Патент на изобретение №2165577
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ
(57) Реферат: Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в автоматическом оружии. Имеется неподвижный ствол и подвижный затвор. При этом затвор состоит, по меньшей мере, из двух отдельных деталей, выполненных с возможностью взаимодействия между собой и выполненных с возможностью перемещения друг относительно друга. Первая деталь затвора выполнена с возможностью сцепления со стволом после того, как гильза патрона частично выйдет из патронника ствола. Первая деталь затвора выполнена с возможностью непосредственного взаимодействия с гильзой патрона, а вторая деталь затвора выполнена с возможностью взаимодействия с гильзой патрона посредством первой детали затвора. Вторая деталь затвора выполнена с возможностью осуществления расцепления и сцепления первой детали затвора со стволом. Изобретение позволяет повысить надежность работы автоматики, снизить массу оружия. 2 с. и 2 з.п. ф-лы. Изобретение имеет отношение к автоматическим устройствам и касается, в частности, автоматического оружия, например ручного огнестрельного оружия. Уровень техники. Среди известного на настоящее время автоматического оружия, самым простым, по конструктивному исполнению, является автоматическое оружие, принцип работы автоматики которого основан на отдаче свободного (несцепленного со стволом) затвора. Преимущество автоматического оружия со свободным затвором: автоматическое перезаряжание оружия осуществляется за счет энергии пороховых газов, и в то же время отсутствует газовый двигатель (как отдельный узел автоматики), функцию которого выполняют патронник ствола и гильза патрона. Это значительно упрощает конструкцию автоматического оружия, снижает его габариты и вес. Недостатки автоматического оружия со свободным затвором: допускает использование только патронов относительно небольшой мощности с короткой гильзой, что ограничивает баллистические свойства оружия данного типа; ведущему звену автоматики (свободному затвору) сообщается вся энергия отдачи, что во многих случаях больше, чем необходимо для осуществления автоматического перезаряжания оружия – это увеличивает уровень ударных нагрузок, действующих на подвижные детали автоматики, что снижает ресурс вышеуказанных деталей автоматики. Наиболее близким к заявляемому изобретению является автоматический пистолет М-51, производившийся в 20-е двадцатого века американской фирмой Ремингтон, известный из (Хогг Я. Все пистолеты мира. М.: Эксмо, 1997, с. 239-240, [1] ). Данный пистолет имеет ствол, неподвижно прикрепленный к рамке пистолета, которая имеет боевой выступ, и подвижный затвор, состоящий из двух отдельных деталей – из собственно затвора и из кожуха. Затвор имеет боевую опорную поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с боевым выступом рамки пистолета. Затвор выполнен с возможностью непосредственного взаимодействия с гильзой патрона, которая в момент выстрела выполняет функцию поршня газового двигателя автоматики. Затвор выполнен с возможностью сцепления со стволом (путем перекоса затвора) после того, как он (затвор) в момент выстрела отойдет от своего крайнего переднего положения на расстояние 0,17 дюйма (4,3 миллиметра (мм)) и после того, как гильза патрона выйдет из патронника ствола на такую же величину. Кожух, являющийся ведущим звеном автоматики, выполнен с возможностью взаимодействия с затвором и с возможностью перемещения относительно затвора. Кожух выполнен с возможностью взаимодействия с гильзой патрона посредством затвора. Кожух выполнен с возможностью обеспечения сцепления и рассцепления затвора от ствола. Имеется также возвратная пружина, выполненная с возможностью взаимодействия с кожухом и рамкой пистолета. Работа прототипа осуществляется следующим образом. До момента начала действия метательного заряда затвор и кожух прижимаются возвратной пружиной в их крайние передние положения, а очередной патрон находится в патроннике ствола. При этом между боевой опорной поверхностью затвора и боевым выступом рамки пистолета имеется расстояние, равное 4,3 мм. После начала действия метательного заряда его давление начинает действовать на донную часть гильзы и последняя начинает выходить из патронника ствола. При этом гильза патрона воздействует на затвор, а он, в свою очередь, воздействует на кожух. Таким образом, сразу после начала действия метательного заряда гильза патрона, затвор и кожух движутся назад совместно и с равными