни автоматики стрілецької зброї із завидною регулярністю зустрічаються в різних «перспективних» зразках стрілецької зброї. Як правило, використовувати їх пропонують конструктори, не пов'язані професійно з розробкою озброєнь. Але навіть професіонали іноді піддаються спокусі використовувати здавалося б очевидні переваги оригінальної схеми, часом забуваючи, а іноді і не маючи можливості проаналізувати конструкцію створених раніше експериментальних зразків. Але потрібно пам'ятати, що конструктори минулих років не дарма їли свій хліб і напевно будь-яка оригінальна ідея вже кимось була випробувана.

Під час роботи в ЦКИБ СОО довелося мені почути від Ю. П. Платонова - начальника теоретичного відділу і одного з ветеранів організації - таку історію. Десь в середині 1990-х років І. Я. Стечкин, проводячи випробування безшумного револьвера ОЦ-38, зіткнувся з незвичайним ефектом. Після чергового пострілу раптом виявилося, що курок револьвера відскочив назад і встав на бойовий взвод! Про випадковості не могло бути й мови - ефект повторювався регулярно і заважав налагодженні зброї.

Взагалі-то ОЦ-38, як і будь-який інший класичний револьвер, не має роз'єднувального механізму, і при натиснутому спусковому гачку поставити курок на бойовий взвод можна. Але, мабуть, після пострілу від струсу спусковий гачок кілька повернувся в сторону вихідного положення і його шепотіло перехопило курок. Нічого незвичайного в цьому явищі немає - схожий ефект використовується в УСМ з т.зв. «Зривом шепотіла». Незвичайним був факт сильного відскоку курка - адже ніяких механізмів, взводящій його без участі стрільця, в ОЦ-38 немає. У той час, коли Ігор Якович думав, як впоратися з проблемою, до нього підійшов Ю. П. Платонов і мимоволі втягнуто в її рішення. Хід міркувань зброярів був приблизно такий. Сила, відкинувши курок назад, могла впливати тільки на його бойок. Але звідки вона виникає? Бути може, це капсуль патрона, зрушуючи назад під дією тиску порохових газів, що виникає при пострілі, штовхає бойок? Подібні схеми автоматики добре відомі (т.зв. система Рота). Але в них, як правило, використовувалися спеціальні патрони зі збільшеним ходом капсуля в гнізді. А в звичайних патронах зрушення капсуля дуже малий - в 7,62-мм гвинтівкових патронах 0,25-0,38 мм. У патроні СП-4, що використовується в револьвері ОЦ-38, величина зсуву капсуля ще менше, тому що він має посилене кріплення в гнізді, і його недостатньо для подолання тиску бойової пружини. Єдине пояснення ефекту полягало в тому, що зміщується вся гільза цілком. Адже зазор, що дозволяє гільзі «здати» назад між її дном і рамкою револьвера є, - потрібен для вільного повороту барабана. Додаткові експерименти підтвердили правильність цього припущення. Довелося І. Я. Стечкин вводити в конструкцію ОЦ-38 механізм противоотскока курка.

7,62-мм гвинтівка Горяїнова, 1936 р

Описаний вище ефект не може не викликати у конструктора-зброяра бажання використовувати його в якості джерела енергії для приведення в дію рухомих частин зброї, тобто двигуна автоматики. Виглядає такий двигун заманливо, він дозволяє радикально спростити конструкцію зброї, зменшити габарити і знизити вагу. Невже нікому раніше не приходило в голову таке очевидне і красиве рішення? Подальше вивчення теми показало - приходило, і не раз ...

У колекції зброї технічного кабінету ЦКИБ СОО довелося мені побачити експериментальні самозарядні гвинтівки конструкції Горяїнова і конструкції Мамонтова (два варіанти), у яких були відсутні зовнішні ознаки двигуна автоматики - ні газовідвідних пристроїв, ні рухомого ствола вони не мали. І ось, заінтригований розповіддю Ю. П. Платонова, я знову вирушив у техкабінет і став «терзати» ці гвинтівки - щось мені підказувало, що без «ефекту ОЦ-38» тут не обійшлося. І точно - огляд гвинтівок показав, що їх автоматика працювала за рахунок зсуву гільзи в патроннику під час пострілу.

Деталі вузла замикання гвинтівки Горяїнова

Обидві гвинтівки є «макетного» зразками, тобто експериментальними платформами, призначеними для вивчення можливостей нового принципу автоматики. Гвинтівка Горяїнова датована тисяча дев'ятсот тридцять шість роком. Мені вдалося з'ясувати деякі відомості про конструктора цієї гвинтівки. Макар Федорович Горяїнов в 1926 році закінчив Ленінградське піхотне училище, пройшов ряд посад від командира взводу до командира дивізіону. Після закінчення Військово-технічної академії ім. Ф. Е. Дзержинського служив в Головному Управлінні Військової промисловості, в 1936 р воював в Іспанії. У 1940 р Горяїнов служив в Московському збройно-технічному училищі НКВД і активно займався науковою діяльністю. З 1944 по 1946 рр. генерал-майор М. Ф. Горяїнов керував цим училищем, потім працював в управлінні ВНЗ МВС СРСР.

