САМОЗАРЯДНОЕ ОРУЖИЕ
AUTOLOADING GUN

Изобретение относится к стрелковому оружию, а именно к автоматическому и полуавтоматическому самозарядному оружию, и может быть использовано в ружьях с механизмом автоматического перезаряжания, приводимым в действие энергией метательного заряда.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом является индивидуальное огнестрельное оружие, такое как винтовка, содержащее: корпус, в котором находится рабочая камера, имеющая упор; ствол, проходящий главным образом вдоль оси (X) ствола между свободным дистальным концом для выпуска газов при выстреле и противоположным проксимальным концом, в котором имеется патронник, находящийся в зацеплении с корпусом, причем упомянутый ствол скользит в осевом направлении относительно упомянутого корпуса; автоматическая система действия для выполнения цикла открывания, извлечения корпуса стреляной гильзы и загрузки нового патрона после выстрела предыдущего патрона, причем упомянутая система содержит: а) каретку, помешенную в рабочей камере корпуса, скользящую в осевом направлении в упомянутой камере; b) затвор, соединяемый с проксимальным концом ствола с возможностью разъединения, пригодный для закрывания патронника; с) упругий элемент, сжимаемый между кареткой и затвором; в котором в конфигурации огнестрельного оружия, готового к выстрелу, с пулей в стволе, затвор имеет свободный ход сжатия для сжатия упругого элемента и ствол имеет свободный ход при выстреле относительно упора рабочей камеры (См. RU 2580604 С1, кл. H02J 3/00).
Известное огнестрельное оружие является, по сути, автоматической системой перезаряжания, осуществленной на принципе использования накопленной упругим элементом энергии для отката затворной рамы с затвором в заднее положение, известным из конструкции инерционных полуавтоматических ружей семейства «Бенелли» (Италия), дополненным возможностью короткого хода ствола.
Характерным негативным свойством известного решения, как и других инерционных систем до настоящего времени, является наличие многократного отскока каретки с затвором в процессе выстрела, а именно, в конце наката, в момент их прихода под действием возвратной пружины в крайнее переднее положение в связи с наличием возможности осевого скольжения каретки относительно затвора и сжатия упругого элемента между затвором и кареткой, с последующим повторным накатом. Причем отскок и повторный накат могут характеризоваться как периодический затухающий процесс, то есть отскок каретки после выстрела может происходить многократно.
Указанный отскок каретки с затвором с непредсказуемыми частотой и амплитудой требует принятия специальных мер, например, таких как выполнение специальной винтовой поверхности с малым шагом для поворота затвора при запирании патронника ствола или обеспечение наката затворной рамы с затвором по винтовой поверхности в накате с целью увеличения потери энергии за счет возрастания сил трения замедлителей хода затворной рамы или же в простейшем случае использование слабой возвратной пружины, уменьшающей сжатие упругого элемента в накате и, соответственно величину отскока. Указанные меры должны предусматривать точную настройку механизма автоматического перезаряжания для минимизации влияния отскока с тем, чтобы обеспечить накат каретки с затвором в их исходное положение со строго определенным минимальным энергетическим запасом. При этом кинетическая энергия каретки в откате не должна быть ниже порогового значения, требуемого для срабатывания соответствующих механизмов автоматики.
Однако указанные меры не могут быть эффективными в затрудненных условиях эксплуатации, а именно при резких колебаниях температуры, при отрицательных температурах, обледенении или загрязнении механизмов оружия, что снижает надежность работы его автоматики. Не возврат или несвоевременный возврат затвора с кареткой в исходное положение при наличии отскока, а также недостижение ими исходного положения исключает возможность накала капсюля бойком, что приводит к сбою в стрельбе.
Наличие явления отскока ограничивает также возможность применения более мощной возвратной пружины каретки с затвором, что влечет появление задержек в работе патроноподающего механизма в процессе подачи очередного патрона в патронник ствола в различных условиях эксплуатации.
Кроме того, ограничение расхода энергии на работу механизма перезаряжания, обусловленное необходимостью использования маломощной возвратной пружины, делает отдачу более острой и резкой, уменьшая удобство и комфортность использования оружия.
Таким образом, наличие явления отскока приводит к снижению надежности использования оружия, усложнению его конструкции, снижает удобство и комфортность его использования.
Еще одним недостатком является низкая технологичность изготовления, обусловленная необходимостью выполнения выступа, ограничивающего осевое перемещение ствола в рабочей камере, то есть внутри коробки. Указанный выступ предназначен для взаимодействия с казенником ствола и должен выдерживать значительные ударные нагрузки, обусловленные откатом ствола, которые не должны сопровождаться образованием наклепа.
