Автоматическое стрелковое оружие
AUTOMATIC SMALL ARMS

Изобретение относится к военной технике, в частности к автоматическому стрелковому оружию, работа механизмов которого основана на использовании энергии пороховых газов, отводимых из канала ствола в газовую камеру, где она преобразуется в кинетическую энергию подвижных частей.
В настоящее время к современному стрелковому оружию предъявляются высокие требования, среди которых особое внимание уделяется повышению ресурса и надежности работы как оружия в целом, так и его основных сборочных единиц и отдельных конструктивных элементов. В их числе наиболее важные составляющие конструкции - затвор с затворной рамой и ударно-спусковой механизм.
Известен 7,62-мм модернизированный автомат Калашникова (АКМ АКМС) [1]. Он содержит основные механизмы: ствол со ствольной коробкой, прицельным приспособлением и прикладом, крышку ствольной коробки, затворную раму с газовым поршнем, затвор, возвратный механизм, газовую трубку со ствольной накладкой, ударно-спусковой механизм, цевье, магазин.
Работа автомата основана на использовании энергии пороховых газов, отводимых через отверстие, выполненное в стенке канала ствола, к газовому поршню затворной рамы. Запирание затвора осуществляется его поворотом вправо с захождением боевых выступов затвора за боевые упоры ствольной коробки.
Зарекомендовавший себя как один из самых надежных автоматов в мире, тем не менее, это оружие обладает некоторыми недостатками. Использование жесткого отражателя привело к необходимости обеспечения прочности затвора и затворной рамы за счет увеличения массы. Кроме этого, движение затвора осуществляется по направляющим, которые являются дополнительными элементами, приваренными в ствольной коробке, что приводит к увеличению технологических операций и, следовательно, удорожанию изделия.
Известна винтовка M16 [2], принятая на вооружение армии США, которая представляет собой автоматическое или полуавтоматическое оружие с воздушным охлаждением ствола, питанием из отъемных коробчатых магазинов и действует по принципу использования энергии пороховых газов. Пороховые газы подаются через трубку небольшого диаметра непосредственно на поворотный затвор. Головка затвора запирается не в корпусе, как обычно, а на стволе, при этом на корпус оружия (ствольная коробка) не оказывается динамическая нагрузка во время стрельбы. Ствол, затвор и приклад находятся на одной линии, что хорошо сказывается на стабильности системы стрелок - оружие при стрельбе, так как усилие отдачи происходит по прямой линии на плечо.
Это оружие обладает следующими недостатками. Высокая точность стрельбы достигается только одиночными выстрелами и короткими очередями. Кроме этого, при небольшой массе конструкции, при обратном ходе затвор имеет небольшую кинетическую энергию, что является причиной сбоев при запирании и перезарядке.
Наиболее близким аналогом является автоматическое стрелковое оружие [3], которое более известно как 9-мм винтовка снайперская специальная (ВСС), принцип работы автоматики также основан на использовании энергии пороховых газов. Винтовка содержит ствол, соединенный со ствольной коробкой, имеющей выполненные в верхней части направляющие в виде загибов, приклад, затворную раму с газовым поршнем, затвор, возвратный механизм, ударно-спусковой механизм, ударник, боевую пружину с направляющей, крышку ствольной коробки, глушитель, цевье, магазин.
Механизм запирания представляет собой шесть боевых выступов затвора, взаимодействующих с боевыми упорами ствольной коробки. При этом два нижних боевых выступа исполняют роль досылателя патронов. Движение затворной рамы происходит по направляющим ствольной коробки, а движение затвора, установленного в затворной раме, в передней части осуществляется только по верхней поверхности направляющих ствольной коробки. Запирание и отпирание затвора осуществляется поворотом его вокруг продольной оси, происходящим при взаимодействии копирных пазов затворной рамы и ведущих выступов затвора.
Это оружие обладает следующими недостатками.
Отсутствие четкого направления передней части затвора при перемещении в накате приводит к несанкционированным ударам передней части боевых выступов затвора о стенки пазов для их прохождения на ствольной коробке, что, в свою очередь, вызывает воздействие ударных нагрузок на выбрасыватель и отражатель, приводящих к их преждевременному выходу из строя. Также конфигурация ударника цилиндрической формы в хвостовой части с небольшим «корневым» радиусом и местным усилением сечения с помощью продольной перемычки не обеспечивает достаточной прочности при многоцикловом ударном воздействии. Кроме того, крышка служит только для защиты частей и механизмов оружия от загрязнения. Установка оптического прицела производится на специальную боковую планку, выполненную на ствольной коробке, что требует достаточно сложного переходного кронштейна, а также исключает установку (использование) других видов прицелов.