7,62-мм гвинтівка Мамонтова

Михайло Олексійович Мамонтов

Гвинтівка Мамонтова розроблена в 1936 р В ній використані частини серійних гвинтівок: стовбур від гвинтівки зр.1891 р, магазин від АВС-36. УСМ ударникового типу з «заднім» шепталом. В патроннику є канавки Ревелли, що полегшують екстракцію гільзи і знижують ймовірність її поперечного розриву. Маса гвинтівки 3,7 кг. Конструктор гвинтівки Михайло Олексійович Мамонтов (6.11.1906 - 18.07.1993) добре відомий в збройових колах Тули, в першу чергу як основоположник тульської наукової збройової школи. Випускник Військово-механічного інституту 1931 р в 1931-1937 рр., Він працював в Тульському ПКБ (ЦКБ-14) на посадах від інженера-конструктора до головного інженера - заступника начальника ПКБ. У 1937 р М. А. Мамонтов був призначений завідувачем новоствореної кафедри «Проектування автоматичної зброї» Тульського політехнічного інституту, в якому пропрацював майже 56 років, ставши доктором технічних наук, професором, автором численних праць з теорії і розрахунку газодинамічних пристроїв стрілецької зброї.

На будову механізмів автоматики гвинтівок слід зупинитися детально. В їх основі лежить загальний принцип - провідне ланка (затворна рама) наводиться в дію дном гільзи, зміщається в патроннику під час пострілу в межах дзеркального зазору. Принципово така система не відрізняється від звичайного бічного газоотводного двигуна, за винятком того, що роль поршня в ній грає сама гільза. В обох гвинтівках зчеплення затвора зі ствольною коробкою здійснюється поперечно ковзаючим клином, але конструкція механізмів, що призводять в дію клин, різна. У гвинтівці Горяїнова рух гільзи передається рамі затвора через конструктивно об'єднаний з нею штовхач, що проходить через канал в корпусі затвора. З боків рами є скошені пази, в які входять виступи клина. При замиканні клин рухається вниз. Робочий хід затворної рами під дією гільзи дуже малий - всього 0,3 мм, далі вона рухається за інерцією близько 3 мм. За цей час куля встигає покинути канал ствола, після чого рама приєднується до клину і піднімає його, здійснюючи відмикання.

Затвор гвинтівки Мамонтова

У гвинтівці Мамонтова замикає клин приводиться в дію двома виступами на масивному ударнику, який фактично є рамою затвора. Рух гільзи передається ударнику через надіти на його передній кінець втулку, передній торець якої є дном чашечки затвора. При досягненні рухливими частинами крайнього переднього положення корпус затвора зупиняється, а ударник, продовжуючи рух уперед, висуває замикає клин вліво в канал ствольної коробки, виробляючи замикання. В кінці свого ходу ударник зрушує втулку вперед, притискує її до гільзі і наколює капсуль - відбувається постріл. При пострілі гільза зміщується назад і штовхає втулку, яка пройшовши під дією гільзи 0,5 мм, відкидає назад ударник, а той, пройшовши по інерції 19 мм, висуває клин з паза коробки, відмикаючи канал ствола.

Взаємодія деталей гвинтівки Мамонтова при пострілі: 5 - положення деталей замкненого затвора при наколювання капсуля, 6 - положення деталей затвора після пострілу, втулка під дією гільзи відійшла на повний хід, 7 - положення деталей затвора в кінці відмикання, 8 - рухлива система в крайньому задньому положенні, гільза відображена

В обох гвинтівках зрушення гільзи пускає в хід тільки запірний механізм, а основну частину енергії для здійснення циклу перезарядження рухливі частини отримують за рахунок дії залишкового тиску в каналі ствола на дно гільзи. Таким чином, гільзовий двигун, в тому вигляді, в якому він реалізований в гвинтівках Горяїнова і Мамонтова, не є в повному розумінні двигуном автоматики. Його конструкція націлена на здійснення відмикання каналу ствола в той момент, коли тиск в ньому впаде до величини, при якій його можна буде використовувати для приведення в дію рухомих частин без небезпеки отримати поперечний обрив гільзи. Відповідно до існуючої класифікації, така зброя відноситься до систем змішаного типу (для відмикання і перезарядження використовується різні принципи дії), хоча при деякому доопрацюванні гільзовий принцип можна зробити повноцінним двигуном автоматики.

