ガス圧作動方式
ピストン等の作動に使用するガスの量を制御することで、他の作動方式より弾薬に合わせた設計がしやすい。また、ガスレギュレーターを備えた銃では、部品の変更等をせずに使用弾薬の発射薬の量に合わせた動作調整が可能となっている。
ガスチューブからの発射ガスがボルトキャリアの内部に充満し、既定値以上の圧力が生じるとボルトキャリアが後退、それによりボルトの固定が解かれてボルトも連動して後退する、という構造で、少量のガスでボルトグループを作動させられるため、DI方式の難点であった「発射薬の量が少なくガス発生量の少ない小口径軽量弾薬では確実な動作が保証されない」といった点を克服しており、ボルトグループの小型化が可能で、銃身とボルト、そしてボルトキャリアを同じ軸線上に配置することができるため、銃全体を小型化できる上、作動時の重心変動を最小限にできるために、体感反動が小さく命中精度の高い自動小銃とすることが可能である、という利点を持っていた。
反面、ボルトグループの内部にガスが流れ込むため、単純なDI式に比べて作動部品が汚損しやすく、構造上ボルトの後方に「バッファーチューブ」と呼ばれるリコイルスプリングを内蔵した筒を配置する必要があり、この部分がレシーバー後部に突き出す形になるため、レシーバー後端(ストックの根本)で左右に折り畳む方式のストックの装備が難しくなるというデメリットがある。確実な作動を求めるには頻繁かつ入念なクリーニングが必要で、手入れが不充分な場合には信頼性が著しく低下する、という問題もある。M16が採用された当初には、アメリカ軍が不適切な発射薬を用いていたため煤の蓄積が進みやすく、作動不良が頻発したという事例がある。
下記は、ロングストロークピストン式の作動模式。
図I 銃身(Barrel)と遊底(Bolt)は、ロッキングブロック(Locking Blok)によって閉鎖結合されている。
図II 薬莢内の発射薬が燃焼して大量の燃焼ガスが発生し、周囲に膨張しようとする圧力が発生する。伸展性を持つ素材で造られている薬莢(Case)は、薬室に密着してガス漏れを防ぐ。同時に、圧力を受けた弾丸は前進を始めるが、薬莢は銃身と閉鎖結合された遊底に阻まれて後退できない。
図III 銃腔内を加速されながら高速で前進する弾丸がガス導入孔を越えると、ガスシリンダー(Gas Cylinder)内に高圧の燃焼ガスが流入し、ガスピストン(Gas Piston)およびボルトキャリア(Bolt Carrier)が後退を開始する。この時ボルトキャリアは後退しているが、遊底は閉鎖されたままの状態にある。
図IV 弾丸が銃口を離れると、銃腔内の燃焼ガスは大気中へ放出され圧力は急激に低下する。