Blowback — это система работы самозарядного огнестрельного оружия , которая получает энергию от движения гильзы , когда она толкается назад расширяющимся газом, создаваемым воспламенением метательного заряда . [1]
В рамках этого широкого принципа работы существует несколько систем со свободным затвором, каждая из которых отличается методами, используемыми для управления движением затвора . В большинстве действий, использующих работу со свободным затвором, затвор не блокируется механически во время выстрела: инерция затвора и возвратной пружины(пружин) относительно веса пули задерживают открытие затвора до тех пор, пока пуля не покинет ствол. [2] Несколько конструкций с заблокированным затвором используют форму обратного затвора (например, приведение в действие капсюля) для выполнения функции разблокировки.
Принцип действия свободного затвора можно считать упрощенной формой действия газов , поскольку гильза патрона ведет себя как поршень, приводимый в движение пороховыми газами. [1] Другие принципы действия самозарядного огнестрельного оружия включают в себя замедленный свободный затвор , продольный прорыв , действие газов и действие отдачи .
В огнестрельном оружии система со свободным затвором обычно определяется как операционная система, в которой энергия для приведения в действие различных механизмов огнестрельного оружия и автоматизации загрузки другого патрона извлекается из инерции стреляной гильзы, выталкиваемой из задней части патронника быстро расширяющимися газами, производимыми горящим порохом, как правило, порохом. [3] Когда снаряд (например, пуля ) все еще находится внутри ствола оружия , пороховой газ высокого давления позади него содержится в том, что можно рассматривать как закрытую систему ; но в тот момент, когда он выходит из дула , это функциональное уплотнение нарушается, позволяя пороховому газу внезапно высвободиться во взрывном дульном взрыве . Расширяющийся газ также создает эффект реактивного движения назад в стволе против стреляной гильзы. Этот «откат» является преобладающим компонентом отдачи . [3] Некоторые виды оружия используют энергию отдачи для выполнения автоматического цикла затвора/процесса перезарядки, в то время как другие используют часть отдачи для работы только определенных частей цикла или просто используют энергию отдачи для усиления рабочей энергии другой системы автоматического функционирования. [3]
Общим для всех систем со свободным затвором является то, что гильза должна двигаться под прямым действием давления пороха, поэтому любое оружие, в котором затвор не зафиксирован жестко и может двигаться, пока в патроннике сохраняется давление газа, будет подвергаться определенному воздействию обратного затвора. [3] Энергия от расширения газов при выстреле появляется в форме кинетической энергии, передаваемой механизму затвора, который контролируется и используется для управления рабочим циклом огнестрельного оружия. Степень использования обратного затвора во многом зависит от способа, используемого для управления движением затвора, и доли энергии, получаемой из других систем работы. [1] То, как контролируется движение затвора, — вот чем отличаются системы со свободным затвором. Работа со свободным затвором чаще всего делится на три категории, все из которых используют остаточное давление для завершения цикла работы: «простой обратный затвор» (часто просто «обратный затвор»), «отсроченный/замедленный обратный затвор» и «воспламенение опережающего капсюля».
Связывая обратный затвор с другими типами работы автоматического огнестрельного оружия, Джордж М. Чинн писал, что: «В более широком смысле обратный затвор можно считать особой формой работы газов. Это разумно, поскольку гильзу патрона можно рассматривать как своего рода поршень, приводимый в движение пороховыми газами. На самом деле обратный затвор включает в себя так много специальных проблем, что его лучше всего рассматривать как отдельный класс. Вопрос о том, следует ли его включать в более общий класс работы газов или работы отдачи, является чисто академическим. Важным моментом является то, что он разделяет некоторые свойства обоих классов и, в зависимости от конкретной рассматриваемой проблемы, может считаться одним из них». [1]
В 1663 году в журнале Королевского общества за тот год упоминается инженер, который приехал в Принс-Руперт с автоматическим оружием, хотя принцип его работы неизвестен. [4] В 1854 году Генри Бессемер запатентовал гидропневматическую пушку с задержкой свободного затвора . [5] В 1856 году в США Чарльз Э. Барнс запатентовал пушку с кривошипно-шатунным механизмом взвода, работающим за счет свободного затвора. [6] [7] В 1876 году в Великобритании и Америке американец Бернард Фасольдт запатентовал однозарядную казнозарядную винтовку с автоматическим механизмом открывания затвора и взвода, использующим форму свободного затвора. [8] В 1883 году Хирам Максим запатентовал винтовку с задержкой свободного затвора. В 1884 году он также запатентовал винтовку с замком-замком и задержкой свободного затвора. [9] Также в 1884 году, через несколько месяцев после Максима, Ричард Полсон подал заявку на британский патент на пистолеты и винтовки с откатным затвором. [10] В 1887 году американский изобретатель Карл Дж. Бьеркнесс подал заявку на патент на винтовку с откатным затвором. [11] [12] В 1888 году великий герцог Карл Сальватор и полковник фон Дормус из Австрии изобрели пулемет с откатным затвором, известный как «Шкода». [13]
Система со свободным затвором (иногда называемая «простой», «прямой» или «чистой» свободным затвором) представляет собой наиболее базовый тип работы автоматического заряжания. В механизме со свободным затвором затвор упирается в заднюю часть ствола, но не фиксируется на месте. В момент воспламенения расширяющиеся газы толкают пулю вперед через ствол, одновременно толкая гильзу назад к затвору. Расширяющиеся газы толкают затворную группу назад, но движение замедляется массой затвора, внутренним трением и силой, необходимой для сжатия боевой пружины. Конструкция должна гарантировать, что задержка будет достаточно длительной, чтобы пуля покинула ствол до того, как гильза покинет патронник. Пустая гильза выбрасывается, когда затвор движется назад. Затем накопленная энергия сжатой боевой пружины толкает затвор вперед (но не до тех пор, пока не будет нажат спусковой крючок, если оружие стреляет с открытого затвора ). Новый патрон извлекается из магазина и досылается в патронник, когда затвор возвращается в положение в батарее.
