ОГНЕСТРЕЛЬНОЕ ОРУЖИЕ С ФУНКЦИЕЙ ГАШЕНИЯ ОТДАЧИ
SMALL ARM WITH BLOW-BACK KILLING FUNCTION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к огнестрельному оружию, включающему ствольную коробку, в которой размещены с возможностью смещения узел рамы затвора, ствола и дульного тормоза, а также затвор, оснащенный возвратной пружиной, упирающейся в заднюю опорную поверхность ствольной коробки.
Уровень техники
Конструкторы огнестрельного оружия, в особенности автоматического огнестрельного оружия, уделяют большое внимание эффекту отдачи, существенно снижающему точность стрельбы. Общеизвестное средство, используемое для борьбы с этим эффектом, - дульный тормоз, смягчающий силу удара ствола при отдаче благодаря тому, что находящийся перед пулей сильно сжатый воздух, а также выбрасываемые пороховые газы устремляются на одну или несколько отражающих поверхностей, жестко связанных со стволом. Дульный тормоз сам по себе имеет тот недостаток, что эффект торможения наступает только после того, как покидающая ствол пуля передаст ему свое количество движения. Таким образом, эффект отдачи смягчается, но не устраняется. Было разработано огнестрельное оружие, в котором указанная проблема решается с использованием противовеса, размещаемого вне ствольной коробки с возможностью смещения. Этот противовес связан со стволом таким образом, что при обратном ходе ствола противовес смещается в противоположную сторону. Такой механизм предложен в документе GB 2256263. Он включает инертную массу, размещенную вне корпуса оружия с возможностью смещения параллельно оси ствола. На инертной массе имеется подвижный ролик, а на переднем конце корпуса - неподвижный ролик. Трос, один конец которого закреплен на корпусе, а другой - на стволе, огибает оба ролика так, что при обратном ходе ствола инертную массу тянет вперед. Под действием укрепленной на корпусе пружины инертная масса с подвижным роликом постоянно оттягивается в заднее положение. Энергия отдачи ствола при выстреле гасится отчасти перемещением инертной массы вперед, отчасти - пружиной. Очевидным недостатком этого решения является находящаяся вне корпуса тросовая передача с роликами. Само по себе применение троса нецелесообразно и опасно, к тому же вследствие его упругости компенсационный эффект возникает с запаздыванием.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в предложении огнестрельного оружия с пригодной к применению системой компенсации отдачи.
Раскрытие изобретения
Эта задача решается предложением огнестрельного оружия, включающего ствольную коробку, в которой размещены с возможностью смещения узел рамы затвора, ствола и дульного тормоза, а также затвор, причем затвор оснащен возвратной пружиной, упирающейся в заднюю опорную поверхность ствольной коробки. В продольном пространстве между ствольной коробкой и рамой затвора размещен с возможностью смещения противовес, в упорную поверхность которого упирается задний конец возвратной пружины; в своем переднем положении противовес упирается в передний упор рамы затвора, причем затвор в своем заднем положении упирается в задний упор рамы затвора, возвратная пружина, в переднем положении затвора, также упирается своим передним концом в передний упор ствольной коробки, при этом на траектории затвора находится часть переходного элемента, который одновременно опирается на раму затвора и на противовес и в своем наружном положении прижимает противовес к переднему упору рамы затвора.
В качестве переходного элемента может быть использован, в частности, клин с двусторонним скосом или кулачок.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение описывается со ссылкой на варианты осуществления, сопровождаемые чертежами, на которых представлены:
Фиг.1 - продольный разрез, схематически изображающий автоматическое огнестрельное оружие перед выстрелом, с патроном в патроннике,
Фиг.2 - оружие согласно фиг.1 после выстрела в момент, когда пуля покидает ствол, и
Фиг.3 - деталь альтернативной конструкции переходного элемента.
Осуществление изобретения
Огнестрельное оружие в соответствии с настоящим изобретением включает ствольную коробку 1, в которой размещены с возможностью смещения следующие части: рама 2 затвора с ввинченным в нее стволом 3, оснащенным дульным тормозом 4, и свободный затвор 5. В продольном пространстве, ограниченном ствольной коробкой 1 и затвором 5, размещен с возможностью смещения противовес 6. Он предназначен для того, чтобы своим движением вперед частично компенсировать отдачу оружия, и именно в промежутке времени между выстрелом и моментом, когда пуля покидает ствол 3. Затвор 5 отжимается в свое переднее положение под действием возвратной пружины 7, упирающейся в ствольную коробку 1. Ствол 3 вместе с рамой 2 затвора и дульным тормозом 4 образует узел 8. Для перевода движения назад затвора 5 в движение вперед противовеса 6 служит переходной элемент, который в своем нижнем положении находится на траектории затвора 5 и может быть смещен вверх. В вариантах выполнения оружия, изображенных на фиг.1 и 2, переходным элементом служит клин 9 с двусторонним скосом. Этот клин опирается одновременно на раму 2 затвора и на противовес 6. В варианте выполнения, изображенном на фиг.3, переходным элементом служит кулачок 10. Этот кулачок закреплен с возможностью поворота на раме 2 затвора и одновременно опирается на противовес 6. Переходной элемент может также иметь и другую форму, например, шара, цилиндра, двуплечего рычага либо представлять собой зубчатую, или винтовую передачу, или даже гидравлический передаточный механизм.
