Газоотводная система — это система работы, используемая для обеспечения энергии для работы с затвором и самозарядкой огнестрельного оружия . При газовом режиме часть газа высокого давления из стреляемого патрона используется для питания механизма утилизации стреляной гильзы и вставки в патронник нового патрона . Энергия газа используется либо через отверстие в стволе , либо через ловушку на дульном срезе . Этот газ под высоким давлением воздействует на такую поверхность, как головка поршня , обеспечивая движение для разблокировки затвора , извлечения стреляной гильзы, выброса, взведения курка или ударника, досылания нового патрона и блокировки затвора.
Первое упоминание об использовании газового поршня в однозарядной казнозарядной винтовке относится к 1856 году немцем Эдвардом Линднером, запатентовавшим свое изобретение в США и Великобритании. [1] В 1866 году англичанин Уильям Кертис подал первый патент на газовую магазинную винтовку, но впоследствии не смог развить эту идею дальше. [2] Между 1883 и 1885 годами Хирам Максим подал несколько патентов на работу со свободным затвором, отдачу и газовый режим. В 1885 году, через год после первого патента Максима на газовый привод, британский изобретатель по имени Ричард Полсон, который за год до этого запатентовал винтовку и пистолет с прямым затвором, снова, через год после первого патента Максима со свободным затвором, запатентовал газовый поршень. винтовка и пистолет, которые, как он утверждал, можно было использовать со скользящими, вращающимися или падающими затворами. Он также запатентовал газовый револьвер в 1886 году. Полсон действительно сконструировал модели своей винтовки и опробовал их во Франции вскоре после подачи заявки на патент. [3] Более того, по словам AWF Тайлерсона, историка огнестрельного оружия, его запатентованный револьвер, вероятно, был работоспособен. [4] В 1887 году американский изобретатель Генри Питчер запатентовал газовую конверсионную систему, которую, как он утверждал, можно было применить к любой магазинной винтовке с ручным управлением. [5] В 1890 году он запатентовал и представил оригинальную газовую винтовку для испытаний правительству США, но она показала плохие результаты и в конечном итоге так и не была принята на вооружение, несмотря на то, что предлагалась на коммерческой основе для гражданского рынка. [6] В 1880-х годах газовая поршневая винтовка и пистолет были разработаны братьями Клер из Франции, которые получили французский патент и представили прототипы для испытаний французской армии в 1888 году, хотя истинная дата их изобретения неизвестна. В начале 1890-х годов они также производили полуавтоматическое ружье. [7] [8] В 1889 году австро-венгерец Адольф Одколек фон Уезд подал патент на первый успешный газовый пулемет. [9]
В большинстве современных газовых систем используются поршни того или иного типа. На поверхность поршня воздействует дымовой газ из отверстия в стволе или ловушки на дульном срезе. Ранние ружья, такие как прототип «захлопки» Браунинга, винтовка Бэнга и винтовка Гаранда , использовали газ относительно низкого давления из дульного среза или рядом с ним . Это, в сочетании с более крупными рабочими частями, снизило нагрузку на механизм. Чтобы упростить и облегчить огнестрельное оружие, необходимо было использовать газ из ближнего патронника . Этот газ под высоким давлением обладает достаточной силой, чтобы уничтожить огнестрельное оружие, если его каким-либо образом не регулировать. Для работы большинства газового огнестрельного оружия требуется настройка размера газового отверстия, массы рабочих частей и давления пружины. Для регулирования энергии используются несколько других методов. Карабин М1 имеет очень короткий поршень или «толкатель». Это движение строго ограничено плечевой выемкой. Этот механизм по своей сути ограничивает количество газа, отбираемого из ствола . В винтовке M14 и M60 GPMG используется система расширения и отсечки White, чтобы остановить (перекрыть) попадание газа в цилиндр после того, как поршень пройдет небольшое расстояние. [10] Однако большинство систем выпускают избыток газа в атмосферу через щели, отверстия или порты.