линейными скоростями (неподвижно друг относительно друга). По-существу, в данный момент времени затвор и кожух ведут себя как обычный свободный затвор, состоящий из двух отдельных деталей. После отхода от своего крайнего переднего положения на расстояние 4,3 мм затвор своей боевой опорной поверхностью упирается в боевой выступ рамки пистолета и тем самым прекращает свое перемещение относительно ствола (то есть, происходит процесс сцепления затвора со стволом). К этому моменту времени гильза патрона вышла из патронника ствола также на такую же величину, что и затвор от своего крайнего переднего положения. При этом до момента сцепления затвора со стволом гильза патрона (поршень газового двигателя автоматики), посредством затвора, сообщила кожуху (ведущему звену автоматики) необходимое для автоматического перезаряжания оружия количество кинетической энергии и требуемую линейную скорость. После сцепления затвора со стволом кожух продолжает свое движение по инерции в прежнем направлении (в направлении своего крайнего заднего положения), по ходу своего движения сжимая возвратную пружину (то есть, начинается свободный ход кожуха). Затем, спустя еще некоторое время, свободный ход кожуха заканчивается и он осуществляет рассцепление затвора от ствола (осуществляет отпирание канала ствола) и по ходу своего дальнейшего движения в прежнем направлении увлекает за собой затвор. Затем гильза патрона удаляется за пределы оружия, а затвор и кожух по ходу их движения из их крайних задних положений в крайние передние положения подают очередной патрон в патронник ствола, и при приходе в их крайние передние положения они занимают такое же положение, как и описано выше. В дальнейшем все периодически (при каждом выстреле) повторяется. Преимущества прототипа: меньший вес подвижных деталей автоматики, а следовательно, и вес оружия в целом (например, по сравнению с оружием со свободным затвором), так как за счет возможности сцепления (в определенный момент времени) затвора со стволом подвижным деталям автоматики сообщается не вся энергия отдачи; меньший уровень ударных нагрузок, действующих на подвижные детали автоматики и на взаимодействующие с ними детали (так как подвижным деталям автоматики сообщается не вся энергия отдачи); меньшая (согласно описанию пистолета) сила отдачи, по сравнению с оружием других типов. Недостатки прототипа: невысокий ресурс боевой опорной поверхности затвора и взаимодействующего с ней боевого выступа рамки пистолета из-за их ударного нагружения в момент сцепления затвора со стволом (в момент сцепления затвора со стволом затвор имеет скорость относительно ствола, равную 6-7 метров в секунду – такую линейную скорость должно иметь ведущее звено автоматики (кожух), чтобы была обеспечена надежная работа автоматики – а до момента сцепления затвора со стволом затвор и кожух движутся с равными линейными скоростями); данную схему автоматики, по-видимому нельзя использовать под автоматные (и более мощные) боеприпасы, так как выпускать гильзы таких патронов на такую величину из патронника ствола вряд ли возможно (из-за возможности разрыва стенок гильзы метательным зарядом – так как к этому моменту из патронника ствола уже вышли участки гильзы с тонкими стенками). Все это в предположении, что именно на такую величину должна выйти гильза патрона из патронника ствола, чтобы сообщить ведущему звену автоматики необходимое для автоматического перезаряжания количество энергии. Если гильзу патрона выпускать из патронника ствола на меньшую величину, гарантирующую отсутствие разрыва стенок гильзы метательным зарядом, то, по-видимому, ведущему звену автоматики будет сообщено недостаточное для автоматического перезаряжания количество кинетической энергии. Сущность изобретения. Задачей заявляемого изобретения является устранение недостатков прототипа. Очевидно, если такая задача может быть решена, то это “неочевидное” решение для специалиста, сведущего в области автоматического оружия, поскольку у прототипа она не решена. Заявляемое изобретение в качестве автоматического пистолета, в одном из возможных вариантов его исполнения, имеет следующие общие с прототипом существенные признаки: неподвижный ствол; подвижный затвор, состоящий из двух отдельных деталей; вторая деталь затвора выполнена с возможностью перемещения относительно первой детали затвора; вторая деталь затвора выполнена с возможностью взаимодействия с гильзой патрона посредством первой детали затвора; первая деталь затвора