ЗАПИРАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Изобретение относится к области автоматического огнестрельного оружия, а именно к конструкции запирающих механизмов с роликовыми элементами.
Известен запирающий механизм автоматического оружия с коротким ходом ствола в котором сплошные роликовые запирающие элементы симметрично установлены в сквозных замкнутых пазах муфты ствола и имеют возможность взаимодействия своими центральными участками с поверхностями затвора, а концевыми участками - с отпирающими выступами ствольной коробки (см., например, описание к патенту Германии на изобретение 1035531 с приоритетом от 19.10.1937 г.). К достоинству данного запирающего механизма можно отнести простоту конструктивного выполнения его запирающих элементов, а к недостаткам то, что запирающие элементы, выполненные в виде роликов, взаимодействуя при запирании и отпирании одновременно с несколькими поверхностями, и находясь в сложном напряженном состоянии, скользят по ним, что вызывает интенсивный износ и роликов и взаимодействующих с ними поверхностей.
Известен запирающий механизм автоматического оружия с коротким ходом ствола (см, например, описания к патентам Германии на изобретения 945216 с приоритетом от 04.06.1938 г., 945819 с приоритетом от 26.09.1939 г., 944777 с приоритетом от 20.11.1940 г.). Данный запирающий механизм был успешно реализован в конструкции немецкого единого пулемета MG - 42. Цельные роликовые запирающие элементы, центральная часть которых имеет больший диаметр, чем концевые участки, установлены на затворе и имеют возможность взаимодействия своим центральным участком с клином ударника, поверхностями открытых пазов затвора и отпирающими поверхностями выступов ствольной коробки, а концевые участки - с поверхностями открытых пазов затвора и поверхностями запирающих пазов муфты ствола. К достоинству данного запирающего механизма также можно отнести простоту конструктивного выполнения его запирающих элементов, а к недостаткам то, что запирающие элементы, выполненные в виде роликов, взаимодействуя при запирании и отпирании с несколькими поверхностями, и находясь в сложном напряженном состоянии, скользят по ним, что вызывает интенсивный износ и роликов и взаимодействующих с ними поверхностей.
Целью полезной модели является снижение износа элементов запирающего механизма за счет изменения характера взаимодействия роликовых запирающих элементов с соответствующими поверхностями муфты ствола, затвора и отпирающих выступов ствольной коробки.
Для этого роликовых запирающий элемент выполнен составным, содержащим установленные соосно центральное цилиндрическое кольцо и, смонтированный с зазором в его отверстии, внутренний цилиндр, на концах которого соосно с зазором установлены охватывающие их периферийные цилиндрические кольца. Фактически, установленные на внутреннем цилиндре центральное и периферийные кольца будут представлять собой подшипники скольжения. Таким образом, в случае использования предложенного роликового элемента в конструкции запирающего механизма автоматического оружия, например, аналогичного описанному в патенте на изобретение Германии 1035531, центральное цилиндрическое кольцо будет взаимодействовать с поверхностями затвора, участки внутреннего цилиндра будут взаимодействовать с поверхностями пазов муфты ствола, а периферийные цилиндрические кольца будут взаимодействовать с поверхностями отпирающих выступов ствольной коробки. Все цилиндрические кольца будут иметь возможность при взаимодействии с соответствующими поверхностями, независимо вращаясь вокруг общей продольной оси, катиться по ним, а не скользить по этим поверхностям как происходило при выполнении роликовых запирающих элементов цельными. Вследствие этого существенно снизится износ взаимодействующих элементов запирающего механизма. В случае использования предложенного роликового элемента в конструкции запирающего механизма автоматического оружия аналогичного, например, описанному в патенте Германии 945819, центральное цилиндрическое кольцо будет взаимодействовать с поверхностями открытого паза затвора, клина ударника и отпирающих выступов ствольной коробки, внутренний цилиндр будет взаимодействовать с поверхностями пазов затвора, а периферийные цилиндрические кольца будут взаимодействовать с поверхностями запирающих пазов муфты ствола. Цилиндрические кольца будут иметь возможность при взаимодействии с соответствующими поверхностями, независимо вращаясь вокруг общей продольной оси, катиться по ним, а не скользить по этим поверхностям как происходило при выполнении роликовых элементов цельными. Поскольку центральное цилиндрическое кольцо может одновременного взаимодействовать с тремя поверхностями, остается возможность его скольжения по одной из них, однако, поскольку это будет происходить лишь при откате сцепленных затвора и ствола, когда давление газов в стволе упало, износ от скольжения будет небольшим. Таким образом, вследствие возможности независимого вращения цилиндрических колец и внутреннего цилиндра роликового элемента, существенно снизится износ взаимодействующих элементов запирающего механизма. С целью унификации, размеры центрального и периферийных цилиндрических колец роликового запирающего элемента могут быть выполнены одинаковыми.