Система газоуловителей предполагает «улавливание» дымовых газов на выходе из дульного среза. Этот газ сталкивается с поверхностью, которая преобразует энергию в движение, которое, в свою очередь, приводит в действие огнестрельное оружие. Поскольку результирующее движение направлено вперед к дульному срезу пистолета, необходима какая-то механическая система, чтобы преобразовать это в движение назад, необходимое для срабатывания затвора. Это увеличивает сложность механизма и его вес, а размещение ловушки обычно приводит к увеличению длины оружия и позволяет грязи легко проникать в механизм. Несмотря на эти недостатки, они используют газ относительно низкого давления и не требуют отверстия в стволе, что делало их привлекательными в ранних конструкциях. Система больше не используется в современном оружии.
Хирам Максим в 1884 году запатентовал систему дульно-чашечной формы, описанную в патенте США № 319 596, хотя неизвестно, был ли когда-либо создан прототип этого огнестрельного оружия. Джон Браунинг использовал газ, уловленный в дульном срезе, для управления «заслонкой» в самом раннем прототипе газового огнестрельного оружия, описанном в патенте США 471 782 , и использовал небольшую вариацию этой конструкции на пулемете Кольта-Браунинга M1895 «картофелекопалка». В датской винтовке Bang использовался дульный колпачок, выдуваемый вперед дульным газом, для управления действием посредством передаточных стержней и рычагов. Другими газовыми винтовками были M1 Garands раннего производства и немецкий Gewehr 41 (модели Walther и Mauser).
Правительства США и Германии требовали, чтобы их оружие работало без просверливания отверстия в стволе. Оба правительства сначала примут на вооружение оружие, а затем откажутся от этой концепции. Большинство более ранних американских винтовок M1 Garand были оснащены длинноходными газовыми поршнями, что делало уцелевшие винтовки с газовыми ловушками ценными на коллекционном рынке.
В 1980-х годах советский конструктор Александр Адов из ЦКИБ СОО модифицировал концепцию с трубкой, отводящей газ от дульного среза, на стандартную систему с длинным ходом (см. ниже), чтобы уменьшить влияние газового двигателя на ствол и повысить точность, но его снайперская винтовка не был принят из-за распада Советского Союза . [11]
При длинноходной системе поршень механически закреплен на затворной группе и перемещается на протяжении всего рабочего цикла. Эта система используется в таком оружии, как ручной пулемет Брен , АК-47 , Тавор , FN Minimi , FN MAG , FN FNC и M1 Garand . Основное преимущество системы с длинным ходом заключается в том, что масса штока поршня увеличивает импульс затворной рамы, обеспечивая более эффективное извлечение, выброс, досылание и запирание. Основным недостатком этой системы является нарушение точки прицеливания из-за нескольких факторов, таких как: изменение центра масс во время цикла действия, резкие остановки в начале и конце хода затворной рамы, а также использование ствола в качестве точка опоры для отвода затвора назад. Кроме того, из-за большей массы движущихся частей для работы системы требуется больше газа, что, в свою очередь, требует более крупных рабочих частей.
При короткоходной или толкательной системе поршень движется отдельно от затворной группы. Он может непосредственно толкать [12] детали затворной группы , как в карабине М1 , или действовать посредством шатуна или узла, как в Armalite AR-18 или SKS . В любом случае энергия передается коротким резким толчком, после чего движение газового поршня останавливается, позволяя затворной раме продолжить рабочий цикл за счет кинетической энергии . Это имеет то преимущество, что снижает общую массу откатных частей по сравнению с длинноходовым поршнем. Это, в свою очередь, позволяет лучше контролировать оружие из-за меньшей массы, которую необходимо останавливать на любом конце хода затворной рамы, предотвращает попадание дымовых газов во внутренние части и удаляет остатки пороха в ствольной коробке, что значительно повышает надежность, увеличивая продление срока службы деталей оружия за счет снижения случаев выхода из строя при длительной стрельбе. Данная конструкция доступна как на гражданском, так и на военном рынке в качестве модернизации оружия семейства AR-15 для устранения недостатков газовой системы Stoner.