Так как указанный выступ находится внутри коробки, то выполнен он может быть из материала самой коробки, однако исходя из требований прочности материалов, используемых в настоящее время для изготовления коробки, выполнение такого выступа, обеспечивающего необходимую площадь контакта с казенником, является технологически сложной задачей. Более того, в случае изготовлении коробки штампосварным способом, когда коробка штампуется из листового проката, например, стали, титана или упрочненного алюминиевого сплава, изготовить в коробке подобный упор, выдерживающий ударные взаимодействия с казенником ствола, не представляется возможным.
Техническим результатом является повышение надежности функционирования и технологичности изготовления оружия, обеспечение благоприятной отдачи в процессе стрельбы, а также упрощение конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в самозарядном оружии, содержащем ствол с патронником, скрепленный с казенником и установленный в коробке с возможностью осевого перемещения в ней, цевье и механизм автоматики для отпирания и запирания патронника ствола, извлечения стреляной гильзы, взведения курка ударноспускового механизма, подачи патрона в патронник ствола, включающий затворную раму, выполненную с возможностью осевого перемещения в коробке, затвор, выполненный с возможностью осевого перемещения в канале затворной рамы, упругий элемент, размещенный в канале затворной рамы, величина хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката затвора больше величины хода рабочего сжатия упругого элемента, перемещение затворной рамы в накате ограничено взаимодействием с коробкой в крайнем переднем положении затворной рамы, ограничивающим перемещение затвора в ней, а казенник снабжен ограничителем хода ствола для взаимодействия ствола с торцевой поверхностью коробки в своем крайнем заднем положении.
Кроме того:
- ограничитель хода ствола выполнен в нижней части казенника и закрыт цевьем;
- возврат ствола в исходное положение обеспечивает пружина ствола;
- возврат затворной рамы в исходное положение обеспечивает возвратная пружина;
- казенник ствола снабжен выступами к оси ствола, разнесенными по углу, а затвор снабжен соответствующим боевыми упорами от оси ствола для отпирания и запирания патронника ствола посредством поворота затвора;
- затвор имеет фигурный выступ для взаимодействия с затворной рамой, с возможностью преобразования поступательного движения затворной рамы во вращательное движение затвора;
- затворная рама и затвор имеют отверстия с возможностью осевого перемещения в них бойка;
- самозарядное оружие может быть выполнено в виде ружья или винтовки, или пистолета-пулемета.
Самозарядное оружие поясняется с помощью чертежей, раскрывающих его на конкретном примере самозарядного ружья, где на Фиг. 1 показана схема расположения деталей оружия в исходном состоянии, перед выстрелом, на Фиг. 2 - схема расположения деталей оружия при частично выбранном в результате выстрела, ходе ствола, к моменту завершении рабочего сжатия упругого элемента, и перед началом движения затворной рамы, на Фиг. 3 - схема расположения деталей оружия в момент упора ствола в коробку, перед началом разжимающего движения упругого элемента.
На чертежах сделаны следующие обозначения.
1 - ствол, 2 - патронник, 3 - коробка, 4 - затворная рама, 5 - затвор, 6 - упругий элемент, 7 - муфта ствола, 8 - колпачок цевья, 9 - ограничитель хода ствола, 10 - величина осевого хода ствола, 11 - величина осевого хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката затвора, 12 - толкатель возвратной пружины, 13 - корпус магазина, 14 - цевье, 15 - казенная часть ствола (казенник), 16 - ось ствола, 17 - боек, 18 - отверстие в затворе для скольжения бойка, 19 - место взаимодействия коробки с затворной рамой при ее возврате в исходное положение, 20 - пружина ствола, 21 - удлинитель магазина.
Самозарядное оружие содержит подпружиненный пружиной 20 ствола ствол 1 с патронником 2, скрепленный с казенником 15. установленный в коробке 3 с возможностью короткого осевого перемещения относительно коробки в процессе выстрела, цевье 14, механизм автоматики для отпирания и запирания патронника ствола, извлечения стреляной гильзы, взведения курка ударноспускового механизма, подачи патрона в патронник ствола, включающий подпружиненную возвратной пружиной затворную раму 4, выполненную с возможностью осевого перемещения в коробке, затвор 5, выполненный с возможностью осевого перемещения в канале затворной рамы и упругий элемент 6, размещенный в канале затворной рамы. При этом величина хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента 6 в откате больше величины хода рабочего сжатия упругого элемента. Затворная рама 4 выполнена с возможностью взаимодействия с коробкой 3, которое препятствует перемещению вперед затворной рамы относительно коробки по окончании наката при возврате затворной рамы в свое крайнее переднее положение и таким образом, ограничивая перемещение в ней затвора и исключая сжатие упругого элемента.