Система со свободным затвором практична для огнестрельного оружия, использующего относительно маломощные патроны с более легкими пулями. Более мощные патроны требуют более тяжелых болтов, чтобы предотвратить преждевременное открытие затвора; в какой-то момент болт становится слишком тяжелым, чтобы быть практичным. Для экстремального примера, 20-мм пушка, использующая простой свободный затвор и смазанные патроны, потребовала бы 500-фунтовый (230 кг) болт, чтобы надежно удерживать патрон в стволе в течение первых нескольких миллисекунд. Тем не менее, болт должен циклически отходить достаточно далеко назад, чтобы выбросить стреляную гильзу и загрузить новый патрон, что ограничило бы возвратную пружину средней силой в 60 фунтов силы (270 Н). [ почему? ] Получившаяся система, если бы ее можно было построить, не имела бы достаточно энергии для надежного цикла или даже для удержания болта закрытым, когда оружие наклонено вверх. [14]
Из-за требуемого веса затвора конструкции со свободным затвором в пистолетах, как правило, ограничиваются калибрами меньше 9×19 мм Парабеллум (например, .25 ACP , .32 ACP , .380 ACP , 9×18 мм Макаров и т. д.). Существуют исключения, такие как простые пистолеты со свободным затвором от Hi-Point Firearms , которые включают модели под патроны .40 S&W и .45 ACP . [15] Простая работа со свободным затвором также встречается в малокалиберных (например, .22LR ) полуавтоматических винтовках , карабинах и пистолетах-пулеметах . Большинство простых винтовок со свободным затвором рассчитаны на патрон .22 Long Rifle . Популярные примеры включают Marlin Model 60 и Ruger 10/22 . Большинство карабинов и пистолетов-пулеметов со свободным затвором рассчитаны на пистолетные патроны, такие как 9×19 мм Parabellum, .40 S&W и .45 ACP. Примерами служат MP 40 , Sten и UZI . Затвор в этом оружии может быть сделан больше и массивнее, чем в пистолетах, поскольку они изначально тяжелее и спроектированы, по крайней мере в идеале, для стрельбы обеими руками, часто с помощью плечевого приклада; и эти факторы помогают смягчить нарушение прицеливания стрелка, вызванное движением тяжелого затвора. Следовательно, простой свободный затвор подходит для несколько более мощных патронов в пистолетах-пулеметах, чем в стандартных пистолетах. Одним из очень немногих известных простых образцов огнестрельного оружия со свободным затвором, способных стрелять полностью заряженными винтовочными патронами, был ручной пулемет Brixia 930, которому требовался большой затвор, чтобы выдерживать давление патрона, а также пружинный буфер, амортизирующий затыльник приклада, чтобы справляться с отдачей. [16] [17] Также было несколько винтовок, которые использовали патроны, специально разработанные для работы со свободным затвором. Примерами служат Winchester Model 1905 , 1907 и 1910. Единственной известной штурмовой винтовкой, использовавшей простой свободный затвор, была Burton Model 1917. [18]
Хотя простая система blowback ограничена оружием, использующим маломощные патроны, она настолько эффективна, что в малокалиберных полуавтоматических пистолетах она стала почти повсеместной. Полуавтоматические пистолеты более крупного калибра обычно используют систему короткой отдачи , из которых наиболее распространенным типом являются конструкции, полученные от Browning , которые полагаются на блокировку ствола и затвора вместо blowback. Но оружие blowback может использоваться для стрельбы мощными патронами , если они относятся к двум другим типам: API или замедленный blowback.
В конструкции API со свободным затвором капсюль воспламеняется, когда затвор все еще движется вперед и до того, как патрон полностью доставлен в патронник (похож на принцип «огонь без батареи», используемый в некоторых горных орудиях, таких как Canon de 65 M (montagne) modele 1906 , хотя там затвор заблокирован, и весь снаряд движется при выстреле). Это требует очень тщательной конструкции, чтобы обеспечить надлежащий баланс и выравнивание сил между весом снаряда, метательным зарядом, длиной ствола, весом затвора и силой возвратной пружины. В простой конструкции со свободным затвором пороховые газы должны преодолеть статическую инерцию , чтобы ускорить затвор назад, чтобы открыть затвор. В конструкции API со свободным затвором они сначала должны выполнить работу по преодолению импульса вперед , чтобы остановить поступательное движение затвора. Поскольку скорости движения затвора вперед и назад, как правило, примерно одинаковы, API со свободным затвором позволяет уменьшить вес затвора вдвое. [19] Поскольку импульс двух противоположных движений затвора со временем нейтрализуется, конструкция API обеспечивает меньшую отдачу.
Усовершенствованное капсюльное зажигание (API) было первоначально разработано Рейнхольдом Беккером [20] для использования в 20-мм пушке Becker Type M2 . Оно стало особенностью широкого спектра конструкций, которые можно проследить до Беккера, включая пушку Oerlikon, широко использовавшуюся в качестве зенитного оружия во время Второй мировой войны.
Для повышения производительности огнестрельного оружия API со свободным затвором [19] более крупнокалиберные ружья APIB, такие как Becker и Oerlikon, используют расширенные каморы, длиннее, чем необходимо для размещения патрона, а боеприпасы для огнестрельного оружия APIB поставляются с патронами с прямыми стенками и утопленными закраинами (закраинами, диаметр которых меньше диаметра самого патрона). [21] Последняя часть движения вперед и первая часть движения назад гильзы и затвора происходят в пределах этой расширенной каморы. Пока давление газа в стволе высокое, стенки гильзы остаются поддерживаемыми, а отверстие запечатано, хотя гильза скользит назад. Это скользящее движение гильзы, хотя она расширяется высоким внутренним давлением газа, рискует разорвать ее, и распространенным решением является смазывание боеприпасов для уменьшения трения. Гильза должна иметь утопленный закраин, потому что передний конец затвора войдет в камору, и поэтому выталкиватель, зацепленный за закраину, также должен входить в диаметр каморы. Гильза, как правило, имеет очень узкую шейку, поскольку она остается без поддержки во время цикла стрельбы и, как правило, деформируется; гильза с сильной шейкой, скорее всего, расколется.
Конструкция API со свободным затвором позволяет использовать более мощные боеприпасы в более легком оружии, чем это было бы достигнуто при использовании простого свободного затвора, а уменьшение ощущаемой отдачи приводит к дальнейшей экономии веса. Оригинальная пушка Becker, стреляющая боеприпасами 20×70 мм RB, была разработана для перевозки самолетами Первой мировой войны и весила всего 30 кг. [22] Oerlikon даже выпустила противотанковое ружье, стреляющее боеприпасами 20×110 мм RB, используя операцию API со свободным затвором, SSG36 . С другой стороны, поскольку конструкция накладывает очень тесную связь между массой затвора, длиной патронника, прочностью пружины, мощностью боеприпаса и скорострельностью, в орудиях APIB высокая скорострельность и высокая начальная скорость пули, как правило, являются взаимоисключающими. [21] Оружие API со свободным затвором также должно стрелять с открытого затвора, что не способствует точности, а также препятствует синхронизированному огню через дугу воздушного винта самолета.
Согласно инженерному курсу Командования материальной части армии США от 1970 года, «усовершенствованное капсюльное оружие превосходит простое со свободным затвором из-за более высокой скорострельности и меньшего импульса отдачи. Однако благоприятные характеристики зависят от времени, которое должно быть точным. Небольшая задержка в работе капсюля, и оружие возвращается к простому со свободным затвором без преимуществ массивного затвора и более жесткой движущей пружины для смягчения отдачи. [...] Строгие требования к проектированию и изготовлению оружия и боеприпасов сводят этот тип почти к точке, представляющей только академический интерес». [23]
Механизмы API очень чувствительны к используемым боеприпасам. Например, когда немцы перешли со своего MG FF (производного от Oerlikon FFF) на новый, более легкий минный снаряд , им пришлось перебалансировать прочность пружины и вес затвора орудия, что привело к появлению новой модели MG FF/M с невзаимозаменяемыми боеприпасами между двумя моделями. [24] 30-мм пушка MK 108, возможно, стала апогеем технологии API со свободным затвором во время Второй мировой войны.
Этот принцип также используется в некоторых автоматических гранатометах, например, в американском гранатомете Mk 19 или российском АГС-30 .
Эквивалент Advanced Primer Ignition с закрытым затвором, который использует патроны с прямыми боковыми пазами в расширенном более глубоком патроннике, чтобы удерживать давление газа немного дольше, пока оно не достигнет безопасного уровня для извлечения. Эта операция почти похожа на простую операцию blowback, огнестрельное оружие API blowback, которое выстрелило в точке, где патрон полностью заряжен в патронник, работает аналогичным образом.
Для более мощных патронов, которые нельзя безопасно использовать в простом обратном затворе, или для получения более легкого механизма, чем может обеспечить простой формат, альтернативой API является некая система замедленного или отсроченного обратного затвора, в которой болт никогда не блокируется полностью, но изначально удерживается на месте, запечатывая патрон в патроннике механическим сопротивлением одной из различных конструкций задерживающего механизма. Как и в случае с сопротивлением, обеспечиваемым импульсом в API, требуется доля секунды, чтобы пороховые газы преодолели это сопротивление и начали перемещать патрон и болт назад; этой очень короткой задержки достаточно, чтобы пуля покинула дуло, а внутреннее давление в стволе снизилось до безопасного уровня. Затем болт и патрон отталкиваются назад остаточным давлением газа.
Из-за высокого давления винтовочное калибра с замедленным свободным затвором, такое как FAMAS , AA-52 и G3 , как правило, имеет рифленые камеры для облегчения извлечения. Ниже приведены различные формы замедленного свободного затвора:
Роликовый затвор с задержкой затвора впервые был использован в прототипе Mauser Gerät 06H . Работа роликового затвора с задержкой затвора отличается от работы роликового затвора с отдачей , как в MG 42 , и роликового затвора с газовым приводом, как в Gerät 03 и Gerät 06. [ 25] В отличие от MG 42, в роликовом затворе с задержкой затвора ствол зафиксирован и не откатывается, и в отличие от Gerät 03 и Gerät 06 и StG 44, в роликовых системах с задержкой затвора отсутствует газовый поршень. Эти упущения способствуют относительно легкой конструкции за счет значительного сокращения количества требуемых деталей и объема механической обработки, необходимой для производства винтовки. Когда головка затвора движется назад, ролики по бокам затвора движутся внутрь против конического удлинения затворной рамы. Это заставляет затворную раму двигаться назад с гораздо большей скоростью и задерживает движение головки затвора. Основным преимуществом роликового затвора с откатным механизмом является простота конструкции по сравнению с газовым затвором или затвором с отдачей. [26]
Роликовый затвор со свободным затвором был запатентован Вильгельмом Штеле и Людвигом Форгримлером из компании Mauser . Несмотря на кажущуюся простоту, его разработка во время Второй мировой войны была сложным техническим и личным усилием, поскольку немецкие инженеры, математики и другие ученые должны были работать вместе на основе «нравится или нет» под руководством Отта-Гельмута фон Лосснитцера, директора Института исследований оружия и Группы разработки оружия компании Mauser Werke . Эксперименты показали, что роликовый затвор со свободным затвором демонстрировал отскок затвора, когда затвор открывался с экстремальной скоростью приблизительно 20 м/с (66 футов/с) во время автоматического огня. Чтобы противостоять отскоку затвора, необходимо было найти идеальный выбор угла на носу головки затвора, чтобы значительно снизить скорость открытия затвора. Проблема чрезвычайно высоких скоростей затворной рамы не была решена методом проб и ошибок. Математик Карл Майер предоставил анализ компонентов и узлов в проекте разработки. [27] В декабре 1943 года Майер придумал уравнение, которое инженеры использовали для изменения углов в ствольной коробке на 45° и 27° на запирающей части относительно продольной оси, что уменьшило проблему отскока затвора. При этих углах геометрическое передаточное отношение затворной рамы к головке затвора стало 3:1, поэтому задняя затворная рама была вынуждена двигаться в 3 раза быстрее, чем головка затвора. Направленные назад силы на затворную раму и ствольную коробку были 2:1. Сила и импульс, передаваемые ствольной коробке, увеличиваются с силой и импульсом, передаваемыми затворной раме. Утяжеление затворной рамы уменьшает скорость отдачи. Для проекта Mausers StG 45(M) Майер предполагал, что головка затвора будет весить 120 г (4,2 унции), а затворная рама — 360 г (12,7 унции) (соотношение 1 к 3). Прототип штурмовой винтовки StG 45 (M) имел 18 продольных газоотводных канавок, прорезанных в стенке патронника , чтобы помочь раздутой гильзе патрона выйти из стенок патронника во время извлечения. Выемка на конце патронника обеспечивает выравнивание давления между передней наружной поверхностью гильзы и ее внутренней частью и, таким образом, обеспечивает извлечение без разрыва гильзы, делая извлечение более простым и надежным. В 1944 году другие немецкие компании, такие как Großfuß (de), Rheinmetall и CG Haenel, проявили интерес к разработке стрелкового оружия с роликовым затвором и свободным затвором. Großfuß работал над универсальным пулеметом MG 45 с роликовым затвором и свободным затвором , который, как и StG 45 (M), не продвинулся дальше стадии прототипа к концу Второй мировой войны.
После Второй мировой войны бывшие инженеры Mauser Людвиг Форгримлер и Теодор Лёффлер усовершенствовали механизм между 1946 и 1950 годами, работая на французского производителя стрелкового оружия Centre d'Etudes et d'Armament de Mulhouse (CEAM). В 1950 году Людвиг Форгримлер был нанят для работы в CETME в Испании. Первой серийной винтовкой, в которой использовалась роликовая задержка, была испанская боевая винтовка CETME , за которой вскоре последовали швейцарская SIG SG 510 и Heckler & Koch G3 на базе CETME Model B. Затвор G3 оснащен механизмом против отскока, который предотвращает отскок затвора от поверхности казенной части ствола. [28] «Рычаг блокировки головки затвора» G3 представляет собой подпружиненный коготь, установленный на затворной раме, который захватывает головку затвора, когда группа затворной рамы переходит в режим зарядки. Рычаг по существу защелкивается на месте с трением, обеспечивая достаточное сопротивление повторному открытию, чтобы затворная рама не отскакивала. Из-за относительно низкой тяги затвора, демонстрируемой пистолетными патронами, механизм антиотскока не используется компанией Heckler & Koch в их огнестрельном оружии с роликовой задержкой свободного затвора под пистолетные патроны. Пистолет-пулемет MP5 компании Heckler & Koch является наиболее распространенным оружием, которое все еще находится на вооружении во всем мире и использует эту систему. Полуавтоматический пистолет Heckler & Koch P9 , ручной пулемет CETME Ameli , SIG MG 710-3 , Heckler & Koch HK21 и пулеметы общего назначения Ohio Ordnance REAPR также используют ее.
Оружие с роликовым затвором и свободным затвором зависит от боеприпасов, так как у него нет регулируемого газового порта или клапана для настройки оружия под различные характеристики давления метательного заряда и снаряда. Их надежное функционирование ограничено определенными параметрами боеприпаса и оружия, такими как вес пули, заряд метательного заряда, длина ствола и степень износа. В момент воспламенения патрона патронник должен быть и оставаться герметичным, пока пуля не покинет ствол, а давление газа в канале ствола не упадет до безопасного уровня, прежде чем уплотнение будет нарушено и патронник начнет открываться. Для получения надлежащих и безопасных параметров функционирования производители оружия предлагают различные запирающие детали с различной массой и углами плеча, а также цилиндрические ролики с различными диаметрами. Углы имеют решающее значение и определяют время разблокировки и управление падением давления газа, поскольку запирающая деталь действует в унисон с держателем головки затвора. Ширина зазора затвора определяет свободное пространство и, следовательно, правильное расположение патронов в (закрытой) камере. Из-за износа при использовании зазор затвора между запирающей деталью и держателем головки затвора, как ожидается, будет постепенно увеличиваться. Его можно определить и проверить с помощью щупа и изменить, заменив цилиндрические ролики на ролики с другим диаметром. Установка роликов большего диаметра увеличит зазор болта и выдвинет запорную деталь вперед. Установка роликов меньшего диаметра приведет к обратному эффекту. [29] [30] [31]
Bearing delay blowback использует несколько шарикоподшипников для задержки движения группы затворной рамы после выстрела. MEAN представила Bearing delay blowback в 2023 году с их Bearing Delay Upper Receiver под патрон 9×19 мм Parabellum. Эта система использует движение трех шарикоподшипников, расположенных примерно на 120° друг от друга, которые движутся в радиальном направлении относительно центра их затвора. Подшипники зацепляют соответствующие карманы удлинения ствола, когда группа затворной рамы находится в состоянии батареи. Подшипники выталкиваются наружу из-за давления пружины (например, буферной пружины), которое сжимает держатель в задней части затвора. Держатель заставляет внутренний компонент группы затворной рамы, называемый подъемником, выталкивать подшипники наружу. Подъемник имеет наклонные канавки, которые взаимодействуют с подшипниками. [32] Задержка подшипника предназначена для настройки в зависимости от предпочтений пользователя или конфигурации других компонентов путем замены на подъемник с другой геометрией. [33] Конструкция задержки подшипника описана в патенте США 11,371,789 , патенте США 11,543,195 и патенте США 11,781,824 .