Взаємодія деталей гвинтівки Мамонтова при пострілі: 1 - рухома система в зведеному положенні, 2 - затвор в крайньому передньому положенні, система не замкнені, 3 - положення деталей затвора перед замиканням, 4 - затвор в крайньому передньому положенні, система замкнена

Документальних свідчень результатів випробування гвинтівок виявити не вдалося, але, судячи з того, що розвитку дана тема не отримала, можна стверджувати, що описуваний принцип автоматики не виправдав надій конструкторів і вони припинили роботу над ним. Сучасний рівень знань про динаміку автоматичної зброї дозволяє досить точно визначити причину. В першу чергу гільзовий двигун мав недостатню потужність, яка не дозволяє надати замикаючого механізму енергію, достатню для функціонування у всьому діапазоні умов експлуатації. Робочий цикл двигуна відбувається за дуже короткий проміжок часу - дно гільзи вибирає дзеркальний зазор за час близько однієї тисячної секунди, ще до досягнення максимального тиску в каналі ствола. Для порівняння: бічний газоотводний двигун гвинтівки СВД працює протягом близько 0,005 с, тобто в 5 разів довше. Як відомо, величина імпульсу сили, прикладеної до тіла (в даному випадку - до затворної рами з боку гільзи) прямо пропорційна часу, протягом якого ця сила діє. Таким чином, гільзовий двигун потенційно значно слабкіше класичного бічного газоотводного. Підвищити потужність двигуна шляхом продовження часу його роботи за рахунок збільшення переміщення гільзи практично неможливо - за межами критичної величини дзеркального зазору (для гвинтівочного патрона близько 0,45 мм) відбувається її поперечний обрив. І повністю виключити його не вдасться навіть за рахунок введення канавок Ревелли в патроннику, що довів досвід експлуатації гвинтівки СВТ.

В принципі можна підвищити запас енергії рами затвора, збільшивши її вага. Але тоді стає можливою затримка спрацьовування механізму відмикання, при якій залишкового тиску в каналі ствола буде не вистачати для приведення в дію рухомих частин. В цьому випадку можна використовувати інерцію рами, але це призведе до зростання габаритів і ваги зброї і втрати переваг, заради яких такий двигун створювався ... Крім того, абсолютно не піддається усуненню вкрай різкий характер роботи двигуна і пов'язані з ним удари ланок замикаючого механізму, їх перевантаження і поломки. І найголовніше - гільзовий двигун володіє практично непереборним недоліком у вигляді нестабільної роботи, що залежить від цілого ряду параметрів зброї і патронів. Наприклад, хід затворної рами під дією гільзи, і, отже, потужність двигуна, залежить від величини дзеркального зазору, який, в свою чергу, залежить від допуску на розміри гільзи (у гвинтівочного патрона - на товщину фланця). Цей параметр коливається в певному допуск - у гвинтівочного патрона до 0,13 мм, тобто на 8%. Параметри двигуна дуже чутливі до зусиллю екстракції, і, відповідно, до точності виготовлення і станом поверхні патронника і гільз, температурі стовбура, наявності мастила на тертьових поверхнях деталей та інших факторів, багато з яких змінюються від пострілу до пострілу. І все це без впливу ускладнених умов експлуатації (пил, густе мастило і т.д.)! Загалом, в описаному вигляді гільзовий двигун може забезпечити роботу автоматики зброї тільки в «кімнатних» умовах.

Мамонтов і Горяїнов були не єдиними зброярами, яких залучили гідності гільзового двигуна автоматики. Схожий, по суті, двигун, тільки працював за рахунок впливу капсуля на ударник, в 1935 р розробив Ф.В. Токарев ( «КАЛАШНИКОВ» № 7/2011 р «Без газу» ). Але загальний підсумок робіт всіх конструкторів виявився однаковим - розвиток теми припинилося, а самі зразки були «поховані» у музеях. Тут напрошується додати «... а ідея забута назавжди». Як виявилося - не назавжди. Складно сказати, чи був архітектор А. Ф. Баришев знайомий з роботами Мамонтова, Горяїнова і Токарєва (найімовірніше - немає), але систему автоматики, розроблену ним на початку 1960-х років, реалізовану в лінійці зразків калібру 5,45-30 мм і позиціонувати як «не має аналогів», він побудував на тому ж принципі. Так буває нерідко - люди, що працюють над однією проблемою, при подібних обмежень приходять до схожих технічних рішень незалежно один від одного. У той же час, слід визнати, що Баришеву вдалося створити в значній мірі оригінальну і досконалу систему, в якій гільзовий двигун є повноцінним двигуном автоматики.

Автоматична гвинтівка Баришева

Система автоматики Баришева складається з компенсатора віддачі (1), рами затвора (2), що замикає важеля (3) і затвора (4). Джерелом енергії для рухомих частин служить «компенсатор віддачі» - динамічно неврівноважений елемент, що приводиться в дію дном гільзи при її незначному відході назад. Він і є провідною ланкою, а «затворна рама» - тільки інерційним тілом. При спуску рухомих частин з шепотіла відбувається досилання патрона в патронник. Досягнувши казенного зрізу, компенсатор віддачі з затвором зупиняються, а нижній кінець замикаючого важеля стає над вирізом в ствольній коробці, куди він, при подальшому русі рами, опускається, пов'язуючи затвор з коробкою (до речі, зазвичай систему Баришева відносять до напіввільним затворам, але це не так - замикання в ній міцне). Затворна рама рухається далі вперед, що замикає важіль впливає на ударник, який розбиває капсуль патрона - відбувається постріл. Під дією порохових газів гільза, впираючись в компенсатор віддачі, повертає його на невеликий кут α. Рама в цей час ще рухається вперед (використаний ефект «викочування») і в положенні, близькому до крайнього переднього, стикається з верхнім кінцем компенсатора, прагнучи повернути його вперед. Але оскільки компенсатор в цей час знаходиться під тиском гільзи, то рама спочатку гальмується їм, а потім відкидається назад. Далі цикл роботи автоматики відбувається в зворотному порядку.

В середині 1980-х рр. зразки А. Ф. Баришева проходили випробування на полігоні ГРАУ МО, який дав по ним негативний висновок - зброя не забезпечило безвідмовної роботи в ускладнених умовах експлуатації. Було відзначено, що надійність роботи автоматики в значній мірі залежить від умов тертя між її елементами - дали знати про себе головні недоліки гільзового двигуна, виявлення ще в 1930-х рр. - в повній мірі усунути їх Баришеву не вдалося.

Але і Баришев був не останнім, хто «відкрив» гільзовий двигун автоматики. В одній з публікацій мені довелося прочитати опис результатів експериментального дослідження. У його ході в кулеметі ШКАС був перекритий газоотводний канал і створений невеликий зазор між опорними поверхнями затвора і ствольної коробки, після чого зроблений постріл. І кулемет перезарядити без дії газів на поршень! Затвор під дією зміщується дна гільзи відійшов назад до зіткнення з опорною поверхнею стовбурної коробки, і на цьому короткому шляху захопив за собою затворну раму, яка після зупинки затвора продовжила рух по інерції, справила відмикання і відійшла назад на повний хід. У дослідників цей «новий» ефект теж викликав бажання використовувати його в якості двигуна автоматики зброї ...

Система автоматики Баришева складається з компенсатора віддачі (1), рами затвора (2), що замикає важеля (3) і затвора (4)

Оцінюючі гільзовій принцип двигуна автоматики в цілому, можна охарактерізуваті его як ПРАЦЕЗДАТНИХ, но володіє недолікамі, Які роблять использование в бойовій оружия недоцільнім. Так що, тепер-то його можна забути назавжди? Не будемо поспішати з висновками - як ми тепер знаємо, гільзові двигуни автоматики відроджувалися вже не раз - вже дуже привабливо виглядає їх конструктивна простота і обіцяні нею вигоди. А значить, в майбутньому напевно знайдуться бажаючі створити зброю з таким двигуном, які розраховують, що вже їм-то вдасться обійти всі «підводні камені», про які «розбили лоби» їх попередники ... І у них є шанс! На мою думку, в сучасному стрілецьку зброю існує «ніша», в якій гідності гільзових двигунів автоматики будуть затребувані, а недоліки - усунені або згладжені за рахунок вдалого поєднання особливостей зброї і боєприпасів. Це легкі автоматичні гранатомети під гільзові постріли типу ВОГ-17М / ВОГ-30. Застосовується в них коротка і погано деформується сталева гільза дозволяє істотно знизити чутливість системи до точності виготовлення і станом поверхонь гільз і патронник, що різко поліпшить стабільність роботи автоматики і її залежність від зовнішніх умов. Ті ж особливості гільзи дають можливість збільшити її робочий хід до 6-8 мм (і, відповідно, підвищити потужність двигуна) без побоювання отримати поперечний розрив. Є й інші потенційно вдалі поєднання параметрів системи, що роблять можливість створення надійно діючого зброї з гільзовим двигуном автоматики реальної. Отже, хто наступний?

Автор дякує Ю. П. Платонова і завідувача технічним кабінетом ЦКИБ СОО Н. В. Шумилова за допомогу, надану автору при написанні статті.

Схожі статті