СБАЛАНСИРОВАННАЯ АВТОМАТИКА СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
BALANCED AUTOMATION OF SMALL ARM WEAPONS

Изобретение относится к автоматике самозарядного и автоматического стрелкового оружия типа пистолет, пистолет-пулемет, пулемет.
В качестве аналога можно представить автоматику пистолета Манлихера 1894 г. [1,74-78 стр.]. Автоматика работает за счет трения пули о нарезы с длинным ходом ствола вперед при неподвижном затворе. в качестве аналога можно представить автоматику пистолета Р-08 [1,238-249 стр] Автоматика работает по принципу отдачи ствола с его коротким ходом. В запирании канала ствола участвуют затвор, шатун, мотыль, это кривошипно-шатунный механизм, который позволят уменьшить скорость затвора в переднем крайнем положении при его встрече со стволом. Эти особенности аналогов будут использованы в дальнейшем.
Наиболее близким по технической сути или прототипом является автоматика АЕК-973 или АК-108, где реализована схема со сбалансированной автоматикой на основе газового двигателя. В узел автоматики добавлен балансир, соответствующий по массе затворной группе. Затворная рама и балансир связаны через зубчатые рейки и шестерню, ось которой укреплена в ствольной коробке. Поршни рамы и балансира играют роль передней и задней стенок газовой камеры. В момент выстрела под давлением пороховых газов они начинают одновременно двигаться в противоположных направлениях с равными скоростями, и импульсы их движения компенсируют друг друга. В результате смещение оружия, вызванное работой автоматики, получается минимальным. Кучность стрельбы очередями из неустойчивых положений заметно улучшается, превосходя аналогичную у АК 74 в 1,5-2 раза. Наличие балансира в автоматике увеличит массу оружия, а наличие высших пар в виде зубчатых реек и зубчатого колеса снижает надежность его. Следовательно, автоматика определяет сложную и дорогую конструкцию оружия.
Задачей изобретения является при сохранении достоинств таких прототипа, как сбалансированная автоматика оружия, увеличение надежности автоматики, предложив ее из деталей низших пар, при уменьшении массы оружия.
Указанный технический результат достигается тем, что в качестве балансира используется подвижный, вперед, ствол со ствольной коробкой для откатывающийся затворной группы, а для привода заявляемой автоматики используется как разные по конструкции кривошипно-шатунные механизмы с мотылем на раме оружия, так и классические зубчатые рейки и шестерни, при этом используется как автоматика со свободным затвором, так и газоотводной системой со штоком и поршнем..
Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая автоматика стрелкового оружия имеет меньше массу и надежнее в сравнении с прототипом. Автору не известна подобная конструкция сбалансированной автоматики при откате ствола с его коротким ходом вперед. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию « новизна ».
Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить в нем признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».
Сущность технического решения подтвеждается чертежами (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4, Фиг. 5) на которых представлены варианты конструкции заявляемой автоматики оружия. На фиг. 1 рама оружия 1, ствол со ствольной коробкой 2, затворная рама 4 с затвором 3, ось мотыля 5, кривошип мотыля 9 затворной рамы 4, шатун мотыля 8 затворной рамы 4, кривошип мотыля 6 ствола со ствольной коробкой 2, шатун мотыля 7 ствола со ствольной коробкой 2. Длина шатуна 8 меньше или равна длине кривошипа мотыля 9, а длина шатуна 7 меньше или равна длине кривошипа мотыля 6. В момент выстрела усилие отката через шатун 8, кривошип мотыля 9, кривошип мотыля 6, шатун 5 действует одновременно как усилие для движения ствола со ствольной коробкой вперед. Следовательно, затворная рама 4 начинает движения назад, а ствол со ствольной коробкой 2 вперед.