Рычажно-замедленный свободный затвор использует рычаг, чтобы поставить затвор в механическое невыгодное положение, задерживая открытие затвора. Когда патрон упирается в поверхность затвора, рычаг перемещает затворную раму назад с ускоренной скоростью относительно легкого затвора. Рычаг может быть применен с помощью специальной детали или через наклонные поверхности, взаимодействующие друг с другом. Этот рычаг значительно увеличивает сопротивление и замедляет движение легкого затвора. Надежное функционирование оружия с рычажно-замедленным свободным затвором ограничивается конкретными параметрами боеприпасов и оружия, такими как вес пули, метательный заряд, длина ствола и степень износа. Джон Педерсен запатентовал одну из первых известных конструкций системы рычажно-замедленного затвора. [34] Этот механизм также использовался венгерским конструктором оружия Палом Кираем в 1910-х и 1930-х годах и использовался в пистолетах-пулеметах Danuvia 39M и 43M для венгерской армии . [35] После Второй мировой войны Кирай поселился в Доминиканской Республике и разработал Cristóbal Carbine (или Király-Cristóbal Carbine), используя похожий механизм. Другие виды оружия, использующие эту систему, — пистолеты Hogue Avenger и Benelli B76 , пистолет-пулемет FNAB-43 , штурмовые винтовки TKB-517 , VAHAN и FAMAS [36] , боевые винтовки/ручные пулеметы Sterling 7.62 и AVB-7.62 , а также универсальный пулемет AA-52 . [37]
Газоотводная система со свободным затвором не должна путаться с газовым затвором . В оружии с газовым затвором затвор никогда не блокируется, и поэтому отталкивается назад расширяющимися пороховыми газами, как и в других конструкциях с обратным затвором. Однако пороховые газы выбрасываются из ствола в цилиндр с поршнем, который задерживает открытие затвора. Он использовался некоторыми немецкими конструкциями Второй мировой войны для патрона 7,92×33 мм Kurz , включая винтовку Volkssturmgewehr (с небольшой эффективностью) и Grossfuss Sturmgewehr (с немного большей эффективностью), [38] а после войны в пистолетах Heckler & Koch P7 , Walther CCP , Steyr GB и M-77B .
При выстреле патрона гильза расширяется, чтобы герметизировать стенки патронника. Это уплотнение предотвращает утечку газа высокого давления в действие оружия. Поскольку обычный патронник немного больше по размеру, невыстреленный патрон свободно войдет. В огнестрельном оружии с кольцевым затвором патронник является обычным во всех отношениях, за исключением вогнутого кольца в стенке патронника. При выстреле патрона гильза расширяется в это утопленное кольцо и толкает затвор назад. По мере того, как гильза движется назад, это кольцо сужает расширенную часть гильзы. Энергия, необходимая для сжатия стенок гильзы, замедляет движение гильзы и затвора назад, снижая их требования к массе. Первое известное использование системы было на пистолете Фрица Манна в 1920 году, а затем на экспериментальном пистолете High Standard Corp модели T3, разработанном Оттом-Хельмутом фон Лосснитцером во время работы в High Standard. [39] [40] Другие виды огнестрельного оружия, в которых использовалась эта система, включали пистолет LWS Seecamp , AMT Automag II и пистолет Kimball .30 Carbine. [41] [42] [43] Семейство винтовок SIG SG 510 включает в себя кольцо патронника около плеча, которое используется для предотвращения отскока затвора, а не как элемент задержки. [44]
Похожие операции существуют с использованием рифленой камеры для задержки. Когда выстреливается, гильза прилипает к рифленым стенкам камеры, что создает небольшую задержку извлечения. Прототип 6x45-мм SAW калибра легкого пулемета Brunswick является примером, который использовал эту операцию.
Другой пример использования портированной камеры, которая использует камеру ствола с портами сброса давления, которые позволяют газу просачиваться в кольцевую камеру во время извлечения. По сути, это противоположность смазке рифленой камеры, поскольку она предназначена для того, чтобы патрон прилипал к стенке камеры, создавая небольшую задержку извлечения. Для этого требуется приваренная гильза с внутренней кольцевой канавкой для удержания давления. [45] [46]
Запатентованная система Джона Педерсена включает в себя затвор, независимый от затвора или затворной рамы. В состоянии заряда затвор немного опирается вперед от запирающего плеча, расположенного в рамке огнестрельного оружия. Когда патрон выстреливает, гильза патрона, затвор и затвор перемещаются вместе на небольшое расстояние, пока затвор не ударится о запирающее плечо и не остановится. Затвор продолжает движение назад с импульсом, полученным им в начальной фазе, в то время как затвор остается запертым. Это позволяет давлению в камере упасть до безопасного уровня, как только пуля покидает ствол. Продолжающееся движение затвора поднимает затвор из его углубления и тянет его назад, продолжая цикл стрельбы. В этой операции используются патроны с прямыми стенками, поскольку они менее склонны к разрыву, чем конические патроны в огнестрельном оружии с затворными операциями, которые мгновенно отводят патроны под высоким давлением из камеры во время стрельбы. Пистолет Pedersen Remington Model 51 , пистолет-пулемет SIG MKMO и пистолет R51 являются единственными серийными образцами огнестрельного оружия, в которых использовалась данная конструкция.
