С. А. Алексеев, М. Е. Драгунов, В. Г. Чёрный
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПИСТОЛЕТОВ-ПУЛЕМЁТОВ
Допущено Учебно-методическим объединением ву-
зов по университетскому политехническому обра-
зованию в качестве учебного пособия для студен-
тов, обучающихся по специальности 170102
«Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное
оружие» направления подготовки специалистов
170100 «Оружие и системы вооружения»
Москва
2009
УДК 623.442.422
ББК 30
А47
Рецензенты:
А. А. Королев,
доктор технических наук, профессор кафедры
«Ракетные и импульсные системы» МГТУ
им. Н. Э. Баумана, чл.-корр. РАРАН;
Л. А. Галаган,
доктор технических наук, профессор кафедры
«Стрелковое оружие» Ижевского государственного
технического университета (ИжГТУ);
В. П. Буданов,
Главный конструктор ОАО «Концерн ИЖМАШ»
Алексеев С. А., Драгунов М. Е., Чёрный В. Г.
А47 Проектирование пистолетов-пулемётов. - М.:
ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2009. - 200 с ; ил.
ISBN 5-9901722-3-4
В предлагаемой работе авторы сделали акцент на рас-
чете и проектировании систем инерционного запирания, а
также исполнительных механизмов автоматики пистоле-
тов-пулемётов. Вполне сознательно опущены вопросы
внешней и внутренней баллистики пистолетных патронов
и их проектирования. Тем не менее, данные этой работы
могут быть полезны и специалистам в указанных областях,
особенно с точки зрения выбора параметров гильзы.
Книга может быть использована в качестве учебного
пособия для студентов, обучающихся по специальности
высшего профессионального образования 170102 «Стрел-
ково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие». Ма-
териалы работы могут быть полезными для студентов и
аспирантов смежных специальностей, а также специали-
стов, занимающихся вопросами теории и практики проек-
тирования автоматического оружия.
© С. А. Алексеев, М. Е. Драгунов, В. Г. Чёрный,
2009
© ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2009
Основные условные обозначения
А - амплитуда механических колебаний;
b - коэффициент восстановления скорости при ударе;
с - удельная теплоемкость;
с - жесткость;
D - модуль упрочнения материала;
d- калибр канала ствола;
d} - внутренний диаметр гильзы;
di - наружный диаметр гильзы;
Е - модуль упругости материала;
Е - энергия;
- дульная энергия снаряда;
/•’гр - сила трения;
/тр - коэффициент трения;
/ - сила пороха;
I- момент инерции;
i - кинематическое передаточное число;
./ - импульс силы;
,/к - импульс пороха;
•As Лтд - импульс силы давления пороховых газов, импульс
отдачи оружия;
Л - импульс силы сопротивления гильзы;
к - показатель адиабаты;
L - длина отката;
7	,7СН - путь снаряда по стволу;
7	, - длина прилегания гильзы к патроннику;
/р - длина участка растяжения гильзы;
М, т - масса;
Иц> - приведенная масса;
М3 - масса затвора;
Л/пч - масса подвижных частей автоматики;
TV-темп стрельбы;
р - баллистическое давление в канале ствола;
'Ро - давление в начале движения снаряда (распатронирования);
Р«я, Рт - давление на дно канала ствола, на дно снаряда;
ре - давление соприкосновения гильзы с патронником;
рК - контактное давление между гильзой и стволом;
Рт-м ~ максимальное баллистическое давление;
р3 - давление заклинивания гильзы;
q - масса снаряда;
И, г2 - соответственно внутренний и наружный радиусы гильзы
Ri, R2 - соответственно внутренний и наружный радиусы патрон
ника;
R - газовая постоянная;
Rr - сила сопротивления гильзы;
S’ - площадь канала ствола;
З'дн — площадь дна канала ствола;
Т- температура газов;
t, °C - температура окружающей среды;
Т - период колебаний;
t - время;
и - скорость горения пороха;
V, Уся - скорость снаряда;
Ко, 17д - скорость снаряда начальная, дульная;
К3 - скорость отката затвора;
W - свободный объем заснарядного пространства;
Лз - перемещение затвора;
а - коволюм;
Р - коэффициент полного действия газов;
5	- толщина стенки гильзы;
А - плотность заряжания;
Е - относительная деформация;
ц - коэффициент полезного действия (кпд );
6	- параметр расширения газа;
ц - коэффициент Пуассона;
Цо - коэффициент расхода газа;
р - плотность газа;
о - напряжение;
о, - интенсивность напряжений;
ое, ат _ пределы упругости и текучести материала;
ф - коэффициент фиктивности массы снаряда;
Фз - коэффициент фиктивности массы затвора;
® - масса заряда;
ф - модуль пластичности материала.