на фиг. 1 - роликовый запирающий элемент содержащий внутренний цилиндр и смонтированные на нем центральное и периферийные цилиндрические кольца (центральное и периферийные цилиндрические кольца выполнены разной высоты и диаметра);
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - роликовый запирающий элемент содержащий внутренний цилиндр и смонтированные на нем центральное и периферийные цилиндрические кольца (центральное и периферийные цилиндрические кольца выполнены одинакового диаметра);
на фиг. 5 - вид В на фиг. 4;
на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5;
на фиг. 7 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе при накате (встреча периферийных цилиндрических колец с наклонной поверхностью запирающего паза муфты ствола);
на фиг. 8 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе (затвор сцеплен с муфтой ствола);
на фиг. 9 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе при откате (встреча центральных цилиндрических колец с поверхностями отпирающих выступов ствольной коробки);
на фиг. 10 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе при откате (затвор расцеплен с муфтой ствола);
на фиг. 11 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе во фронтальной диметрической проекции (затвор заперт);
на фиг. 12 - схема запирающего механизма с роликовыми запирающими элементами установленными на затворе во фронтальной диметрической проекции (при откате);
на фиг. 13 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху);
на фиг. 14 - вид Д на фиг. 11;
на фиг. 15 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, набегание);
на фиг. 16 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, встреча поверхностей затвора с центральными цилиндрическими кольцами роликовых элементов);
на фиг. 17 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, схождение роликовых элементов);
на фиг. 18 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, запертое положение затвора);
на фиг. 19 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, откат, встреча периферийных цилиндрических колец роликовых элементов с поверхностями отпирающих выступов ствольной коробки);
на фиг. 20 - схема запирающего механизма с роликовыми элементами установленными на муфте ствола (вид сверху, откат, отпирание затвора)
Роликовый элемент запирающего механизма автоматического оружия содержит смонтированные соосно центральное цилиндрическое кольцо 1 и, установленный с зазором в его отверстии, внутренний цилиндр 2, на концах которого соосно с зазором смонтированы охватывающие их периферийные цилиндры 3. Все цилиндрические кольца и внутренний цилиндр могут независимо вращаться вокруг общей продольной оси.
Рассмотрим на примерах работу запирающего механизма использующего в своей конструкции предложенные роликовые элементы.
Пример 1
Запирающий механизм автоматического оружия с коротким ходом ствола содержит затвор 4 в пазах 5 головки которого симметрично установлены роликовые элементы. На затворе установлен подпружиненный ударник 6 с клином 7. Установленные на головке затвора 4 роликовые запирающие элементы выполнены в виде установленных соосно центрального цилиндрического кольца 1, имеющего возможность взаимодействия с поверхностями паза 5 головки затвора 4, отпирающего выступа 8 ствольной коробки 9 и клина 7 ударника 6, и, установленного с зазором в его отверстии, внутреннего цилиндра 2, имеющего возможность взаимодействия с поверхностями открытого паза 5 головки затвора 4. На концах внутреннего цилиндра 2 соосно с зазором смонтированы охватывающие их периферийные цилиндрические кольца 3, имеющие возможность взаимодействия с поверхностями запирающих пазов 10 муфты 11 ствола 12.