Операция отсрочки маховика заключается в том, что во время стрельбы открытие затвора задерживается вращательной инерцией маховика. Это приводится в действие реечным механизмом на затворной раме. Barnitzke , Kazachok SMG и MGD PM-9 используют эту операцию.
В огнестрельном оружии с отсрочкой свободного затвора движение затвора назад должно преодолевать значительное механическое усилие рычага. [48] [49] [50] Затвор шарнирно закреплен в середине, неподвижен на заднем конце и почти прямой в состоянии покоя. Когда затвор движется назад под действием силы обратного затвора, шарнирное соединение движется вверх. [51] Недостаток рычага удерживает затвор от открытия до тех пор, пока пуля не покинет ствол и давление не упадет до безопасного уровня. Этот механизм использовался в винтовке Педерсена и пулемете Шварцлозе MG M.07/12 . [49] [52]
Джон Браунинг разработал этот простой метод, при котором ось движения затвора не совпадала с осью канала ствола, вероятно, в конце Первой мировой войны, и запатентовал его в 1921 году. [53] [54] Результатом стало то, что небольшое движение затвора назад относительно оси канала ствола требовало большего движения вдоль оси движения затвора, что существенно увеличивало сопротивление затвора без увеличения его массы. Французский пистолет-пулемет MAS-38 1938 года выпуска использует затвор, путь отдачи которого находится под углом к стволу. Jatimatic и KRISS Vector используют модифицированные версии этой концепции.
Компания CMMG представила карабин MkG с радиальной задержкой в 2017 году. Эта система использует вращение головки затвора для ускорения затворной рамы винтовки AR-15 . Боевые выступы затвора адаптированы для включения углов 120°, которые поворачивают затвор при его движении назад под действием обычной силы отдачи. Когда затвор вращается на 22,5˚, он должен ускорить затворную раму назад через адаптированный паз кулачкового штифта под углом 50°. Это ускорение усиливает эффективную массу затворной рамы, замедляя скорость головки затвора. [55] Эта задержка позволяет падать давлению перед извлечением без ущерба для более тяжелого узла затворной рамы. [56] Система похожа на роликовую и рычажную задержку отдачи в том, что она использует массу затворной рамы, движущейся с большей скоростью, чем головка затвора, для задержки открытия действия. Конструкция описана в патенте США 10,436,530 .
Впервые использованный в автоматической винтовке Mannlicher Model 1893, затвор в винтовом затворе с задержкой обратного затвора использует поворотный затвор , который задерживался угловыми прерывистыми резьбами, задерживаемыми на четверть оборота для разблокировки. [57] Джон Т. Томпсон спроектировал автоматическую винтовку , работающую по аналогичному принципу, около 1920 года и представил ее на испытания в армии США. Эта винтовка, представленная несколько раз, безуспешно конкурировала с винтовкой Педерсена и винтовкой Гаранда с капсюльным приводом на ранних испытаниях, чтобы заменить винтовку M1903 Springfield . [58] Эта операция является одной из самых простых форм замедленного обратного затвора, но если боеприпасы не смазаны или не используют рифленый патронник, отдача может быть нестабильной, особенно при использовании полноразмерных винтовочных патронов. [59] Вращение затвора должно быть не менее 90°, чтобы предотвратить разрыв патронов. [60] Другой формой этой операции, использующей винтовой винт для замедления движения назад, был пулемет Salvator-Dormus M1893 , а позднее прототип пистолета-пулемета Калашникова модели 1942 в 1942 году [61] и карабин Fox Wasp .