Это нечто среднее между короткоходным газовым поршнем и длинноходным газовым поршнем типа M1 Garand. В работе он похож на обычный поршень с коротким ходом, поскольку в нем также используется открытый газовый поршень с ударной полостью в головке, который опирается на газовый блок на стволе. Однако, как и в газопоршневой системе с длинным ходом, используемой на M1 Garand, поршневой узел интегрирован с рабочим штоком и перемещается вместе с затворной группой.
Предостережение этой системы заключается в том, что она имеет более тяжелую движущуюся массу, чем современные газопоршневые системы с длинным ходом, используемые в таких винтовках, как AK-47 , Tavor , FN FNC и т. д. Следовательно, огнестрельное оружие, использующее эту систему, действительно имеет более высокую ощущаемую отдачу, чем его эквивалентное современное оружие. длинноходовые газопоршневые аналоги.
Затвор не запирается, а отталкивается назад расширяющимися пороховыми газами , как и в других конструкциях со свободным затвором. Однако пороховые газы отводятся из ствола в цилиндр с помощью поршня, задерживающего открытие затвора. Используется винтовкой Volkssturmgewehr 1-5 , пистолетами Heckler & Koch P7 , Steyr GB и Walther CCP .
Чтобы избежать расхода большого количества относительно дорогих патронов, многие армии, в том числе армия США, в конце 19 века и первой половине 20 века обучали пулеметные расчеты менее дорогим подкалиберным боеприпасам . Для этого им нужен был дешевый патрон .22 LR для работы с огнестрельным оружием, рассчитанным на использование патрона .30-06. Дэвид Маршалл Уильямс изобрел метод, в котором использовалась отдельная плавающая камера , действовавшая как газовый поршень, при этом газы сгорания попадали непосредственно на переднюю часть плавающей камеры. [13] В комплекте для переоборудования Colt Service Ace .22 калибра для пистолета M1911 калибра .45 также использовалась система Уильямса, которая обеспечивает гораздо более тяжелый затвор, чем другие модификации, работающие на неувеличенном механизме со свободным затвором , и делает обучение с переделанным пистолетом реалистичным. Плавающая камера обеспечивает дополнительную силу для работы более тяжелого затвора, обеспечивая уровень отдачи , аналогичный уровню полномощного патрона. [14]
Метод прямого удара (DI) выводит газ из части ствола через трубку к рабочим частям винтовки, где они непосредственно воздействуют на затворную раму. В результате получается более простой и легкий механизм. К огнестрельному оружию, в котором используется эта система, относятся французское MAS-40 1940 года и шведское Ag m/42 1942 года. В газовой системе Stoner американских винтовок M16 , M4 и AR-15 используется модифицированная версия этой системы, в которой газовая трубка подает газ в затворную раму, воздействуя на затвор, который действует как поршень, приводящий в движение винтовку. Одним из основных преимуществ является то, что движущиеся части расположены на одной линии с осью канала ствола, что означает, что изображение прицела не сильно нарушается. Это дает особое преимущество полностью автоматическим механизмам. Его недостаток заключается в том, что высокотемпературный пороховой газ (и сопутствующие загрязнения) вдувается непосредственно в боевые части. [15] Операция прямого удара увеличивает количество тепла, выделяемого в ствольной коробке во время выстрела, которое может сгореть и покрыть смазочные материалы. Затвор, экстрактор, выбрасыватель, штифты и пружины также нагреваются тем же высокотемпературным газом. Эти совокупные факторы сокращают срок службы этих деталей, надежность и среднее время наработки на отказ . [16]
Было обнаружено несколько других применений выхлопных газов, помимо облегчения езды на велосипеде: