ЗАПИРАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ
LOCKING MECHANISM

Изобретение относится к стрелковому оружию и может быть применено в пистолетах, пистолетах-пулеметах, автоматических винтовках, автоматах, пулеметах, и др.
За ближайший аналог принят наиболее близкий по технической сущности к заявленному изобретению запирающий механизм, содержащий: ствол, стойку ствола, головку газового поршня с газовым поршнем, размещенным в отверстии в стенке пульного входа патронника и выполненным с возможностью короткого возвратно поступательного движения, устройство направления движения газового поршня, механизм возврата газового поршня в исходное положение, затвор с боевым уступом (журнал «Калашников. Оружие, боеприпасы, снаряжение» №9 / 2006 г. Статья Юрия Пономарева «автомат Хорна» стр. 20-26).
Недостатками известного запирающего механизма являются большие размеры газового поршня, увеличивающие размеры запирающего механизма в целом и повышенная масса затвора. Ударные нагрузки от движения которого отражаются на кучности стрельбы, а его вес - на весе оружия в целом.
Большие размеры газового поршня обусловлены действием большой силы со стороны затвора непосредственно на головку газового поршня, во время выстрела. Чтобы противостоять этой силе действующей со стороны затвора сила, действующая со стороны газового поршня на затвор, должна быть приблизительно равной ей. А т.к. сила, действующая со стороны затвора на головку газового поршня прямо пропорциональна диаметру дна гильзы, то диаметр газового поршня тоже будет приблизительно равен диаметру дна гильзы. Коэффициентом пропорциональности здесь является величина давления пороховых газов в канале ствола. При этом, результирующая сила, действующая на затвор все же велика и он должен иметь повышенную массу чтобы уменьшить скорость своего отката. В связи с вышеперечисленным, газовый поршень имеет большие размеры, а затвор повышенную массу.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения компактности запирающего механизма и уменьшения массы затвора за счет перераспределения силы действующей на газовый поршень от отдачи затвора при помощи использования боевого упора.
Для достижения этого технического результата в предлагаемом запирающем механизме, содержащем ствол, стойку ствола, головку газового поршня с газовым поршнем, размещенным в отверстии в стенке пульного входа патронника и выполненным с возможностью короткого возвратно поступательного движения, устройство направления движения газового поршня, механизм возврата газового поршня в исходное положение, затвор с боевым уступом, предлагается запирающий механизм дополнительно снабдить боевым упором, прикрепленным к стойке ствола при помощи оси с возможностью поворота, от взаимодействия, во время выстрела, с боевым уступом затвора, при этом, боевой упор выполнить связанным с газовым поршнем, противодействующем повороту боевого упора.
Отличительными признаками предлагаемого запирающего механизма от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что запирающий механизм дополнительно снабжен боевым упором, прикрепленным к стойке ствола при помощи оси с возможностью поворота, от взаимодействия, во время выстрела, с боевым уступом затвора при этом боевой упор выполнен связанным с газовым поршнем, противодействующем повороту боевого упора.
Благодаря тому, что предлагаемый запирающий механизм снабжен боевым упором, прикрепленным к стойке ствола при помощи оси с возможностью поворота, от взаимодействия, во время выстрела, с боевым уступом затвора, происходит перераспределение силы действующей на газовый поршень от отдачи затвора при помощи использования боевого упора. Боевой упор воспринимает на себя основную силу отдачи, действующую со стороны затвора. Сила, которая стремится повернуть боевой упор, является производной от основной силы отдачи, действующей со стороны затвора на боевой упор. По величине эта сила, приблизительно, на порядок ниже основной силы отдачи, действующей со стороны затвора на боевой упор. Именно этой, относительно небольшой силе, поворачивающей боевой упор, противодействует газовый поршень, связанный с боевым упором.
Размеры площади газового поршня меньше чем у ближайшего аналога потому, что в заявленном запирающем механизме газовый поршень компенсирует меньшую силу по величине, чем у ближайшего аналога. А так как величина противодействующей силы прямо пропорциональна размерам площади газового поршня (сила равна произведению величины давления пороховых газов на площадь газового поршня), то отсюда - чем меньше сила, тем меньше, необходимая для ее создания площадь газового поршня.
Боевой упор, воспринимающий, во время выстрела, на себя основную силу отдачи, действующую со стороны затвора, удерживает затвор практически неподвижным до тех пор, пока давление газов в канале ствола упадет до величины, обеспечивающей нужную скорость отката затвора с заданной массой. Поэтому повышенная масса затвора не нужна и затвор обладает меньшей массой чем у прототипа.
Таким образом, достигается повышение компактности запирающего механизма и уменьшения массы затвора.
Устройство для направления движения газового поршня может быть выполнено, например, в виде размещения газового поршня в отверстии в стенке пульного входа патронника, а его головки - в прорези стойки ствола, с возможностью возвратно-поступательного движения газового поршня. Движение газового поршня направляется поверхностью отверстия, в котором он размещен. А движение головки газового поршня направляется, в одной плоскости, поверхностями прорези стойки ствола, контактирующими с головкой газового поршня, а в другой плоскости - внутренними боковыми поверхностями П-образного профиля боевого упора, так же контактирующими с головкой газового поршня.
Механизм возврата газового поршня в исходное положение может быть выполнен, например, в виде связи головки газового поршня, при помощи оси головки газового поршня, с внутренними выступами боевого упора, имеющего П-образный профиль в поперечном сечении. Боевой упор поворачивается на своей оси, в результате действия на заднюю часть боевого упора подпружиненного гнетка, размещенного в отверстии в торце затвора, и возвратной пружины затвора. Газовый поршень, будучи связанным с боевым упором, поднимается вместе с поворотом боевого упора и становится на один уровень со стеками канала ствола, т.е. возвращается его в исходное положение.
В зависимости от калибра стрелкового оружия, для увеличения площади контакта газового поршня с пороховыми газами, при необходимости, газовый поршень имеет два варианта исполнения: головка с одним поршнем и головка со спаренными поршнями. В последнем варианте каждый из поршней размещен в своем, отдельном отверстии в стенке пульного входа патронника.
Кроме того, предлагаемый запирающий механизм, при необходимости, размещается блочно: последовательно вдоль длины ствола, диаметрально противоположно друг другу или, если калибр большой, то на одном уровне, радиально по окружности канала ствола.
Предлагаемый запирающий механизм иллюстрируется чертежами, где на:
- фиг. 1 схематично показано положение частей механизма при затворе, находящемся в крайне заднем положении.
- фиг. 2 схематично показано положение частей механизма при затворе, находящемся в крайне переднем положении.
- фиг. 3 изображена фронтальная проекция головки газового поршня выполненного с одним поршнем.
- фиг. 4 изображена профильная проекция головки газового поршня выполненного с одним поршнем.
- фиг. 5 изображена фронтальная проекция головки газового поршня выполненного со спаренными поршнями.
- фиг. 6 изображена профильная проекция головки газового поршня выполненного со спаренными поршнями.
- фиг. 7 изображена фронтальная проекция боевого упора в разрезе.
- фиг. 8 изображена профильная проекция боевого упора.
- фиг. 9 схематично показано положение частей механизма при затворе, находящемся в крайне заднем положении с головкой газового поршня выполненной со спаренными поршнями.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - канал ствола
2 - отверстие в стенке в стенке пульного входа патронника
3 - ствол
4 - головка газового поршня
5 - поршень газовый
6 - упор боевой
7 - уступ боевой затвора
8 - ось боевого упора
9 - часть передняя боевого упора
10 - стойка ствола
11 - прорезь стойки ствола
12 - часть задняя боевого упора
13 - затвор
14 - выступы внутренние боевого упора
15 - ось головки газового поршня
16 - гнеток
17 - пружина гнетка
18 - отверстие в торце затвора
Запирающий механизм (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 9), содержит ствол 3, стойку ствола 10, головку 4 газового поршня с газовым поршнем 5, размещенным в отверстии 2 в стенке пульного входа патронника и выполненным с возможностью короткого возвратно поступательного движения, устройство направления движения газового поршня, механизм возврата газового поршня в исходное положение, затвор 13 с боевым уступом 7.