Таким образом, вышеуказанное техническое решение, направленное на создание легкого маневренного оружия, не позволяет обеспечить требуемый в настоящее время повышенный ресурс изделия.
Технической проблемой, остро вставшей перед разработчиками, является усовершенствование автоматического стрелкового оружия, конструкция которого позволяет устранить вышеперечисленные недостатки, обеспечить надежное функционирование и способствовать повышению ресурса изделия.
Обозначенная проблема решается с помощью предлагаемого изобретения, согласно которому автоматическому стрелковому оружию, содержащему ствол с газовой камерой, соединенный со ствольной коробкой, в верхней части которой выполнены направляющие в виде загибов, затворную раму с газовым поршнем, газовую трубку, затвор с боевыми выступами, возвратный механизм, ударно-спусковой механизм, ударник, боевую пружину с направляющей, крышку ствольной коробки, глушитель, цевье, приклад, магазин, присущи следующие отличительные признаки:
- для обеспечения прямолинейного движения по всей длине направляющих ствольной коробки на двух боевых выступах затвора выполнены профильные пазы, расположенные на одном уровне с боковыми пазами затворной рамы и пазами фигурного фланца ударника;
- на одной из направляющих ствольной коробки выполнен паз для прохождения боевого выступа затвора при установке затвора с затворной рамой в ствольную коробку;
- хвостовая часть ударника выполнена конической формы.
Также возникшая проблема будет успешно устранена за счет частной формы выполнения отдельных конструктивных элементов, а именно:
- место размещения паза, выполненного на одной из направляющей ствольной коробки, исключает попадание в него выступа затвора после установки упора возвратного механизма и ударника при сборке оружия;
- хвостовая часть ударника конической формы плавно сопряжена с фигурным фланцем;
- крышка ствольной коробки шарнирно соединена со ствольной коробкой и зафиксирована самозатягивающейся подпружиненной поворотной защелкой;
- крышка ствольной коробки выполнена с планкой Пикатинни.
Достигаемый технический результат заключается в повышении надежности работы автоматики и увеличении ресурса оружия в 2 раза.
Более подробно изобретение поясняется чертежами, на которых изображено следующее:
фиг. 1 - общий вид автоматического стрелкового оружия (продольный разрез);
фиг. 2 - затворная рама в сборе с затвором, ударником и газовым поршнем (аксонометрия);
фиг. 3 - ударник (продольный разрез);
фиг. 4 - выносной элемент А на фиг. 1;
фиг. 5 - ствольная коробка (аксонометрия);
фиг. 6 - затворная рама с затвором и ударником, установленная в ствольной коробке (аксонометрия).
Автоматическое стрелковое оружие содержит ствол 1, ствольную коробку 2 с направляющими 3, выполненными в верхней части в виде загибов, затворную раму 4 с газовым поршнем 5 и затвор 6, в передней части которого выполнены шесть боевых выступов 7, возвратный механизм 8, ударно-спусковой механизм, включающий ударник 9, крышку 10 ствольной коробки, глушитель 11, цевье 12, приклад 13 и магазин (на чертежах не показан).
Ствольная коробка 2 предназначена для соединения частей и механизмов оружия. В передней части ствольной коробки выполнено отверстие 14 для запрессовки ствола 1. Перед местом, где устанавливается казенный срез ствола 1, имеется расточка, в стенке которой выполнены боевые упоры ствольной коробки и пазы для прохождения боевых выступов 7 затвора 6. На стволе закреплена газовая камера 15. Внутри ствольной коробки также размещены детали и сборочные единицы ударно-спускового механизма (шептало, пружина шептала, разобщитель, спусковой крючок, пружина спускового крючка, боевая пружина, автоспуск, пружина автоспуска, предохранитель). Сверху ствольная коробка закрывается вращающейся на оси крышкой 10 с защелкой 16. Снизу ствольная коробка имеет горловину для магазина. Сверху ствольной коробки выполнены загибы, которые служат направляющими 3 для обеспечения четкого прямолинейного движения затворной рамы, затвора и ударника, а также пазы 17 для присоединения затворной рамы и ударника при сборке, и паз 18 для прохождения боевого выступа затвора при установке затворной рамы с затвором в ствольную коробку. Прилив 19 с поперечным отверстием 20 необходим для запрессовки оси вращения крышки 10 ствольной коробки. В затыльнике ствольной коробки выполнен паз 21 с фаской для взаимодействия с защелкой 16 крышки 10 и образования надежного самозатягивающегося узла, способного выдерживать нагрузки при стрельбе.
Затворная рама в сборе предназначена для приведения в действие затвора и ударно-спускового механизма. Затворная рама содержит верхнее отверстие для установки газового поршня 5, внутри которого размещен возвратный механизм 8, и отверстие для размещения затвора 6. По бокам затворной рамы выполнены пазы 22 для перемещения по направляющим 3 ствольной коробки, сзади имеется вырез для размещения фигурного фланца 26 на хвостовой части ударника 9, справа выполнена рукоятка 23 для перезаряжания и копирные пазы 24 для взаимодействия с ведущими выступами затвора.
Затвор в сборе служит для досылания патрона в патронник, запирания канала ствола, извлечения из патронника и отражения гильзы патрона.
Затвор содержит снаружи на передней головной части шесть боевых выступов 7, взаимодействующих с боевыми упорами ствольной коробки при запирании. Два нижних боевых выступа служат для досылания патрона из магазина в патронник. Снаружи, в середине, расположены ведущие выступы, при взаимодействии которых с копирными пазами затворной рамы происходит запирание и отпирание затвора. На боевых выступах затвора спереди выполнены скосы, предназначенные для взаимодействия в начале запирания с выступами предварительного разворота на казенном торце ствола. На двух боевых выступах затвора выполнены профильные пазы 25, предназначенные для обеспечения правильного положения передней части затвора при движении его по направляющим коробки ствольной. Внутри затвора, в ступенчатом канале, размещены ударник 9 и боек.
Ударник 9 предназначен для сообщения бойку энергии для разбития капсюля-воспламенителя. Ударник содержит внутреннюю цилиндрическую полость, предназначенную для размещения направляющей боевой пружины, фигурный фланец 26 с пазами 27 для направления в ствольной коробке. Корпус ударника до фланца входит в затвор 6. Хвостовая часть имеет коническую форму и плавно сопряжена с фигурным фланцем, например, радиусными или эллипсными переходами.
Крышка 10 ствольной коробки предохраняет от ударов и загрязнения части и механизмы оружия, расположенные в ствольной коробке.
Крышка установлена на ствольной коробке посредством шарнирного соединения в передней части с помощью оси вращения, расположенной в поперечном отверстии 20 ствольной коробки и соответствующем отверстии крышки. Крышка зафиксирована самозатягивающейся подпружиненной поворотной защелкой 16 с помощью оси 28, пружины 29 и упора 30. В верхней части крышки выполнена планка Пикатинни, предназначенная для присоединения прицела.
Автоматическое стрелковое оружие работает следующим образом.
Перед началом работы осуществляют сборку оружия. Затворную раму с затвором вставляют в заднюю часть ствольной коробки таким образом, чтобы направляющие ствольной коробки вошли в соответствующие пазы затворной рамы, правая направляющая коробки вошла в профильный паз боевого выступа затвора, а газовый поршень вошел в газовую трубку, после чего продвигают затворную раму вперед, одновременно обеспечивая вхождение левой направляющей, через ее боковую выемку, в профильный паз боевого выступа затвора. Вставляют ударник таким образом, чтобы направляющие в задней части ствольной коробки вошли в пазы фигурного фланца хвостовой части ударника, а передний конец ударника вошел в канал затвора, нажимают на спусковой крючок, продвигают ударник вперед до полного вхождения в затвор. Последовательно присоединяют остальные детали и сборочные единицы оружия. Крышку, шарнирно соединенную со ствольной коробкой в передней части, закрывают, нажав рукой на заднюю часть крышки вниз, таким образом, чтобы защелка крышки, войдя в прорезь ствольной коробки, зафиксировала крышку, при этом образуется самозатягивающейся узел.
Для заряжания оружия необходимо отвести затворную раму назад и отпустить ее. При отведении затворной рамы назад она, действуя передним скосом копирного паза на ведущий выступ затвора, поворачивает затвор по часовой стрелке, боевые выступы затвора выходят из-за боевых упоров ствольной коробки - происходит отпирание затвора, выступ затворной рамы освобождает автоспуск спускового механизма.
При дальнейшем отведении затворной рамы вместе с ней отходят затвор, открывающий канал ствола, и ударник, на фигурный фланец которого воздействует задняя поверхность затворной рамы. Нижняя часть фигурного фланца ударника последовательно заскакивает за выступ шептала и за отгибку автоспуска, возвратная и боевая пружины сжимаются.