ВВЕДЕНИЕ
Пистолет-пулемёт (ПП), как индивидуальное огнестрельное
автоматическое оружие, известен с 20-х гг. прошлого столетия.
Первый образец автоматического оружия, спроектированный
под пистолетный патрон, - итальянский ПП Ревеллин образца
1915 г. - строго говоря, нельзя назвать индивидуальным стрел-
ковым оружием. Он представляет собой двуствольный лёгкий
пулемёт, стреляющий пистолетным патроном, и должен быть
отнесён к групповому стрелковому оружию. Несмотря на поч-
ти вековую историю и гигантский опыт практического исполь-
зования, чёткого и ясного понимания, что такое ПП до сих пор
не сложилось. Это особенно наглядно видно из определений
ПП [8, 9, 11,15,22 - 24,28 - 30 и др.]:
•	индивидуальное огнестрельное стрелковое оружие ближ-
него боя, спроектированное под пистолетный патрон, которое
сочетает портативность пистолета с непрерывностью пулемёт-
ного огня; ,
•	автоматическое оружие, рассчитанное на стрельбу писто-
летными патронами;
•	самострельное автоматическое оружие типа ручного пу-
лемёта, при стрельбе из которого применяют пистолетные па-
троны;
«	автомат, использующий для стрельбы пистолетные патроны;
5
•	индивидуальное автоматическое оружие для поражения
живой силы на расстоянии до 200 м;
•	самострельное автоматическое огнестрельное оружие,
рассчитанное под пистолетный патрон, имеющий магазин с авто-
матическим перезаряжанием, основанный на отдаче затвора;
•	портативное автоматическое оружие, стреляющее писто-
летными патронами непрерывным пулемётным огнём;
•	портативное автоматическое оружие, стреляющее писто-
летными патронами, и, как правило, очередями;
•	индивидуальное автоматическое оружие, удачно соче-
тающее в себе лёгкость и портативность, пистолета с непрерыв-
ностью пулемётного огня.
Определения ПП можно продолжить, однако следует отме-
тить следующее. Во-первых, ПП не может (и не должен!) кон-
курировать с пистолетом по параметрам компактности и порта-
тивности, т. е. по размерам и массе. Масса современных наибо-
лее компактных ПП без патронов составляет 1,46...2,9 кг, а их
длина находится в пределах 240...360 мм [5, 36]. Масса совре-
менных армейских пистолетов с пустым магазином не превос-
ходят 1,13 кг (11,43 мм-пистолет М1911А1). Даже со снаря-
женным магазином пистолеты, допускающие ведение автома-
тического огня, имеют массу меньше самого компактного ПП:
автоматический пистолет Берета 93R с магазином на 15 патронов
имеет массу 1,12 кг, отечественный АПС с 20 патронами -
1,22кг. То же можно сказать и о длине пистолета (180...
225 мм), что в среднем значительно меньше ПП даже со сло-
женным прикладом. Указания на портативность и компакт-
ность особенно нелепы с исторической точки зрения. Отечест-
венный легендарный ППШ образца 1941 г. имел массу 3,5 кг
без магазина и 5,44 кг с барабанным магазином на 71 патрон.