В момент выстрела под давлением пороховых газов и трения пули о нарезы ствола они начинают одновременно двигаться в противоположных направлениях с разными скоростями, с разными массами на плечах мотыля 6, 9. Следовательно, если плечи мотыля 9, 6 и шатун 8 и шатун 7 имеют равные углы, что определит подобные планы скоростей шатунной группы 3, 4 и ствола со ствольной коробкой 2, а длины кривошипов мотыля 6, 9 обратно пропорциональны приведенным массам шатунной группы 3, 4 и ствола со ствольной коробкой 2, то эти импульсы их движения компенсируют друг друга [3, 405-421 стр.]. Исключая массу затвора 3, который начинает движения совместно со стволом и ствольной коробкой 2, продолжает совместно с затворной рамой 4, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 2 представлена конструкция оружия с газоотводной системой поршнем и штоком при конструкции автоматики аналогичной на фиг. 1. На фиг. 2 представлен ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 11, затвор 12, затворная рама с поршнем и штоком 13, рама оружия 10 с осью мотыля 14, кривошип мотыля 18 затворной группы 12, 13, кривошип мотыля 15 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 11, шатун 16 затворной группы 12, 13, шатун 17 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 11. В момент выстрела, под давлением пороховых газов на газоотводную систему и трения пули о нарезы ствола, ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 11 начинает двигаться вперед, а под давлением пороховых газов на затвор, поршень, шток, затворную раму в противоположном направлении затворная группа 12, 13, с разными скоростями определяемыми соотношением длин кривошипов 15, 18 мотыля. Автоматика, их действия на фиг. 2 и фиг. 1 одинаковые. Следовательно, вне зависимости от типа с газоотводной системой или без ее, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 4 представлена конструкция оружия с газоотводной системой поршнем и штоком, где рама оружия 26, ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 27, затворная рама со штоком, поршнем и затвором 28, ось мотыля 29, кривошип мотыля затворной группы 30, кривошип мотыля ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 32, шатун 31 затворной группы 30, шатун 33 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 32. Длина шатуна 33 больше длины кривошипа 32, длина шатуна 31 больше длины кривошипа 30, а соотношение их длин равны, равны углы между ними. Следовательно, планы скоростей ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 27 и затворной группой 30 подобны и по величине обратно пропорциональны их приведенным массам. Следовательно, вне зависимости от типа с газоотводной системой или без ее, типа кривошипно-шатунного механизма, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 5 представлена конструкция оружия, где рама оружия 34 с осью мотыля 37 на ней, ствол со ствольной коробкой 35, затворная группа 36, кулиса затворной группы 38, шатун затворной группы 42, кривошип мотыля затворной группы 39, шатун кулисы затворной группы 43, кривошип мотыля ствола со ствольной коробкой 40, шатун ствола со ствольной коробкой 41. На фиг. 5 не представлен вариант с оружия со второй кулисой, подобной кулисы 38, для кривошипа мотыля 40 и шатуна 41 ствола со ствольной коробкой, что сделает автоматику сбалансированной. Следовательно, на фиг. 5 частично сбалансированной автоматики, но позволяющий уже с одной кулисой 38 уменьшить скорость встречи ствола со ствольной коробкой 35 и затворной группы 36, которая допускает поворот мотыля близкий к мертвой точке без риска сбоя в работе автоматики. На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5 представлены варианты сбалансированной или частично сбалансированной автоматики оружия, где вне зависимости от газоотводной системы со штоком и поршнем или без них, при применении в качестве балансира подвижный, вперед, ствол со ствольной коробкой для откатывающийся затворной группы, а для привода заявляемой автоматики используется как разные по конструкции кривошипно-шатунные механизмы, но при подобных планов скоростей шатунной группы и ствола со ствольной коробкой, а длинах кривошипов мотыля затворной группы и кривошипа мотыля ствола обратно пропорциональных приведенным массам затворной группы и ствола со ствольной коробкой, то импульсы их движения компенсируют друг друга [3, 405-421 стр.]. Следовательно, представлены варианты сбалансированной или частично сбалансированной автоматики оружия, при этом уменьшается масса в сравнении с прототипом, увеличится надежность, уменьшится стоимость автоматики. Заявляемая автоматика может использоваться в пистолете-пулемете и пулемете.
Для понимания сущности технического решения, предлагаемого автором, приведу подробное описание конструкции и работы заявляемой автоматики стрелкового оружия. На фиг. 3 представлена конструкция и принцип действия заявляемой автоматики оружия на примере автоматики подобной прототипам, где ствол 20 со ствольной коробкой 24, затвор 21, рама оружия 19 с осью зубчатых колес 22, зубчатое колесо 25 через зубчатую рейку соединено со ствольной коробкой 24 и стволом 20, зубчатое колесо 23 через зубчатую рейку соединено с затвором 21. Подобный план скоростей обеспечивают зубчатые зацепления ствольной коробки 24 и затвора 21 через общую ось зубчатых колес 23 и 25, а соотношение начальных окружностей зубчатых колес 23 и 25 обратное соотношению приведенных масс затворной группы и ствола со ствольной коробкой обеспечат баланс масс, равенство маховых моментов, затвора 21 и ствола 20 со ствольной коробкой 24 [3, 405-421 стр.]. На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5 представлены варианты конструкции заявляемой автоматики оружия. На фиг. 1 рама оружия 1, ствол со ствольной коробкой 2, затворная рама 4 с затвором 3, ось мотыля 5, кривошип мотыля 9 затворной рамы 4, шатун мотыля 8 затворной рамы 4, кривошип мотыля 6 ствола со ствольной коробкой 2, шатун мотыля 7 ствола со ствольной коробкой 2. Длина шатуна 8 меньше или равна длине кривошипа мотыля 9, а длина шатуна 7 меньше или равна длине кривошипа мотыля 6. В момент выстрела усилие отката через шатун 8, кривошип мотыля 9, кривошип мотыля 6, шатун 5 действует одновременно как усилие для движения ствола со ствольной коробкой вперед. Следовательно, затворная рама 4 начинает движения назад, а ствол со ствольной коробкой 2 вперед. В момент выстрела под давлением пороховых газов и трения пули о нарезы ствола они начинают одновременно двигаться в противоположных направлениях с разными скоростями, с разными массами на плечах мотыля 6, 9. Следовательно, если плечи мотыля 9, 6 и шатун 8 и шатун 7 имеют равные углы, что определит подобные планы скоростей шатунной группы 3, 4 и ствола со ствольной коробкой 2, а длины кривошипов мотыля 6, 9 обратно пропорциональны приведенным массам шатунной группы 3, 4 и ствола со ствольной коробкой 2, то эти импульсы их движения компенсируют друг друга [3, 405-421 стр.]. Исключая массу затвора 3, который начинает движения совместно со стволом и ствольной коробкой 2, продолжает совместно с затворной рамой 4, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 2 представлена конструкция оружия с газоотводной системой поршнем и штоком при конструкции автоматики аналогичной на фиг. 1. На фиг. 2 представлен ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 11, затвор 12, затворная рама с поршнем и штоком 13, рама оружия 10, ось мотыля 14, кривошип мотыля 18 затворной группы 12, 13, кривошип мотыля 15 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 11, шатун 16 затворной группы 12, 13, шатун 17 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 11. В момент выстрела, под давлением пороховых газов на газоотводную систему и трения пули о нарезы ствола, ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 11 начинает двигаться вперед, а под давлением пороховых газов на затвор, поршень, шток, затворную раму в противоположном направлении затворная группа 12, 13, с разными скоростями определяемыми соотношением длин кривошипов 15, 18 мотыля. Автоматика, их действия на фиг. 2 и фиг. 1 одинаковые. Следовательно, вне зависимости от типа с газоотводной системой или без ее, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 4 представлена конструкция оружия с газоотводной системой поршнем и штоком, где рама оружия 26, ствол со ствольной коробкой и газоотводной системой 27, затворная рама со штоком, поршнем и затвором 28, ось мотыля 29, кривошип мотыля затворной группы 30, кривошип мотыля ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 32, шатун 31 затворной группы 30, шатун 33 ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 32. Длина шатуна 33 больше длины кривошипа 32, длина шатуна 31 больше длины кривошипа 30, а соотношение их длин равны, равны углы между ними. Следовательно, планы скоростей ствола со ствольной коробкой и газоотводной системой 27 и затворной группой 30 подобны и по величине обратно пропорциональны их приведенным массам. Следовательно, вне зависимости от типа с газоотводной системой или без ее, типа кривошипно-шатунного механизма, это сбалансированная автоматика.
На фиг. 5 представлена конструкция оружия, где рама оружия 34 с осью мотыля 37 на ней, ствол со ствольной коробкой 35, затворная группа 36, кулиса затворной группы 38, шатун затворной группы 42, кривошип мотыля затворной группы 39, шатун кулисы затворной группы 43, кривошип мотыля ствола со ствольной коробкой 40, шатун ствола со ствольной коробкой 41. На фиг. 5 не представлен вариант с оружия со второй кулисой, подобной кулисы 38, для кривошипа мотыля 40 и шатуна 41 ствола со ствольной коробкой, что сделает автоматику сбалансированной. Следовательно, на фиг. 5 вариант частично сбалансированной автоматики, но позволяющий уже с одной кулисой 38 уменьшить скорость встречи ствола со ствольной коробкой 35 и затворной группы 36, которая допускает поворот мотыля близкий к мертвой точке без риска сбоя в работе автоматики.
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 представлены варианты сбалансированной или частично сбалансированной автоматики оружия, где вне зависимости от газоотводной системы со штоком и поршнем или без них, при применении в качестве балансира подвижный, вперед, ствол со ствольной коробкой для откатывающийся затворной группы, а для привода заявляемой автоматики используется как разные по конструкции кривошипно-шатунные механизмы или классические зубчатые рейки и шестерни, как у прототипа, но при подобных планов скоростей шатунной группы и ствола со ствольной коробкой, а длинах кривошипов мотыля затворной группы и кривошипа мотыля ствола обратно пропорциональны приведенным массам затворной группы и ствола со ствольной коробкой, или начальных диаметров шестерен их, то импульсы их движения компенсируют друг друга [3, 405-421 стр.]. Следовательно, уменьшается масса в сравнении с прототипом, увеличится надежность, уменьшится стоимость автоматики. Следовательно, заявляемая автоматика не имеет балансира, легко адаптируется ко многим типам компановки стрелкового оружия, состоит из деталей низших пар, вместо высших пар у прототипа.
Точность изготовления меньше, величина зазоров между деталями из низших пар больше в сравнении с прототипами. Следовательно, заявляемая автоматика мало чувствительна к запыленности и загрязнению, и легко адаптируется ко многим типам компановки стрелкового оружия.
Следовательно, расширяется диапазон применения, увеличится надежность автоматики в условиях запыленности, уменьшается ее стоимость в сравнении с прототипом, что сделает применение заявляемой сбалансированной автоматики стрелкового оружия при производстве оружия экономически эффективным.
Источники информации, принятые во внимание при написании:
1. Ф.К. Бабак. Пистолеты и револьверы мира. - М.: Полигон. 2005. 640 с.
2. Автоматы АЕК-973 и АК-108. - Википедия.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов. - М.: Наука, 1967. 719 с