ЗАПИРАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
SMALL-WEAPON LOCKING MECHANISM

Изобретение относится к области стрелкового оружия, а именно к конструкции полусвободных затворов с установленными на них рычагами.
Известно автоматическое оружие с запирающим механизмом, содержащим затвор с симметрично установленными на нем парой двуплечих рычагов, концы которых имеют возможность взаимодействия с наклонной поверхностью пазов ствольной коробки, и скользящей внутри затвора массивной деталью с ударником (см., например, описание к патенту США №2089671 с конвенционным приоритетом от 08.07.1933 г.). Запирающий механизм относится к группе полусвободных затворов. К достоинствам данного запирающего механизма можно отнести компактность и симметричность запирания, а к недостаткам - малую продолжительность этапа перераспределения энергии между затвором и массивной деталью, что негативно сказывается на надежности, а также трение скольжения концов рычагов о стенки ствольной коробки при накате затвора, что вызывает интенсивный износ в этой паре взаимодействия.
Известен запирающий механизм стрелкового оружия содержащий затвор, включающий остов и личинку с симметрично установленными на ней парой роликов, имеющих возможность взаимодействия с наклонными поверхностями упора ствольной коробки, остова, а также с упорной поверхностью личинки (см., например, описание к патенту Германии №955392 с приоритетом от 25.06.1943 г. и описание к дополнительному патенту Германии №976428 с приоритетом от 30.06.1944 г.). Запирающий механизм также относится к группе полусвободных затворов.
Данное техническое решение было реализовано в экспериментальном пулемете MG 45. Для корректной работы запирающего механизма необходимо, чтобы глубина паза в ствольной коробке под ролик была меньше величины его радиуса. Путь выката ролика при отпирании и, следовательно, продолжительность этапа перераспределения энергии между остовом и личинкой, когда происходит схождение роликов, достаточно малы, что негативно сказывается на надежности. Ролик при накате затворной группы скользит по внутренней поверхности ствольной коробки, а при отпирании скользит по поверхностям личинки, упора и остова, что вызывает его интенсивный износ.
Дальнейшее развитие механизм запирания с симметрично расположенными на затворе роликами получил благодаря конструкторам Людвигу Форгримлеру (см., например, описание к патенту Швейцарии №367086 с приоритетом от 24.11.1956 г.), технические решения которого были реализованы, в частности, в штурмовых винтовках Stgw.45 и G3, а также Рудольфу Амслеру (см., например, описания к патентам Швейцарии №339540 с приоритетом от 13.05.1955 г.; №350225 с приоритетом от 05.04.1957 г.; №362341 с приоритетом от 16.10.1958 г.), технические решения которого были реализованы, в частности, в штурмовой винтовке Stgw. 57. Данным системам запирания присущи те же недостатки, что и описанным выше.
Таким образом, в известных конструкциях полусвободных затворов с запиранием роликами, для повышения надежности необходимо увеличение продолжительности этапа перераспределения энергии между личинкой и остовом затвора, то есть необходимо удлинение пути выката ролика S (см. фиг. 1). Этого можно достичь либо увеличив радиус ролика, либо уменьшив угол упора α между его основанием и рабочей поверхностью. Однако увеличение радиуса ролика приведет к увеличению габаритов узла запирания, в частности глубины и ширины паза в ствольной коробке, а уменьшение угла α - снизит передаточное отношение между личинкой и остовом, что недопустимо.
Известно автоматическое оружие, запирающий механизм которого содержит затвор, состоящий из личинки и остова с установленным на нем одноплечим поворотным рычагом, передняя поверхность конца которого имеет возможность взаимодействия с личинкой, а задняя - с упором ствольной коробки (см., например, описание к патенту США №2270683 с конвенционным приоритетом от 14.12.1936 г.). Данный запирающий механизм взят за прототип. Запирающий механизм также относится к группе полусвободных затворов. Такое конструктивное выполнение запирающего механизма позволяет добиться при отпирании достаточно высоких передаточных отношений между личинкой и остовом. Однако остов располагается над личинкой, что увеличивает вертикальные размеры оружия и смещает центр масс затворной группы вверх. Конец запирающего рычага при отпирании скользит по упору ствольной коробки, а при накате затворной группы - по внутренней поверхности ствольной коробки, что вызывает интенсивный износ в этих парах взаимодействия.
Необходимо отметить, что проекция одноплечего поворотного рычага (см. фиг. 2) будет иметь три характерные точки. Точка A будет являться точкой контакта рычага с упором ствольной коробки, точка B - точкой контакта рычага с поверхностью личинки, а точка C - осью одноплечего рычага.
Дальнейшим развитием этой системы запирания являются технические решения по международным заявкам WO 9827396 с приоритетом от 18.12.1996 г., WO 2007137524 с приоритетом от 25.05.2006 г., а также по патенту США №8117957 с приоритетом от 27.01.2011 г. Данным системам запирания присущи те же недостатки, что и их предку.
Целью изобретения является создание запирающего механизма, в котором был бы использован одноплечий рычаг, но который был бы лишен основного недостатка запирающего механизма Франтишека Яничека (см., например, описание к патенту США №2270683) - расположения остова над личинкой, увеличивающего вертикальные размеры оружия, а при парном, симметричном относительно продольной оси затвора расположении одноплечих рычагов на затворе продолжительность этапа перераспределения энергии между личинкой и остовом была бы выше, чем у систем с запиранием парными роликами (см., например, описание к патенту Германии №976428).
Для этого в запирающем механизме стрелкового оружия, содержащем затвор, выполненный в виде личинки и остова с установленным на нем поворотным одноплечим рычагом, имеющим возможность взаимодействия с личинкой и упором ствольной коробки, личинка и остов установлены последовательно, задняя поверхность личинки выполнена клинообразной. Одноплечий рычаг может иметь приблизительно треугольное или Δ-образное очертание в плане. У «рычага-треугольника» ABC (см. фиг. 9) вершина A будет являться точкой контакта рычага с упором ствольной коробки, вершина B - точкой контакта рычага с поверхностью личинки, а вершина C - осью одноплечего рычага. Также, одноплечий рычаг может иметь приблизительно V-образное, Г-образное или T-образное очертание в плане. Такое конструктивное выполнение одноплечего рычага позволит расположить личинку и остов последовательно друг за другом, приблизив центр масс затворной группы к продольной оси ствола оружия и сократив длину узла запирания. Конец рычага, контактирующий с упором, будет более глубоко располагаться относительно упора, что увеличит путь выката S запирающего элемента (рычага).
Упор ствольной коробки может быть выполнен в виде сменного вкладыша, рабочая поверхность которого в плане может быть представлена как прямая, ломаная линия или выпуклая дуга. Замена вкладыша-упора на другой, с иной формой рабочей поверхности и/или углом α между его основанием и рабочей поверхностью, позволит изменять передаточное отношение между личинкой и остовом, что расширит функциональные возможности оружия и повысит его надежность при работе с боеприпасами различной мощности и/или при смене длины ствола оружия.
Поверхность личинки затвора, взаимодействующая с концом одноплечего рычага, в плане может быть представлена как прямая с углом β между ее верхним основанием и рабочей поверхностью, ломаная линия или вогнутая дуга, что, в сочетании с правильно подобранным вкладышем-упором, позволит добиться при отпирании оптимизации этапа перераспределения энергии между личинкой и остовом затвора.
На концах одноплечего рычага, взаимодействующих с личинкой затвора и с упором ствольной коробки, могут быть установлены ролики. Это позволит перейти от трения скольжения к трению качения в контактирующих парах рычаг-личинка и рычаг-упор, что снизит износ и повысит их долговечность.
На фиг. 1 - схема роликового запирания по патенту Германии №955392;
на фиг. 2 - схема рычажного запирания по патенту США №2270683;
на фиг. 3 - запертое положение затвора (поверхности упора и личинки - прямые), схема;
на фиг. 4 - начало отпирания затвора (поверхности упора и личинки - прямые), схема;
на фиг. 5 - незапертое положение затвора (поверхности упора и личинки - прямые), схема;
на фиг. 6 - запертое положение затвора с парными рычагами (поверхности упора и личинки - дугообразные), схема;
на фиг. 7 - начало отпирания затвора с парными рычагами (поверхности упора и личинки - дугообразные), схема;
на фиг. 8 - незапертое положение затвора с парными рычагами (поверхности упора и личинки - дугообразные), схема;
на фиг. 9 - запертое положение затвора (одноплечий рычаг Δ-образного очертания в плане), схема;
на фиг. 10 - запертое положение затвора (одноплечий рычаг Г-образного очертания в плане), схема;
на фиг. 11 - запертое положение затвора (одноплечий рычаг T-образного очертания в плане), схема;
на фиг. 12 - запертое положение затвора (одноплечий рычаг V-образного очертания в плане), схема.