Дэвид Маршалл Уильямс (известный конструктор Управления вооружений США, а позднее компании Winchester ) разработал механизм, позволяющий огнестрельному оружию, рассчитанному на полноразмерные патроны, надежно стрелять боеприпасами кольцевого воспламенения калибра .22. Его система использовала небольшой «поршень», который включает в себя камеру. Когда патрон выстреливает, передняя часть плавающей камеры отбрасывается назад давлением газа, воздействующим на переднюю часть камеры, как в традиционном поршне. Это, в сочетании с энергией отдачи, передаваемой патрону, толкает затвор назад с большей энергией, чем любая из этих сил по отдельности. Часто описываемое как «ускоренная отдача», это усиливает в противном случае анемичную энергию отдачи патрона кольцевого воспламенения .22. [62] Уильямс спроектировал учебную версию пулемета Browning и версию длинноствольной винтовки Colt Service Ace .22 M1911 , используя свою систему. Увеличенная отдача, создаваемая плавающей камерой, заставила эти учебные пистолеты вести себя больше как их полноценные аналоги, при этом по-прежнему используя недорогие маломощные боеприпасы. Плавающая камера представляет собой как механизм с обратным затвором, так и механизм с газовым приводом . [63]
Огнестрельное оружие с капсюльным приводом использует энергию отката капсюля для разблокировки и перезарядки огнестрельного оружия. Джон Гаранд разработал систему в безуспешной попытке заменить винтовку с продольно-скользящим затвором M1903 в начале 1920-х годов. [64] Прототипы Гаранда хорошо работали с американскими военными боеприпасами .30-06 и необжатыми капсюлями, но затем военные перешли с быстрогорящего пороха на прогрессивно горящий порох Improved Military Rifle (IMR). Более медленный рост давления сделал прототипы с капсюльным приводом ненадежными, поэтому Гаранд отказался от конструкции в пользу винтовки с газовым приводом, которая стала M1 Garand . [64] [65] Корпорация AAI использовала поршневой капсюль в винтовке, представленной на конкурс SPIW. [66] Другими винтовками, использовавшими эту систему, были Postnikov APT и карабин Clarke, описанные в патенте США 2,401,616 . [67]
Аналогичная система используется в прицельных винтовках LAW 80 и Shoulder-launched Multipurpose Assault Weapon, использующих 9-мм патрон на основе .308 Winchester с холостым патроном .22 Hornet вместо капсюля. При выстреле гильза Hornet отходит назад на небольшое расстояние, разблокируя действие. [68]
Сам патрон-гильзу экспериментально использовали для приведения в действие, аналогичное капсюлю-приведению Гаранда. Известные прототипы, использующие этот метод работы, включают две винтовки конструкции 1936 года, одну Михаила Мамонтова и другую Макара Горяинова в ЦКБ-14, и конструкцию 1980-х годов А. Ф. Барышева . Винтовки Мамонтова и Горяинова являются лишь частично автоматическими; только отпирание затвора приводится в действие газами, толкающими патрон назад, в то время как остальная часть цикла (выброс, перезарядка) выполняется вручную, как в традиционной винтовке с продольно-скользящим затвором. Основная проблема с использованием патрона-гильзы в качестве поршня заключается в том, что его движение намного быстрее (около 1 мс) по сравнению с отводом газа дальше по каналу ствола через поршень — около 5 мс в снайперской винтовке Драгунова , которая использовала тот же патрон, что и винтовка Мамонтова. Барышев создал полностью автоматический, но довольно громоздкий механизм, который использовал механическую задержку. В его системе гильза отталкивала назад наклонную грань затвора, которая при достижении определенного угла отталкивает назад рычаг отпирания, который продолжает движение дальше, прежде чем отпереть затвор. Однако ГРАУ все же дало отрицательную оценку пистолету Барышева, указав, что основные проблемы с надежностью огнестрельного оружия, использующего гильзу в качестве поршня, были известны еще с 1930-х годов и до сих пор не решены. [69]
Blish Lock — это механизм запирания затвора, разработанный Джоном Беллом Блишом на основе его наблюдения, что при экстремальных давлениях некоторые разнородные металлы будут сопротивляться движению с силой, большей, чем предсказывают обычные законы трения. В современной инженерной терминологии это называется статическим трением или сцеплением . Его механизм запирания использовался в пистолете-пулемете Томпсона , конструкциях Autorifle и Autocarbine . Этот сомнительный принцип был позже устранен как избыточный в версиях пистолетов-пулемётов M1 и M1A1 по настоянию армии США. [70] Смазка или загрязнение полностью устранили бы любую задержку. Какое бы фактическое преимущество ни давала чистая, несмазанная система Blish, его можно было бы также получить, добавив к затвору всего лишь унцию массы. [71]
Система Savage использовала теорию о том, что нарезка в стволе вызывала вращательную силу, которая удерживала бы оружие заблокированным до тех пор, пока снаряд не покидал ствол. Позже было обнаружено, что пуля покидала ствол задолго до того, как могло произойти какое-либо запирание. Пистолеты Savage фактически работали как простое огнестрельное оружие со свободным затвором. [72] Французские пистолеты MAB PA-15 и PA-8 калибра 9 мм имеют схожую конструкцию и работают правильно.
Необычная операция, при которой головка затвора движется назад при выстреле, что позволяет патрону двигаться назад или даже растягивать его до тех пор, пока затвор не разблокируется. [73] [74] При выстреле патрон перемещает головку затвора назад примерно на 2,5 мм до упора, затем поворачивает затвор, чтобы разблокировать и повторить операцию.
Операция с использованием болта типа «простой отдачи», который имеет неодимовые магниты для задержки его работы. [75] Специальный буфер, использующий эту операцию, был разработан TACCOM.
Другие системы самозарядки:
Устройство, приводимое в действие капсюлем, было обречено на провал, поскольку патрон калибра .30 не подходил для такого типа операций.