Длина его составляла 842 мм. Признать такой вид оружия ком-
пактным и, тем более, портативным невозможно, как и все ПП
первой половины XX в.
6
Во-вторых, нельзя без оговорок принять и термины «само-
стрельное», «пулемётный огонь», «стрельба очередями» и т. п.
Нет никаких технических и эксплуатационных противопоказа-
ний для проектирования ПП со спусковым механизмом, допус-
кающим ведение как одиночного огня, так и автоматического, в
том числе очередями фиксированной длины, как это имеет ме-
сто во многих образцах автоматических винтовок. Понятие
«автоматическое» предполагает возможность стрельбы очере-
дями. Недопустимо для специалиста отождествлять ПП с авто-
матом и тем более ручным пулеметом. Так же не стоит сводить
автоматизированное перезаряжание, присущее ПП, исключи-
тельно к принципу отдачи затвора, так как никаких принципи-
альных возражений нет и не может быть против разработки
ПП, автоматика которого была бы основана на другом принци-
пе использования энергии выстрела. Например, отечественный
ПП СР-2М, спроектированный под мощный патрон СП-10,
имеет автоматику, основанную на отводе пороховых газов че-
рез боковое отверстие в стволе. Тем не менее, анализ конструк-
тивных особенностей ПП всех поколений действительно пока-
зывает, что господствующей схемой автоматики для них явля-
ется схема инерционного запирания: системы со свободным
затвором (СЗ) и значительно реже системы с полусвободным
затвором (ПСЗ). Это объясняется относительно малой мощно-
стью пистолетного патрона и простотой схемы инерционного
запирания. Именно поэтому в данной работе в основном рас-
сматривается класс оружия с инерционным запиранием, к ко-
торому относятся системы с СЗ и ПСЗ, а также их модифика-
ции: СЗ с подвижным стволом, многомассовый затвор, проти-
вомасса и другие. Для данного класса оружия разработана ме-
тодология формализации процесса проектирования на основе
использования информационных ресурсов опыта для построе-
ния вторичных моделей совместно с использованием точных
математических моделей, отражающих особенности физиче-
ских процессов, происходящих при выстреле.
Наибольшее распространение из схем с инерционным запи-
ранием, благодаря своей простоте, получила схема с СЗ. На-
7
дежная работа автоматики при различном состоянии поверхно-
стей патронника и гильзы обеспечивается применением корот-
кого маломощного патрона. При возрастании мощности патро-
на значительно увеличиваются скорость отката затвора и темп
стрельбы. Чтобы избежать этого, а также для сохранения попе-
речной прочности длинной гильзы приходится значительно
увеличивать массу затвора. Поэтому автоматика с СЗ наиболее
широко применяется в оружии, предназначенном для стрельбы
пистолетными патронами. Данная схема хорошо себя зареко-
мендовала и при создании автоматических противопехотных
гранатометов калибра 30...40 мм, боеприпасы которых имеют
короткую гильзу с небольшим пороховым зарядом. Схема с СЗ
получила широкое распространение и при создании образцов
самозарядного охотничьего и спортивного оружия под патроны
кольцевого воспламенения калибра 5,6 мм. Известны образцы
автоматического оружия с СЗ под автоматные патроны. В 1944 г.
среди первых автоматов под новый 7,62-мм патрон образца
1943 г. был представлен на испытания образец с СЗ конструк-
ции Г. С. Шпагина, при этом масса затвора была в 2 раза боль-
ше, чем у П1Ш1-41, и составляла 1,2 кг. Автомат удовлетворял
требованиям надежности при нормальных температурах, одна-
ко при повышенных температурах значительно возрастали ско-
рости отката и темп стрельбы. Сильные и нестабильные удары
затвора отрицательно влияли на живучесть и устойчивость сис-
темы при стрельбе очередями. Среди образцов оружия чечен-
ских боевиков, изготовленных кустарным способом, есть и ав-
томат с СЗ под патрон 7,62x39, который по своим габаритным
размерам и конструкции относится к ПП и имеет только непре-
рывный режим огня. При переходе на мощный патрон увели-
чение массы затвора обусловлено не столько обеспечением по-
перечной прочности гильзы (экспериментальные исследования
показывают, что гильза 7,62-мм патрона обр. 1943 г. сохраняет
свою прочность и при массе затвора 0,5 кг), сколько необходи-
мостью снизить скорость отката затвора. Этим же обусловлено
и применение для систем под патроны большой мощности
принципа полусвободного запирания.