Запирающий механизм содержит затвор, выполненный в виде последовательно установленных личинки 1 и остова 2 со смонтированным на нем одноплечим поворотным рычагом 3, имеющим возможность взаимодействия с клинообразной задней поверхностью личинки 1 и упором 4 ствольной коробки 5.
Запирающий механизм работает следующим образом. Для примера рассмотрим затвор с неподвижно установленным на остове ударником 6, роликами, установленными на конце одноплечего рычага 3, а также со спусковым механизмом (не показан), допускающим стрельбу с заднего шептала.
Оттянув и отпустив рукоятку, связанную с остовом 2 затвора, стрелок ставит оружие на боевой взвод. Для открытия огня стрелок нажимает на спусковой крючок и под действием возвратной пружины 7 остов и личинка начинают движение в направлении патронника ствола 8, извлекая при этом из магазина патрон и направляя его в патронник. При приходе личинки затвора 1 в крайнее переднее положение (патрон в патроннике ствола 8) остов 2 продолжает накат. При этом ролик 9 одноплечего рычага 3 получает возможность, упираясь в заднюю поверхность личинки 1, катиться по ней, поворачивая рычаг 3 и позволяя остову 2 под действием пружины 7 смещаться относительно личинки 1. Также, при этом ролик 10 входит во взаимодействие с упором 4 ствольной коробки 5. При приходе остова 2 в крайнее переднее положение неподвижно установленный на нем ударник 6 разбивает капсюль патрона (см. фиг. 3). Происходит выстрел. Дно гильзы начинает передавать усилие на личинку 1 в направлении отката. Смещаясь назад, личинка 1 передает усилие на ролик 9 рычага 3, пытаясь повернуть его вниз (против часовой стрелки), однако за счет силы противодействия, действующей в месте контакта ролика 10 с упором 4, происходит поворот рычага 3 вверх (по часовой стрелке). Ролик 9 катится по клинообразной поверхности личинки 1, а ролик 10 - по рабочей поверхности упора 4. При этом происходит перераспределение энергии между личинкой 1 и остовом 2. Личинка 1 тормозится, а остов 2 разгоняется и смещается относительно нее (см. фиг. 4). После прекращения взаимодействия ролика 10 с рабочей поверхностью упора 4 остов 2 и личинка 1 начинают откатываться как единое целое (см. фиг. 5). При их откате происходит также выброс стреляной гильзы. При отпущенном спусковом крючке затвор встает на боевой взвод, а при отпущенном - цикл работы повторяется до израсходования боеприпасов в магазине оружия.
Работа запирающего механизма с парными, симметрично расположенными относительно продольной оси затвора, рычагами будет аналогична описанной выше и схематически показана на фиг. 6 - фиг. 8. Отличием будет только наличие в ударно-спусковом механизме курка 11, а на остове 2 - подпружиненного ударника 12, что позволит вести огонь с переднего шептала.
Для удобства сборки-разборки оружия запирающие рычаги, показанные на фиг. 9 - фиг. 12, могут быть выполнены в виде пары накладных элементов, аналогично выполнению запирающих элементов, описанных в патенте США №1333498 (см. поз. 19 на фиг. 14 патента США №1333498). А рычаги, показанные на фиг. 1 - фиг. 8, могут быть установлены на остове аналогично описанной в патенте США №3036500 установке на личинке затвора упоров (см. фиг. 1 и фиг. 2 патента США №3036500).
Конструктивное выполнение затвора в виде последовательно установленных друг за другом личинки и остова позволяет приблизить центр масс затворной группы к продольной оси ствола оружия, что уменьшает величину плеча отдачи, а глубокое расположение конца рычага, контактирующего с упором, - увеличит путь выката S запирающего элемента (рычага), повысив продолжительность этапа перераспределения энергии между личинкой и остовом и, как следствие, надежность. Также, в отличие от прототипа, узел запирания получается коротким.