Казенник имеет ограничитель 9 хода ствола, для упора в торцевую поверхность коробки при нахождении ствола в своем крайнем заднем положении. Ограничитель хода ствола выполнен в нижней части казенника, а место взаимодействия ограничителя хода ствола с коробкой закрыто цевьем.
Казенник снабжен выступами к оси ствола, разнесенными по углу, а затвор снабжен соответствующими боевыми упорами от оси ствола для отпирания и запирания патронника ствола посредством поворота затвора.
Затвор имеет выступ с фигурной поверхностью, находящийся в зацеплении с заторной рамой, обеспечивающий возможность преобразования поступательного движения затворной рамы во вращательное движение затвора.
Затворная рама, затвор и упругий элемент имеют соосные отверстия с возможностью осевого перемещения в них бойка.
Упругий элемент 6 выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия, в предпочтительном варианте пакета из тарельчатых элементов (тарельчатых пружин), размещенных в канале затворной рамы. Параметры и количество тарельчатых элементов выбирают из условия обеспечения стабильного рабочего усилия при использовании существующей гаммы патронов определенного калибра.
В конкретном варианте осуществления изобретения, представленном на чертежах, величина 11 хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката затвора меньше величины 10 осевого перемещения ствола. При этом величина 10 осевого перемещения ствола предпочтительно составляет 6 мм, величина 11 хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе выстрела в откате предпочтительно составляет 5 мм, величина хода рабочего сжатия упругого элемента предпочтительно составляет 4 мм.
Оружие имеет подствольный трубчатый магазин для патронов с удлинителем магазина, на котором установлена пружина ствола, размещенная между муфтой 7 ствола и торцем корпуса магазина 13.
Оружие снабжено возвратной пружиной затворной рамы с затвором, размещенной, например, в прикладе.
Здесь и далее крайним передним положением обозначено крайнее положение соответствующей детали в направлении к патроннику или к дульной части ствола, а заднее - крайнее положение в противоположном направлении. Откатом обозначено движение детали в процессе выстрела назад, в сторону приклада, накатом - обратное движение детали, то есть вперед, к патроннику или к дульной части ствола.
Ходом рабочего сжатия упругого элемента здесь и далее обозначена величина, на которую сжимается упругий элемент в затворной раме, от его исходного состояния перед выстрелом до упора откатывающегося затвора в затворную раму.
Работа самозарядного оружия рассмотрена на конкретном примере самозарядного ружья, однако, совокупность признаков изобретения носит общий характер и применима для автоматического и полуавтоматического оружия различного назначения, такого как ружье, карабин, винтовка, пистолет-пулемет.
Самозарядное оружие работает следующим образом.
Ниже рассмотрена работа самозарядного оружия на примере самозарядного ружья.
В исходном состоянии перед выстрелом ствол 1 находится в своем крайнем переднем положении (Фиг. 1), удерживаемый непосредственным действием пружины 20 ствола. Затвор 5, зацепленный со стволом, и затворная рама 4 также находятся в крайнем переднем положении, при этом затворная рама удерживается возвратной пружиной. В заряженном оружии патрон находится в патроннике 2 и после взведения курка ударноспускового механизма оружие готово к выстрелу.
В результате срабатывания ударноспускового механизма боек 17 ударяет по капсюлю патрона, в результате чего воспламеняется порох патрона, т.е происходит выстрел.
Под действием реактивных сил, вылетающих из дульной части ствола заряда и пороховых газов, ствол стремится к откату назад, выбирая величину своего хода. Ствол 1 движется назад вместе с зацепленным с ним затвором, который выбирает величину 11 своего хода в затворной раме при этом воздействует на упругий элемент, сжимая его, после чего упирается в торцевую часть затворной рамы (Фиг. 2).
Суммарная величина 11 хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката затвора складывается из величины хода выбора определенного зазора, включающего в себя, в том числе осевой люфт или иначе «зеркальный зазор» узла запирания затвора в казеннике ствола, технологические погрешности изготовления взаимодействующих деталей конструкции и необходимый запас хода на их износ, и величины хода рабочего сжатия упругого элемента.
Так как величина хода затвора в затворной раме до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката затвора меньше величины 10 осевого хода ствола, то дальнейшее движение ствола приводит к началу движения затворной рамы, на которую ствол воздействует через затвор.