8
Полусвободное запирание применяется с целью торможе-
ния затвора в период действия высокого давления пороховых
газов, что позволяет уменьшить кинетическую энергию движе-
ния затвора и выход гильзы из патронника в период действия
высокого давления. Применение ПСЗ позволяет получить про-
стую конструкцию оружия для достаточно мощных патронов,
при этом намного легче, чем при использовании принципа СЗ.
Полусвободное запирание используется в стрелковом оружии
как под пистолетные и автоматные патроны, так и под винто-
вочные патроны (германская винтовка G-3). В отечественной
оружейной практике также были образцы с полусвободным за-
пиранием. В 1952 г. на испытания был представлен автомат
конструкции тульского оружейника Г. А. Коробова. Примене-
ние принципа отдачи ПСЗ позволило в некоторой мере повы-
сить устойчивость данной системы при автоматической
стрельбе за счет снижения усилия отдачи примерно в 2 раза по
сравнению с автоматом АК-47. За счет упрощения системы по-
высилась ее технологичность и снизилась трудоемкость изго-
товления примерно в 2 раза по сравнению с АК-47, при этом
масса автомата Коробова была меньше на 0,5 кг. Основным не-
достатком данной системы, отмеченным по результатам поли-
гонных испытаний, была повышенная загрязняемость автома-
тики и внутренней ствольной полости продуктами неполного
сгорания пороха вследствие недостаточной герметизации меж-
ду патронником и гильзой. Кроме того, не обеспечивалась дос-
таточная стабильность по скоростям отката затвора.
Таким образом, несмотря на отмеченные недостатки прин-
ципа инерционного запирания, несомненны и его достоинства,
в первую очередь простота конструкции, которые привлекают
конструкторов-оружейников и побуждают к изысканию новых
путей усовершенствования таких схем оружия [37].
ГЛАВА 1. ПИСТОЛЕТ-ПУЛЕМЁТ КАК КЛАСС
ИНДИВИДУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО
СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
Пистолет-пулемёт - индивидуальное стрелковое автомати-
ческое оружие, спроектированное под пистолетный патрон.
Использование в ПП относительно маломощного пистолет-
ного патрона предопределяет основные эксплуатационные и
технические характеристики данного класса оружия. Парамет-
ры современных пистолетных патронов и гильз представлены в
табл. 1.1 и 1.2. Само название пистолетного патрона говорит о
том, что данный тип боеприпаса (БП) разрабатывался под пис-
толет - оружие, предназначенное для удержания при стрельбе
одной рукой и очень часто для скрытого ношения. Вследствие
этого пистолетные патроны обладают небольшим импульсом
(до 2,5...3,5 Н-с), но при этом массивной пулей с высоким оста-
навливающим действием и малым значением дульной скорости.
1.1. Особенности пистолета-пулемёта
Тип БП предопределяет, с. одной стороны, основные осо-
бенности ПП как класса индивидуального автоматического
оружия, с другой - на облик ПП накладывает отпечаток такти-
ческая сфера его применения.