При накате, когда патрон, извлеченный передним торцом головки затвора 4 из магазина или ленты (не показаны) начинает входить в патронник ствола 12, периферийные цилиндрические кольца 3 роликовых элементов встречаются с наклонными поверхностями пазов 10 муфты 11 и начинают катиться по ним, вызывая перемещение всего роликового запирающего элемента. При этом центральное цилиндрическое кольцо 1, перемещаясь в пазу 5 головки затвора 4, довзводит ударник 6 за счет взаимодействия с клином 7 (см. фиг. 7). При дальнейшем движении, затвор 4 достигает своего крайнего переднего положения, при этом роликовые элементы расходятся и затвор 4 оказывается сцеплен с муфтой 11 ствола 12 за счет вхождения периферийных роликов 3 в пазы 10. Центральные цилиндрические кольца 1, взаимодействующие с поверхностью клина 7, при расхождении роликовых элементов вызывают срыв подпружиненного ударника 6 с боевого взвода. Ударник 6 своим концом наносит удар по капсюлю патрона. Происходит выстрел (см. фиг. 8). До момента пока пуля не покинет ствол 12, сцепленный с затвором 4 посредством роликовых элементов, они остаются неподвижными. После того как пуля покинет ствол 12, он начнет отказываться назад вместе со сцепленным с ним затвором 4. Когда ствол 12 сцепленный с затвором 4 откатятся относительно ствольной коробки 9 на такое расстояние что центральные цилиндрические кольца 1 вступят во взаимодействие с поверхностями отпирающих выступов 8 ствольной коробки 9, начнется отпирание затвора 4. За счет взаимодействия центральных цилиндрических колец 1 с поверхностями отпирающих выступов 8 ствольной коробки 9, происходит схождение роликовых элементов. При этом происходит перераспределение энергии между стволом 12 и затвором 4. Ствол 12 притормаживается, а затвор 4 разгоняется относительно него. Когда роликовые запирающие элементы сойдутся, произойдет отпирание затвора 4 и он продолжит откат по инерции, сжимая возвратную пружину (не показана). Ствол 12 останавливается и, под действием своего возвратного механизма (не показан), возвращается в переднее положение. Откатившись до крайнего заднего положения, затвор 4 может снова перейти в фазу наката с повторением цикла работы автоматики или встать на боевой взвод.
Пример 2
Запирающий механизм автоматического оружия содержит затвор 4 и ствол 12 с симметрично установленной в пазах 10 его муфты 11 парой роликовых элементов. Каждый роликовый элемент выполнен в виде установленных соосно центрального цилиндрического кольца 1, имеющего возможность взаимодействия с поверхностью затвора 4, и, установленного с зазором в его отверстии, внутреннего цилиндра 2, имеющего возможность взаимодействия с поверхностями паза 10 муфты 11, причем на концах внутреннего цилиндра 2 смонтированы соосно с зазором охватывающие их периферийные цилиндрические кольца 3.
Для упрощения примем, что ударник 6 неподвижно закреплен на затворе 4.
При накате, когда патрон, извлеченный передним торцом затвора 4 из магазина или ленты (не показаны) начинает входить в патронник ствола 12, поверхности затвора 4 встречаются с центральными цилиндрическими кольцами 1 роликовых элементов. При дальнейшем движении затвора 4, он благодаря взаимодействию его поверхностей с цилиндрическими кольцами 1, роликовые элементы сходятся запирая затвор 4 (см. фиг. 18). При этом цилиндрические кольца 1 оказываются в дугообразных пазах 5 затвора 4, а ударник 6 наказывает капсюль патрона. Происходит выстрел. До того как пуля покинет ствол 12, сцепленные посредством роликовых элементов ствол 12 и затвор 4, остаются неподвижными. После того как пуля покинет ствол 12, он начнет отказываться назад вместе со сцепленные с ним затвором 4. Когда ствол 12 вместе со сцепленные с ним затвором откатятся относительно ствольной коробки 9 на такое расстояние, что периферийные цилиндрические кольца вступят во взаимодействие с поверхностями отпирающих выступов 8 ствольной коробки 9, начнется отпирание затвора 4. За счет взаимодействия периферийных цилиндрических колец 3 с поверхностями отпирающих выступов 8 ствольной коробки 9, происходит расхождение роликовых элементов. При этом происходит перераспределение энергии между стволом 12 и затвором 4. Ствол 12 притормаживается, а затвор 4 разгоняется относительно него. Когда роликовые запирающие элементы разойдутся, произойдет отпирание затвора 4, и он продолжит откат по инерции сжимая возвратную пружину (не показана). Ствол 12 останавливается и, под действием своего возвратного механизма (не показан), возвращается в переднее положение. Откатившись до крайнего заднего положения, затвор 4 может перейти в фазу наката, повторяя цикл работы автоматики, или встать на боевой взвод.
Таким образом, благодаря такому конструктивному выполнению роликового запирающего элемента, когда он выполнен составным, содержащим соосно с зазором смонтированные на внутреннем цилиндре центральное и периферийные цилиндрические кольца, обеспечивается компактность узла запирания, а благодаря разделению функций, практически отсутствует проскальзывание роликовых элементов по взаимодействующим с ними поверхностям при высоком давлении в стволе, что положительно сказывается на их долговечности. Предложенный роликовый элемент может быть использован не только в конструкции запирающих механизмов огнестрельного оружия с коротким ходом ствола.