Движение ствола продолжается до его упора ограничителем 9 перемещения ствола в торцевую поверхность коробки (Фиг. 3). В этот момент ствол прекращает толкать затворную раму, передав ей до этого импульс кинетической энергии отката.
Дальше в процессе отката затворная рама движется благодаря своей инерции и высвобождающейся энергии разжимающегося упругого элемента. Двигаясь в откате назад, затворная рама через толкатель возвратной пружины сжимает возвратную пружину, а ствол в это время под действием упругого элемента и пружины ствола возвращается в свое исходное, т.е. крайнее переднее положение. При этом затвор расцепляется со стволом, обеспечивая открывание патронника ствола, и присоединяется к затворной раме.
По достижению своего крайнего заднего положения затворная рама с затвором под действием возвратной пружины начинает движение в обратном направлении - к патроннику ствола, т.е. осуществляет накат. В процессе отката и наката затворной рамы с затвором обеспечивается срабатывание соответствующих механизмов автоматики, в том числе механизмов извлечения и отражения стреляной гильзы, взведение курка ударноспускового механизма и подача патрона в патронник ствола.
Накат затворной рамы прекращается упором в коробку, в крайнем ее переднем положении, исключающем дальнейшее перемещение затворной рамы вперед. Затвор опять сцепляется со стволом. При этом, так как ствол уже находится в своем крайнем переднем положении, то сцепленный с ним затвор также занимает свое крайнее переднее положение, в котором исключается его взаимодействие с упругим элементом благодаря наличию ограничения перемещения затворной рамы в ее крайнем переднем положении.
Таким образом, предусмотренная величина хода затвора в затворной раме совместно с наличием взаимодействия затворной рамы с коробкой в конце ее наката исключают возможность взаимодействия затворной рамы, в конечной точке ее обратного движения, с упругим элементом, т.е исключают возможность сжатия упругого элемента в крайнем переднем положении затворной рамы в конце ее наката. В результате, затворная рама, подпружиненная возвратной пружиной, при упоре в коробку не испытывает воздействий, приводящих к отскоку, и останавливается сразу.
Возврат затворной рамы в переднее положение завершает срабатывание механизмов перезаряжания и подготовку оружия к новому выстрелу.
Превышение величины хода затвора относительно затворной рамы до завершения рабочего сжатия упругого элемента в процессе отката, величины рабочего сжатия упругого элемента гарантированно исключает возможность его сжатия в конечной точке наката затворной рамы даже при наличии разброса в допусках изготовления деталей оружия, что в свою очередь обеспечивает высокую надежность эксплуатации, а также увеличивает возможности по взаимозаменяемости деталей оружия.
Надежная и быстрая остановка затворной рамы, исключающая возможность отскоков после завершения наката, позволяет использовать возвратные пружины необходимой мощности, которые обеспечивают не только надежную, без задержек работу механизмов перезаряжания, но также позволяют снизить резкость и остроту отдачи, обусловленной ударом затворной рамы с затвором в коробку при откате, что в результате делает использование оружия более удобным и комфортным.
Надежная остановка затворной рамы в конце наката, исключающая возможность отскоков затворной рамы с затвором, исключает необходимость принятия дополнительных мер по устранению явления отскока, что позволяет обойтись без использования дополнительных механизмов плавного торможения затворной рамы и затвора в процессе наката и выполнить оружие конструктивно проще и технологичней.
Конструкция оружия обеспечивает возможность установки затворной рамы с затвором в коробку с уже установленным в ней стволом, что позволяет технологически легко обеспечить возможность взаимодействия затворной рамы с коробкой в крайнем переднем положении затворной рамы и обеспечить при этом необходимую площадь контакта их взаимодействия.
Выполнение казенника с ограничителем хода ствола, взаимодействующим с торцевой поверхностью коробки при нахождении ствола в своем крайнем заднем положении, позволяет использовать для изготовления коробки листовой прокатный материал и исключить технологически сложную механическую обработку внутренней части коробки для формирования ограничительного упора, т.е. упростить изготовление коробки, а также снизить требования по прочности к материалам для ее изготовления.
Испытания опытных образцов показали, что самозарядное оружие обеспечивает надежную работу автоматики и благоприятную отдачу в различных условиях эксплуатации, а также обладает повышенной живучестью и простой конструкцией.
Самозарядное оружие может быть изготовлено с помощью стандартного оборудования с использованием металла, дерева, пластика и пр. стандартных материалов.
Таким образом, самозарядное оружие имеет более высокую надежность функционирования и более технологично в изготовлении, более удобно при использовании и обладает более благоприятной отдачей, а также имеет более простую конструкцию.