Перед выстрелом (см. фиг.1) свободный затвор 5 находится в своем переднем положении относительно ствольной коробки 1 и рамы 2 затвора. В этом положении затвор 5 запирает патрон с пулей 11 в патроннике. Переходной элемент, т.е. клин 9 или кулачок 10 (см. фиг.3), выступает вниз, частично находясь на траектории затвора 5, опирается на раму 2 затвора и упирается в заднюю скошенную поверхность противовеса 6 и в таковую же затвора 5. Возвратная пружина 7 впереди упирается в упор 12 затвора 5 и одновременно в передний упор 13 ствольной коробки 1, а сзади - в опорную поверхность 14 противовеса 6 и одновременно - в заднюю опорную поверхность 15 ствольной коробки 1. Таким образом, эта пружина контролирует взаимное положение и положение относительно ствольной коробки 1 всех подвижных частей оружия, т.е. переднее положение затвора 5, и тем самым узла 8, и заднее положение противовеса 6, и тем самым нижнее положение переходного элемента.
При выстреле затвор 5 получает ускорение, направленное назад, отжимает переходной элемент вверх, и последний выжимает противовес 6 вперед до тех пор, пока тот своим торцом 18 не ударится в передний упор 19 рамы 2 затвора, передав раме 2 затвора свой импульс. Если, например, углы скосов клина 9 (см. фиг.1 и 2) равны, то путь t, на котором затвор 5 приводит в движение клиновую поверхность противовеса 6, равен полному ходу противовеса 6.
Затвор 5, приходя после выстрела в заднее положение, упирается своей тыльной поверхностью 16 в задний упор 17 рамы 2 затвора; патронник открыт; переходной элемент с траектории затвора 5 отжат и прижимает противовес 6 к переднему упору 19 рамы 2 затвора. Затвор 5, пройдя мимо переходного элемента, запирает этот элемент вместе с противовесом 6. В этот момент узел 8 вместе с противовесом 6 и переходным элементом выступают как единое тело. Возвратная пружина 7 сжата между упором 12 затвора 5 и упором 14 противовеса 6.
Затем возвратная пружина 7 вновь возвращает все подвижные части в их исходные положения, при этом оружие заряжается.
После выстрела пуля 11 начинает двигаться вперед, и одновременно начинают двигаться с разными скоростями все подвижные части оружия. При этом направление движения затвора 5, узла 8 и переходного элемента противоположно направлению движения пули 11. Направление смещения противовеса 6, приводимого в движение затвором 5 через посредство переходного элемента, совпадает с направлением движения пули 11. Ход противовеса 6 рассчитывается так, чтобы он ударял в передний упор 19 рамы 2 затвора в тот момент, когда пуля 11 покидает ствол 3. Благодаря этому происходит взаимная компенсация количеств движения противовеса 6 и узла 8 вместе с переходным элементом. Затвор 5 продолжает движение и своим верхним краем через посредство переходного элемента запирает противовес 6 в его переднем положении, так что в этот момент массы узла 8, противовеса 6 и переходного элемента представляют собой объединенную массу. В момент, когда пуля 11 покидает ствол 3, пороховые газы воздействуют на дульный тормоз 4, который передает объединенной массе узла 8, противовеса 6 и переходного элемента импульс, равный, но противонаправленный импульсу затвора 5. Дульный тормоз 4 должен быть выполнен так, чтобы он передавал объединенной массе требуемый импульс. Такой подбор может быть выполнен только экспериментальным путем, а именно путем пошаговой подгонки дульного тормоза 4. Так как кпд известных дульных тормозов доходит до 70%, а импульс затвора 5 составляет примерно от 15 до 30% импульса пули 11 (в зависимости от соотношения импульсов отдельных подвижных частей оружия и от передаточного числа переходного элемента), взаимная компенсация упомянутых импульсов возможна.
Таким образом, до того как затвор 5 ударится своей тыльной поверхностью 16 в задний упор 17 рамы 2 затвора, масса затвора 5, с одной стороны, и объединенная масса узла 8, противовеса 6 и переходного элемента, с другой, имеют равные, но противонаправленные импульсы. В момент удара все подвижные массы, а именно массы затвора 5, узла 8, переходного элемента и противовеса 6, останавливаются, и начинается обратное прохождение всего цикла, при этом в патронник втягивается новый патрон.
Далее будут описаны происходящие физические процессы. Используемые обозначения:
11
11
m - масса пули 11, v - скорость пули 11 при вылете из ствола,
5
5
m - масса затвора 5, v - скорость затвора 5,
8
8
m - масса узла 8, v - скорость узла 8,
9
m - масса переходного элемента,
6
6
m - масса противовеса 6, v - скорость противовеса 6,
v - скорость затвора 5 и противовеса 6 относительно узла 8 в случае, когда р=q,
р и q - коэффициенты, вводящие передаточные числа переходного элемента, причем всегда выполняется соотношение р+q=2.
Количества движения связаны соотношением
Скорости отдельных подвижных частей оружия даются выражениями
5
8
v=pv+v - соотношение а
8
8
v=v - соотношение b
6
8 -
v=qv-vсоотношение с
Одновременно выполняется следующее соотношение:
откуда
Сравнив соотношение «с» с соотношением (2.1), получим
откуда подстановкой в выражение (1) получаем
8
9
8
6
6
5
5
5
8
9
6
11
11
Поскольку (m+m)v=mv, эти два количества движения взаимно уничтожаются и остается лишь количество движения mv, которое при соответствующем выборе масс m, m, m, m и передаточных коэффициентов р и q может составлять менее 20% от количества движения mv.
5
5
Количество движения mv, влияние сил трения, сопротивления при вытягивании и выбрасывании гильзы, сопротивления при втягивании патрона в патронник и сопротивления пружины ударника компенсируются простым дульным тормозом 4, который монтируется на дульном срезе ствола 3 и имеет соответствующий кпд. Таким образом, ствольная коробка 1 и, собственно, все оружие остается в покое как при одиночных выстрелах, так и при стрельбе очередями, что является результатом полного устранения отдачи.