ОТДАЧА СТВОЛА, ГАЗООТВОД ИЛИ ИНЕРЦИОННАЯ ПРУЖИНА – ЧТО ВЫБРАТЬ?
Двигатель автоматики – узел, сообщающий кинетическую энергию основному звену, это «сердце» автоматического оружия. Он определяет надежность работы образца.
В гладкоствольном (дробовом) оружии на выбор принципа работы, конструкции и параметров двигателя автоматики влияют два существенных фактора, которые связаны с особенностями патрона – источника энергии и для снаряда (пули, дроби), и для двигателя автоматики:
1. Использование пластмассовой или бумажной гильзы требует экстракции при предельно низком давлении;
2. Большое разнообразие вариантов снаряжения (особенно в 12 калибре).
В практике разработки гладкоствольного самозарядного оружия нашли применение следующие принципы работы автоматики:
1. Использование энергии отдачи ствола при длинном ходе ствола;
2. Использование энергии отведенных пороховых газов;
3. Использование энергии отдачи всего оружия.
Использование энергии отдачи при длинном ходе ствола
Длинным считается ход ствола, превышающий длину патрона. При этом ствол с запертым затвором совместно откатываются до крайнего заднего положения. В этом положении затвор становится на шептало, а ствол начинает накат. В начале наката гильза выходит из патронника и отражается за пределы оружия. В конце наката ствол снимает затвор с шептала; затвор накатывается, досылает патрон в патронник, происходит запирание.
Длительность процесса выстрела не превышает 0,0015 – 0,002 сек. Длительность отката составляет 0,02 – 0,025 сек, т. е. приблизительно в 10 раз больше. За это время давление в канале ствола снизится до безопасного значения.
Этот принцип был использован в первом самозарядном гладкоствольном ружье Дж. Браунинга модели Auto 5, производство которого было начато в 1903 году фирмой FN (Fabrique Nationale, Бельгия). (Рис. 1) В дальнейшем принцип отдачи ствола использовался в ружьях Remington 11-48, Breda Antares и в отечественном МЦ 21-12.
Рис. 1. Ружье Auto 5 в разрезе. Части в крайнем переднем положении. F – возвратная пружина ствола, G – фрикционное кольцо (регулятор скорости отката), L – возвратная пружина затвора.
Эти модели производились в те времена, когда диапазон вариантов снаряжения патронов был узок: патроны калибра 12/70 с весом дробового снаряда в пределах 32 – 36 г. То есть, импульс отдачи мог варьироваться в пределах 20% (от 11 до 13 Нс). (Примечание: «импульс силы», или «количество движения» - физическая величина, измеряемая произведением силы на время её действия; единица измерения – ньютон х секунда (Нс) Разницу в импульсе отдачи можно было достаточно просто компенсировать за счет фрикционного устройства.
В начале ХХ столетия ружье Браунинга под названием «дробомёт» импортировалось в Россию. В «Прейскуранте ружейной фабрики и торговли И. Ф. Петрова в Ижевском заводе Вятской губернии» за 1911 год дробомёт Браунинга предлагался за 90 руб (Рис. 2).
Рис. 2. Страница из «Прейскуранта оружейной фабрики и торговли И. Ф. Петрова в Ижевском заводе Вятской губернии», 1911 год.
Использование энергии отведенных пороховых газов
Принцип использования энергии части порохового газа, отводимого из ствола в специальный двигатель автоматики, применяется в оружии с конца XIX – начала XX столетия. С 1930-х годов он стал доминирующим в боевом оружии (винтовках, пулеметах).
В гладкоствольном дробовом оружии этот принцип начали использовать с 1960-х годов; одним из первых образцов, работающих на этом принципе, стало ружье Remington 1100, вышедшее на рынок в 1963 году.
К этому времени ведущие фирмы-производители патронов к гладкоствольному оружию стали использовать гильзы с увеличенным поддоном (16 мм вместо 8 мм) и пластмассовой (полиэтиленовой) трубкой гильзы, что позволило экстрактировать гильзы при более высоком давлении в патроннике.
В дальнейшем практически все ведущие оружейные фирмы мира включили в свой ассортимент самозарядные гладкоствольные ружья с боковым газовым двигателем. Причина этого – принцип отвода части пороховых газов даёт самые широкие возможности для регулирования импульса двигателя автоматики. А это стало особо актуальным с появлением вариантов 12 калибра с длиной гильзы 76 мм, а затем и с гильзой 89 мм. При этом импульс отдачи может меняться практически в два раза: от 11 до 22 Нс.
В системе с отводом пороховых газов для регулировки импульса двигателя может использоваться:
1) Изменение поперечного сечения газоотводного отверстия;
2) Изменение объема газовой камеры;
3) Стравливание части пороховых газов из газовой камеры.
Изменение поперечного сечения газоотвода может осуществляться только вручную, самим стрелком. Два других принципа наилучшим образом подходят для гладкоствольного оружия, поскольку они могут обеспечить автоматическое регулирование импульса. В современных конструкциях используется комбинация этих принципов (Рис. 3).
Рис. 3. Газовая камера ружья МР-153, вид снаружи.