Запирающий механизм дополнительно снабжен боевым упором 6, прикрепленным к стойке ствола 10 при помощи оси 8 с возможностью поворота, от взаимодействия, во время выстрела, с боевым уступом 7 затвора, при этом боевой упор 6 выполнен связанным с газовым поршнем 5, противодействующем своей головкой 4 повороту боевого упора 6 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 9).
Газовый поршень 5, в зависимости от калибра стрелкового оружия, для увеличения площади поверхности контакта с пороховыми газами, имеет два варианта исполнения: головка 4 с одним поршнем 5 (фиг. 3, фиг. 4) и головка 4 со спаренными поршнями 5 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 9).
Кроме того, предлагаемый запирающий механизм, при необходимости, размещается блочно: последовательно вдоль длины ствола 3, диаметрально противоположно друг другу или, если калибр большой, то на одном уровне, радиально по окружности ствола 3.
Устройство направления движения газового поршня 5 может быть выполнено, например, в виде размещения газового поршня 5 в отверстии 2 в стенке пульного входа патронника, а его головки 4 - в прорези 11 стойки ствола, с возможностью возвратно-поступательного движения газового поршня 5. Движение газового поршня 5 направляется поверхностью отверстия 2, в котором он размещен. А движение головки 4 газового поршня направляется, в одной плоскости, поверхностями прорези 11 стойки ствола, контактирующими с головкой 4 газового поршня, а в другой плоскости - внутренними боковыми поверхностями П-образного профиля боевого упора 6, так же контактирующими с головкой 4 газового поршня (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 9).
Механизм возврата газового поршня 5 в исходное положение может быть выполнен, например, в виде связи головки 4 газового поршня, при помощи оси 15 головки газового поршня, с внутренними выступами 14 боевого упора, имеющего П-образный профиль в поперечном сечении (фиг 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 7, фиг. 8). Поворот боевого упора 6 на оси 8, является результатом действия на заднюю часть 12 боевого упора подпружиненного гнетка 16, размещенного в отверстии 18 в торце затвора 13, и возвратной пружины затвора. Газовый поршень 5 поднимается вместе с поворотом боевого упора 6 и становится на один уровень со стеками канала ствола 1, т.е. возвращается его в исходное положение (фиг. 2).
Газовый поршень 5 имеет два фиксированных положения в отверстии 2 в стенке пульного входа патронника. При закрытом канале ствола затвором 13, газовый поршень 5 расположен заподлицо с внутренней поверхностью канала ствола (фиг. 2). При отведенном затворе 13 в заднее положение газовый поршень 5 выступает внутрь канала ствола 1 из отверстия 2 в стенке пульного входа патронника (фиг. 1, фиг. 9). Поэтому, во время выстрела, с пороховыми газами контактирует только поверхность газового поршня 5, которая находится заподлицо со стенками канала ствола, (фиг. 2). После покидания пулей канала ствола 1, затвор 13 начинает отходить в заднее положение. Боевой уступ 7 затвора (боевой уступ 7 затвора может быть оснащен роликом (фиг. 9)) наезжает на переднюю часть 9 боевого упора и утапливает боевой упор 6. При этом, газовый поршень 5 начинает выдвигаться из отверстия 2 в стенке пульного входа патронника внутрь канала ствола 1, и контактирует с остатками пороховых газов в канале ствола после выстрела (фиг. 1, фиг. 9). Этим самым, достигается уменьшение площадей поверхностей деталей подверженных воздействию нагара. Возможны и другие варианты фиксированных положений газового поршня 5 в отверстии 2 в стенке пульного входа патронника, но, по мнению автора, эти другие варианты будут хуже.
Работа механизма запирания канала ствола осуществляется следующим образом.