Как только два нижних боевых выступа затвора пройдут окно магазина, патроны под действием пружины магазина поднимутся вверх на линию досылания.
При отпускании затворной рамы она, вместе с затвором и ударником, под действием возвратной и боевой пружин движется вперед.
Передняя часть затвора, имеющая профильные пазы, выполненные на боевых выступах, движется по направляющим коробки ствольной без излишних продольных и поперечных колебаний, что способствует надежному досыланию патрона из магазина.
Затвор выталкивает из магазина верхний патрон и досылает его в патронник канала ствола.
Затвор, при взаимодействии скосов торцовых выступов ствола со скосами боевых выступов затвора, а затем копирного паза затворной рамы с ведущим выступом затвора, поворачивается вокруг продольной оси против часовой стрелки, его боевые выступы заходят за боевые упоры ствольной коробки - затвор заперт. Затворная рама, продолжая движение вперед, своим выступом поворачивает рычаг автоспуска вниз.
Патроны в магазине под действием пружины поднимаются вверх до упора очередным патроном в затворную раму.
Если нет необходимости в дальнейшей стрельбе, включается предохранитель.
Выполнение профильных пазов 25 на двух боевых выступах затвора 6, расположенных на одном уровне с пазами 22 затворной рамы 4 и пазами 27 фигурного фланца ударника 9, обеспечивает перемещение подвижных частей в откате и накате без взаимного несанкционированного соударения, исключая потери энергии.
Выполнение на одной из направляющей ствольной коробки паза 18, место размещения которого, после установки упора возвратного механизма, исключает попадание в него выступа затвора и выступа на фигурном фланце ударника при работе, также предотвращает самопроизвольное разобщение затвора, ударника и направляющих ствольной коробки, обеспечивая четкую работу оружия.
Выполнение хвостовой части ударника конической формы позволило уменьшить уровень разнонаправленных напряжений в наиболее опасном сечении и существенно повысить жизнестойкость детали.
Предпочтительно, если коническая хвостовая форма ударника будет сопряжена с фигурным фланцем ударника плавными переходами, например радиусными или эллипсными. Это обеспечивает отсутствие «подрезов» от механической обработки, что исключает появление концентраторов напряжений и положительно сказывается на ресурсе ударника.
Крышка ствольной коробки с планкой Пикатинни, шарнирно соединенная со ствольной коробкой и зафиксированная самозатягивающейся подпружиненной поворотной защелкой, обеспечивает стабильное положение прицела при стрельбе с сохранением положения средней точки попадания (СТП) пуль и кучности стрельбы в пределе всего ресурса оружия. Подобное расположение планки Пикатинни позволяет, в отличие от прототипа, производить разборку и сборку оружия без снятия оптического прицела, что позволяет сохранять приведение оружия к нормальному бою без изменений.
Предлагаемое техническое решение было воплощено при изготовлении нескольких образцов автоматического стрелкового оружия (снайперская винтовка, автомат), содержащих детали и сборочные единицы согласно настоящему изобретению, которые подвергались комбинированным испытаниям в различных условиях с целью определения гарантированного ресурса изделий. Испытания заключались в стрельбе из оружия при различных климатических условиях от минус 50 до 50°C, в условиях запыления, дождевания, после волочения по песку и других видах испытаний. Все испытания образцов оружия завершились с положительным результатом. Образцы изделий безотказно функционировали, поломок и дефектов выявлено не было. По сравнению с ранее достигаемым ресурсом прототипа, который составлял 5000 выстрелов, ресурс образцов оружия, предлагаемого по настоящему изобретению, составил 10000 выстрелов.
Реализованные в деталях и сборочных единицах заявляемого автоматического стрелкового оружия новые технические решения достаточно просты в конструктивном исполнении, могут быть выполнены по традиционной отработанной технологи с помощью известных для этого технических средств без существенных дополнительных затрат.
Таким образом, усовершенствование конструкции автоматического оружия позволяет обеспечить необходимую надежность работы автоматики и увеличить его долговечность в пределах гарантированного ресурса.
Источники информации
1. «Наставления по стрелковому делу», Москва, Воениздат, 1985 г., стр. 123-125.
2. Воллерт Г., Лидшун Р., Копенхаген В. Стрелковое оружие сегодня. Иллюстрированная энциклопедия, Минск, ООО «Попурри», 2003 г., стр. 298-302.
3. Научно-популярный иллюстрированный журнал «Оружие», историческая серия, специальный выпуск 1, 2002 г., стр. XII-XVIII.