Использование энергии отдачи всего оружия
Эта схема восходит к изобретению шведского изобретателя Карла Акселя Теодора Шёгреня (Sjogren). В 1900 году он получил патент на самозарядное дробовое ружьё. Сущность принципа Шёгреня:
· В момент выстрела оружие под действием силы отдачи движется на стрелка; при этом массивное ведущее звено автоматики по инерции смещается в направлении дульной части и сжимает при этом мощную пружину-двигатель («инерционную пружину»).
· Когда кинетическая энергия ведущего звена будет полностью погашена инерционной пружиной, то она разжимается и отбрасывает назад ведущее звено, которое передает запасённую энергию механизмам ружья и сжимает возвратную пружину.
· Ведущее звено откатывается до крайнего заднего положения и начинает накат под действием возвратной пружины.
Задержка отпирания в схеме Шёгреня достигается за счет того, что в момент выстрела ведущее звено движется вперед, и только после того, как инерционная пружина полностью затормозит движение ведущего звена, начнётся его откат и работа механизма автоматики.
Самозарядное ружье Шёгреня 12 калибра производилось в 1908 – 1909 гг (по другим сведениям – до 1914 года); по имеющимся оценкам было изготовлено около 5 тыс. ружей (Рис. 4). 
Рис. 4. Самозарядное гладкоствольное ружье Шёгреня.
По аналогичному принципу им была разработана также самозарядная винтовка под патрон .30-06 Springfield (Рис. 5).
Рис. 5. Самозарядная винтовка Шёгреня. Выделен узел двигателя автоматики. D – инерционная пружина.
Но популярность в мире схема Шёгреня приобрела с появлением в 1969 году модели 121 фирмы Benelli, в которой принцип Шёгреня был реализован итальянцем Бруно Чиволани (Bruno Chivolani). В результате длительной работы Чиволани удалось вписать конструкцию в габариты классического ружья и отработать механику, прежде всего, параметры инерционной пружины, обеспечив надежную работу (Рис. 6).
Рис. 6. Рисунок к патентному описанию Бруно Чиволани. Выделен узел двигателя автоматики. 9 – инерционное звено (затворная рама), 10 – инерционная пружина.
Сегодня принцип Шёгреня-Чиволани по частоте использования в конструкциях гладкоствольных ружей близко подошел к системам с газовым двигателем автоматики.
И подведем итоги.
Автоматика с длинным ходом ствола
Достоинства:
· Отпирание и экстракция гильзы при малом давлении в патроннике.
Недостатки:
· Сложность конструкции.
· Ограниченные возможности регулировки импульса двигателя автоматики.
В современных моделях этот принцип не встречается; его можно встретить в упомянутых выше моделях, производство которых в настоящее время прекращено.
Автоматика с отводом пороховых газов
Достоинства:
· Широкие возможности регулировки импульса двигателя автоматики, что обеспечивает возможность использования патронов с различными вариантами снаряжения.
· Высокая надежность работы автоматики; не случайно Бруно Чиволани в конструкции Benelli M4, которая принята на вооружение Корпуса морской пехоты США (ружье М1014), отказался от уже доведенного им принципа инерционной автоматики в пользу газоотводной (Рис. 7).
Рис. 7. Конструкция Чиволано с газоотводным двигателем автоматики (турецкий клон модели Benelli M4). Две симметрично расположенные под стволом газовые камеры позволили не увеличивать расстояние между осью канала ствола и осью магазина.
Недостатки:
· Загрязнение двигателя автоматики продуктами сгорания пороха; отсюда – трудоемкость чистки, необходима регулярная чистка.
· Увеличенные поперечные габариты цевья.
Инерционная автоматика
Достоинства:
· Плавность работы автоматики за счет использования пружины в качестве источника энергии.
· Минимальное загрязнение.
· Уменьшенные поперечные габариты цевья, что улучшает не только эстетику оружия, но и эргономику.
Недостатки:
· Надежность работы автоматики зависит не только от импульса патрона, но и от параметров системы «стрелок – оружие»: массы оружия, массы стрелка и особенностей его изготовки. Усилие отдачи передается на систему в целом и ускорение может изменяться в довольно широких пределах. А от этого будет зависеть энергия, накопленная инерционной пружиной.
Поэтому во всех руководствах по эксплуатации ружей с инерционной автоматикой, в том числе и в ружьях Benelli, считающихся эталоном надежности оружия этого типа, оговаривается минимальное значение дульной энергии метаемого снаряда. Например, для Benelli M1 Super 90 указано минимальное значение в 1764 Дж. Это соответствует начальной скорости 332 м/с для снаряда 32 г или 383 м/с для снаряда 24 г.
В целом можно сказать, что выбор модели с тем или иным принципом работы автоматики в значительной мере будет зависеть от предполагаемого сценария использования оружия. Каждый принцип имеет свои преимущества и недостатки, которые пользователь должен учитывать в процессе эксплуатации. И тогда ваше ружье будет надежным спутником на охотничьей тропе или стрелковом стенде.
Михаил Драгунов, ижевский оружейник