выполнена с возможностью сцепления со стволом после того, как она отойдет на некоторое расстояние от своего крайнего переднего положения и после того, как гильза патрона частично выйдет из патронника ствола; вторая деталь затвора выполнена с возможностью обеспечения рассцепления первой детали затвора от ствола. Отличительным от прототипа существенным признаком является: до момента сцепления первой детали затвора со стволом вторая деталь затвора выполнена с возможностью ускоренного движения относительно первой детали затвора. Наличие в заявляемом изобретении вышеуказанного существенного признака позволяет ему иметь следующее. За счет ускоренного движения второй детали затвора относительно первой детали затвора (с момента начала действия метательного заряда и до момента сцепления первой детали затвора со стволом), которое, например, может осуществляться как у известной немецкой штурмовой винтовки Г3 ([2] ) (то есть, за счет использования в оружии механизма замедления), ведущему звену автоматики (второй детали затвора) гильзой патрона (поршнем газового двигателя автоматики) будет сообщено необходимое для автоматического перезаряжания оружия количество кинетической энергии, но не более того, и в то же самое время посадка боевых выступов первой детали затвора на упоры рамки пистолета (в момент сцепления первой детали затвора со стволом) будет осуществляться с в несколько раз меньшей линейной скоростью (по сравнению с прототипом) (что обеспечивается за счет действия механизма замедления). Это в несколько раз уменьшит уровень ударных нагрузок, действующих на боевые выступы первой детали затвора и на упоры рамки пистолета, а следовательно, увеличит ресурс вышеуказанных деталей оружия (по сравнению с прототипом). За счет ускоренного движения второй детали затвора относительно первой детали затвора (в вышеуказанный момент времени) в заявляемом изобретении подвижные детали автоматики будут иметь меньшую массу, чем у прототипа, а следовательно, заявляемое изобретение будет иметь меньшую массу оружия в целом. За счет вышеуказанного ускоренного движения второй детали затвора относительно первой детали затвора у заявляемого изобретения гильза патрона, к моменту сцепления первой детали затвора со стволом, выйдет на в несколько раз меньшую величину из патронника ствола (по сравнению с прототипом), что позволит использовать в заявляемом изобретении более мощные (по сравнению с прототипом) боеприпасы. Таким образом, заявляемое изобретение имеет следующие преимущества, по сравнению с прототипом: меньший вес подвижных деталей автоматики и меньший вес оружия в целом; больший ресурс подвижных деталей автоматики; лучшие баллистические свойства (за счет возможности использования более мощных боеприпасов). В заявляемом изобретении в качестве метательного заряда может быть использован любой его тип (порох, сжатый газ и др.). Затвор может состоять из более чем двух отдельных деталей (например, вторая деталь затвора может состоять, по меньшей мере, из двух отдельных деталей, выполненных с возможностью взаимодействия между собой и выполненных с возможностью перемещения друг относительно друга). Первая и вторая детали затвора могут взаимодействовать между собой или непосредственно или посредством промежуточных деталей – жестко или упруго (например, посредством пружины). Вторая деталь затвора может взаимодействовать с гильзой патрона или посредством первой детали затвора (и/или посредством иных деталей) или непосредственно. Первая (и/или вторая) деталь затвора в заявляемом изобретении может перемещаться вдоль оси канала ствола или под некоторым (не равным нулю) углом к ней, например, так, как это имеет место у финского пистолета-пулемета Jati-Matic [2]. Сцепление первой детали затвора со стволом в заявляемом изобретении может быть осуществлено любым приемлемым способом (при помощи поворота первой детали затвора вокруг ее продольной оси, путем перекоса первой детали затвора, при помощи клина и др.). При этом данное сцепление может быть осуществлено или за счет воздействия на первую деталь затвора второй детали затвора или за счет воздействия на первую деталь затвора иных деталей (например, за счет воздействия пружины). В заявляемом изобретении взаимодействие первой детали затвора с метательным зарядом может быть осуществлено или посредством гильзы патрона (например, гильзы обычного унитарного металлического патрона) или посредством поддона (который представляет собой, например, донную часть гильзы патрона с частью корпуса гильзы) или посредством поршня (например, жестко прикрепленного к первой детали затвора). Таким образом, обтюрация (предотвращение прорыва газов в механизм затвора) в заявляемом изобретении может быть осуществлена или гильзой патрона или поддоном или поршнем. Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда оно имеет несколько патронников, например, выполненных в виде барабана. При этом для поворота барабана используется энергия ведущего звена автоматики. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. В варианте автоматического пистолета, в одном из возможных вариантов его конструктивного исполнения, заявляемое изобретение представляет собой следующее. Имеется стол, неподвижно прикрепленный к рамке пистолета, которая имеет боевые упоры (уступы), и подвижный затвора, состоящий из двух отдельных деталей. Первая деталь затвора имеет боевые выступы, выполненные с возможностью взаимодействия с упорами рамки пистолета. Первая деталь затвора выполнена с возможностью взаимодействия с гильзой патрона, которая в момент выстрела выполняет функцию поршня газового двигателя автоматики. Вторая деталь затвора, являющаяся ведущим звеном автоматики, выполнена с возможностью взаимодействия с первой деталью затвора посредством механизма замедления (например, роликового механизма замедления или рычага замедления) и с возможностью перемещения относительно первой детали затвора. Вторая деталь затвора выполнена с возможностью взаимодействия с гильзой патрона посредством первой детали затвора. Первая деталь затвора выполнена с возможностью сцепления со стволом после того, как она отойдет на некоторое расстояние от своего крайнего переднего положения и после того, как гильза патрона частично выйдет из патронника ствола. Вторая деталь затвора выполнена с возможностью обеспечения сцепления и рассцепления первой детали затвора от ствола. Имеется также возвратная пружина, выполненная с возможностью взаимодействия со второй деталью затвора и с рамкой пистолета. Вышеуказанный пистолет работает следующим образом. До момента воспламенения порохового заряда в патроне, находящемся в патроннике ствола, возвратная пружина прижимает вторую деталь затвора в ее крайнее переднее положение, а она, посредством механизма замедления, воздействует на первую деталь затвора, которая краями своей чашечки прижимается к казенному срезу ствола. Таким образом, перед воспламенением порохового заряда первая и вторая детали затвора находятся в своих крайних передних положениях, неподвижны относительно ствола (и не сцеплены со стволом). Между боевыми выступами первой детали затвора и упорами рамки пистолета имеется расстояние, равное  2 мм (боевые выступы расположены напротив упоров).
После воспламенения порохового заряда в патроне, находящемся в патроннике ствола, пуля (за счет действия на ее донную часть давления пороховых газов) начинает движение по каналу ствола в направлении его дульного среза, а гильза патрона (за счет действия на ее донную часть давления пороховых газов) начинает выходить из патронника ствола в сторону, противоположную движению пули. Гильза патрона своей донной частью воздействует на первую деталь затвора, а она, в свою очередь, посредством механизма замедления, воздействует на вторую деталь затвора.
Таким образом, после воспламенения порохового заряда гильза патрона, первая и вторая детали затвора движутся в одном и том же направлении (вдоль оси канала ствола), то есть, движутся по направлению из своего крайнего переднего положения в свое крайнее заднее положение. При этом гильза патрона и первая деталь затвора движутся с равными линейными скоростями, а вторая деталь затвора движется (за счет действия механизма замедления) ускоренно относительно первой детали затвора.
После того, как первая деталь затвора отошла от своего крайнего переднего положения на расстояние, равное 2 мм (на такое же расстояние вышла и гильза патрона из патронника ствола) ее боевые выступы упираются в упоры рамки пистолета и она тем самым прекращает свое перемещение относительно ствола (то есть, первая деталь затвора сцепляется со стволом). При этом гильза патрона также прекращает свое перемещение относительно ствола. До момента сцепления первой детали затвора со стволом гильзой патрона (поршнем газового двигателя автоматики) сообщено второй детали затвора (ведущему звену автоматики) необходимое для автоматического перезаряжания оружия количество кинетической энергии, но не более того.
После сцепления первой детали со стволом вторая деталь затвора продолжает свое движение по инерции в прежнем направлении (по ходу своего движения сжимая возвратную пружину), то есть, начинается свободный ход второй детали затвора. В это время пуля продолжает свое движение по каналу ствола, а канал ствола по-прежнему заперт (в том смысле, сто нет утечек пороховых газов через казенную часть ствола).
После покидания пулей канала ствола свободный ход второй детали затвора заканчивается и она осуществляет отпирание канала ствола (осуществляет рассцепление первой детали затвора от ствола) и по ходу своего дальнейшего движения в прежнем направлении увлекает за собой первую деталь затвора и взводит курок.
В дальнейшем все происходит так же, как у автоматического оружия с запиранием канала ствола. Гильза патрона удаляется за пределы оружия. Первая и вторая детали затвора по ходу своего движения из крайних задних в крайние передние положения подают очередной патрон в патронник ствола. При приходе в крайнее переднее положение вторая деталь затвора таким образом воздействует на первую деталь затвора, что ее боевые выступы устанавливаются напротив упоров рамки пистолета (на расстоянии 2 мм от упоров рамки) – происходит процесс запирания канала ствола. Затем, при очередном выстреле, первая деталь затвора своими боевыми выступами (после ее отхода от ее крайнего переднего положения на 2 мм) вновь упрется в упоры рамки пистолета, и далее все повторится (как и описано выше).
Таким образом, за счет осуществления взаимодействия первой детали затвора со второй деталью затвора посредством механизма замедления, второй детали затвора (ведущему звену автоматики) сообщается гильзой патрона (поршнем газового двигателя автоматики) необходимое для автоматического перезаряжания оружия количество кинетической энергии, но не более того. В то же самое время гильза патрона до момента сцепления первой детали затвора со стволом выходит из патронника ствола на приемлемую величину 2 мм, когда тонкие стенки гильзы еще не вышли из патронника ствола, а посадка боевых выступов первой детали затвора на упоры рамки осуществляется с в несколько раз меньшей линейной скоростью (по сравнению с линейной скоростью второй детали затвора в момент сцепления первой детали затвора со стволом). Это позволяет: уменьшить массу подвижных деталей автоматики (по сравнению с тем случаем, когда до момента сцепления первой детали затвора со стволом первая и вторая детали затвора движутся с равными линейными скоростями); повысить ресурс боевых выступов первой детали затвора и упоров рамки пистолета (по сравнению с тем случаем, когда посадка боевых выступов первой детали затвора на упоры рамки пистолета осуществляется с такой же линейной скоростью, которую имеет вторая деталь затвора в момент сцепления первой детали затвора со стволом); использовать в заявляемом изобретении боеприпасы теоретически любой мощности (так как использование у него механизма замедления (при любой мощности используемого в нем боеприпаса) позволит обеспечить выход гильзы патрона из патронника ствола (до момента сцепления первой детали затвора со стволом) на требуемую величину, исключающую разрыв стенок гильзы метательным зарядом).
Таким образом, заявляемое изобретение (по сравнению с прототипом) будет иметь: меньший вес подвижных деталей автоматики, а следовательно, и меньший вес оружия в целом; больший ресурс подвижных деталей автоматики; позволяет использовать в нем боеприпасы теоретически любой мощности, что повышает его баллистические свойства.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него вторая деталь затвора состоит, по меньшей мере, из двух отдельных частей, выполненных с возможностью взаимодействия между собой и с возможностью перемещения друг относительно друга. При этом рассцепление первой детали затвора от ствола обеспечивает другая часть второй детали затвора.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него первая деталь затвора (как таковая) отсутствует, а вторая деталь затвора взаимодействует непосредственно с гильзой патрона. В данном варианте в момент выстрела гильза патрона выходит из патронника ствола и сообщает необходимое для осуществления автоматического перезаряжания количество кинетической энергии второй детали затвора и затем, после частичного выхода из патронника ствола, упирается своей донной частью в клин, и тем самым прекращает свое перемещение относительно ствола (клин неподвижен относительно ствола). При этом клин имеет специальный вырез, через который проходит вторая деталь затвора. В остальном (в принципиальном отношении) все происходит так же, как в рассмотренном выше случае. А именно, в требуемые моменты времени вторая деталь затвора перемещает клин (при отпирании и запирании канала ствола), вынимает гильзу из патронника ствола и удаляет ее за пределы оружия.
Возможен вариант исполнения заявляемого изобретения, когда у него затвор выполнен неподвижным (например, выполнен в виде единой детали), а ствол выполнен с возможностью движения вперед (например, под действием силы трения со стороны движущейся в канале ствола пули, то есть, таким же образом, что и у известного автоматического оружия с подвижным вперед стволом). При этом имеется дополнительно инерционное тело, выполненное с возможностью взаимодействия (жесткого или упругого) со стволом и выполненное с возможностью перемещения как относительно ствола, так и относительно затвора. Инерционное тело выполнено с возможностью взаимодействия с метательным зарядом посредством ствола. Инерционное тело служит для осуществления рассцепления ствола от затвора в нужный момент времени – когда пуля уже покинула канал ствола. Сцепление ствола с затвором осуществляется после того, как гильза патрона (или поддон или поршень), которая выполнена взаимодействующей с затвором, частично выйдет из патронника ствола (то есть, сцепление ствола и затвора происходит после того, как ствол отойдет на некоторое (не равное нулю) расстояние от своего крайнего заднего положения – отойдет на некоторое расстояние от неподвижного затвора). С момента начала действия метательного заряда и до момента сцепления ствола с затвором ствол и инерционное тело движутся с равными по величине линейными скоростями и неподвижно относительно друг друга (однако возможен вариант, когда в данный момент времени инерционное тело движется ускоренно относительно ствола (например, посредством использования механизма замедления, используемого у немецкой штурмовой винтовки Г3 [2]). После сцепления ствола с затвором инерционное тело, продолжая свое движение по инерции в прежнем направлении, через некоторое время осуществляет рассцепление ствола от затвора и в дальнейшем увлекает ствол за собой. В остальном работа автоматики осуществляется так же, как у обычного автоматического оружия с подвижным вперед стволом. Сцепление ствола с затвором может быть осуществлено за счет воздействия на ствол или инерционного тела или иной детали оружия. При этом само это сцепление может быть осуществлено любым приемлемым образом (например, путем поворота ствола вокруг его продольной оси). В данном варианте исполнения гильза патрона (или поддон или поршень) после сцепления ствола с затвором прекращает свое перемещение относительно ствола. Возможен вариант, когда ствол (после частичного выхода гильзы патрона из патронника ствола) не сцепляется с затвором, а замедляет свое движение относительно затвора (в остальном работа автоматики осуществляется без изменений (в принципиальном отношении)).
В варианте исполнения заявляемого изобретения, когда у него ствол выполнен неподвижным, а затвор, состоящий из двух отдельных деталей, выполнен подвижным, также возможен вариант, когда после частичного выхода гильзы патрона из патронника ствола первая деталь затвора не сцепляется со стволом, а замедляет свое движение относительно ствола (при прочих равных условиях).
Заявляемое изобретение может быть использовано в качестве любого автоматического оружия (не только огнестрельного), как ручного, так и в качестве артиллерийского орудия (например, в качестве пушки). Могут быть у него автоматизированы как все процессы, связанные с перезаряжанием оружия, так и только часть из них.
В заявляемом изобретении, в варианте с неподвижным стволом и подвижным затвором, первая деталь затвора может взаимодействовать с гильзой патрона (или поддоном или поршнем) или непосредственно или при помощи промежуточной детали (или деталей).
В заявляемом изобретении выбором величины пути, проходимого первой деталью затвора (в варианте с подвижным затвором) или стволом (в варианте с подвижным вперед стволом) до момента их сцепления (или замедления) со стволом или затвором, соответственно (этот путь может быть и не равен 2 мм, как в рассмотренном выше случае) можно сообщить ведущему звену автоматики необходимое количество кинетической энергии (необходимое для автоматического перезаряжания оружия), но не более того.
Библиографический список литературы1. Хогг Я. Все пистолеты мира. М.: Эксмо, 1997, с. 239-240. 2. Мураховский В. И. , Федосеев С.Л. Оружие пехоты. М.: Арсенал-Пресс, 1997, с. 152, 228. Формула изобретения
|
||||||||||||||||||||||||||