Запирающий механизм выполнен в виде боевого упора 6, имеющего в поперечном сечении П-образный профиль (фиг. 7, фиг. 8). Боевой упор 6 прикреплен при помощи оси 8 к стойке ствола 10 с прорезью 11, так что стойка ствола 10 размещается внутри П-образного профиля боевого упора 6. При этом, у боевого упора 6 есть возможность контактировать своей передней частью 9 с боевым уступом 7 затвора, а задней своей частью 12 - с подпружиненным гнетком 16, размещенным в отверстии 18 в торцевой поверхности затвора 13.
При отведении затвора 13 в крайне заднее положение боевой уступ 7 (боевой уступ 7 затвора может быть оснащен роликом (фиг. 9)) затвора наезжает на переднюю часть 9 боевого упора и утапливает боевой упор 6. При этом боевой упор 6, поворачиваясь на оси 8, воздействует своей внутренней поверхностью на головку 4 газового поршня. Газовый поршень 5 немного выходит внутрь канала ствола 1 из отверстия 2 в стенке пульного входа патронника подобно клапану двигателя автомобиля (фиг. 1, фиг. 9). При повороте боевого упора 6 на своей оси 8, его задняя часть12 выходит за габариты стойки 10 ствола (фиг. 1, фиг. 9).
При отпускании затвора 13, он под действием возвратной пружины, начинает сближаться с казенной частью ствола (фиг. 1, фиг. 9). При этом, он выталкивает из магазина очередной патрон и досылает его в патронник. Далее, затвор 13, приближается к казенной части ствола. При этом, подпружиненный гнеток 16, выступающий за пределы торцевой поверхности затвора 13, надавливает на, выступающую за габариты стойки 10 ствола, заднюю часть 12 боевого упора. Гнеток 16 утапливается, его пружина 17 сжимается. Боевой упор 6, поворачиваясь на своей оси 8, входит в контакт передней своей частью 9 с боевым уступом 7 затвора, оставаясь прижатым пружиной гнетка 17 и возвратной пружиной. Дополнительное прижатие задней части 12 боевого упора гнетком 16 с его пружиной 17 необходимо при ведении автоматического огня. Этим самым устраняется отскок затвора 13. При повороте боевого упора 6 ось 15 головки газового поршня, связанная с внутренними выступами 14 боевого упора, поднимает газовый поршень 5 на один уровень со стеками канала ствола 1(фиг. 7, фиг. 8, фиг. 2). При этом, торец газового поршня 5 становится заподлицо со стенками канала ствола 1.
При выстреле, как только пуля пройдет отверстие 2, которое расположено в стенке пульного входа патронника, давление пороховых газов начинает действовать на газовый поршень 5. Сила от давления пороховых газов на газовый поршень 5 передается головкой газового поршня 4 боевому упору 6 и, прижимает переднюю часть 9 боевого упора к боевому уступу 7 затвора, удерживая затвор 13 в запертом положении. При этом, боевой упор 6, препятствуя откату затвора 13, «медленно» поворачивается на своей оси 8, преодолевая сопротивление со стороны газового поршня 5, оказывающего противодействие головкой 4 на боевой упор 6 и замедляющего его поворот (фиг. 2). Когда давление пороховых газов в канале ствола 1 упадет и сила от давления пороховых газов, действующая на затвор 13, снизится до нужной величины боевой упор 6 выйдет из зацепления с боевым уступом 7 затвора и затвор 13 начнет откат (фиг. 1, фиг. 9). К этому времени пуля покинет канал ствола 1. Этот откат некоторое время будет тормозиться силой трения от прижатия боевого упора 6 к поверхности затвора 13. Сила этого прижатия, передается через головку 4 газового поршня боевому упору 6. Эта сила - результат действия остаточного давления пороховых газов в канале ствола 1 на газовый поршень 5. Затвор 13 под действием сил инерции, отойдет в крайне заднее положение и цикл повторится.
Таким образом, предлагаемый запирающий механизм, по сравнению с ближайшим аналогом, более компактный и имеет меньшую массу затвора.