10
Параметры пистолетных патронов
Таблица 1.1
Парамегр			5,45x18 МПЦ7Н7	9x18 ИМ 57-Н-181С	9x18 ПММ 57-Н-181СМ	9x18 ПБМ 7Н25	9x19* НАТО	9x19 7Н21	9x21 СП-10	9x21 СП-11	7,62x25 ТТ
Диаметр ведущей части пули, мм			5,62	9,27	9,27	9,27	9,03	9,03	9,0	9,0	7,85
Масса патрона, г			4,9	9,7	9,8	7,4	11,8	9,7	11,0	Н,9	10,7
Масса пули, г			2,6	6,1	5,54	3.55	6,8	5,3	6,8	8,0	5,5
Масса порохового заряда, г			0,15	0,23	0,5	-	0,35	0,42	0,50	0,50	0,50
Длина патрона, мм			25	25	24,5	25	29,7	29,7	33,0	33,0	34,8
Объём каморы, см2			0,26	0,51	0,51	-	-	0,48	0,45	0,45	0,8
Максимальное баллистическое давление, МПа			142.1	134,0	167	—	—	167	290	-	220
Начальная скорость, м/с			315	315	420	-	396	420	450	450	424
Импульс патрона, Н с			1,05	2020	2,65	2,4	3,0	3,1	3,5	3,7	3,08
Дальность пробития бронежилета 2 кл.. м			0	0	5	30	25	70	100	0	-
Убойное действие (ВПП в желатино- вом слое), см3	Без бронежилета	5 м	160	245	-	772	426	1050	572	60	—
		25 м	140	204	-		476	363	803	544	371	—
		50 м	НО	170	-	345	273	696	408	278	—
	После пробития бронежилета	5 м			-	202	255	508	493		-
		25 м	Бронежилет			45	226	279	396	-	—
		50 м	не пробивает					103	326	-	—
* Патроны 9x19 «Люгер», производимые в разных странах, различаются значениями параметров (д =•• 6.8...8Д) г, 340...420 м/с); ло-видимому, стандарт НАТО допускает подобное отклонение.											
Таблица 1.2
Конструктивные характеристики гильз патронов
Патрон	/<? ^2	г2 Г1	Материал гильзы	МПа	Е, ГПа	Р, МПа	Ртах» МПа	Ре» МПа
9x17	1,169	1,138	Биметалл	600	200	2500	137,7	88,96
9x18 ПМ	1,270	1,138	Биметалл	600	200	2500	134	88,96
9x18 ПММ	1,270	1,138	Биметалл	600	200	2500	167	88,96
9x19 (НАТО)	1,388	1,158	Латунь Л-68	400	80	1050	274	67,48
9x19 (Россия)	1,527	1,167	Биметалл	600	200	2500	290	106,6
7,62x25	1,455	1,137	Латунь Л-68	400	80	1050	220	59,11
Армейский ПП должен иметь более мощный патрон с отно-
сительно высокой начальной скоростью. Его размеры и масса
не должны выходить за рамки установленных в армии норм
для индивидуального стрелкового оружия с необходимым но-
симым БП. В то же время ПП, предназначенный для использо-
вания в правоохранительных структурах, должен быть мини-
мизирован по массе и габаритным размерам, обеспечивать
скрытое ношение и минимальный носимый боезапас. Рацио-
нально, по мнению некоторых специалистов, иметь на воору-
жении ПП двух типов: легкие ПП с массой 1,6.. .2,2 кг с одним
снаряженным магазином длиной не более 350 мм, со сложен-
ным прикладом или вообще без него и относительно тяжелые
ПП с массой до 3 кг и длиной до 450 мм [5].
Сверхлегкие ПП с массой менее 1,5 кг и длиной до 250 мм
должны, по-видимому, рассматриваться как класс автоматиче-
ских пистолетов типа отечественного АПС, итальянского Бе-
ретта 93 R, австрийского'Глок 18 и других со всеми их преиму-
ществами и очевидными недостатками. Однако излишнее
стремление к малым габаритным размерам и массе нарушает
эргономические параметры системы «человек - оружие»: ПП
становится трудно и неудобно управлять. В то же время это
позволяет обеспечить скрытое ношение оружия.
12
Тяжёлые ПП обладают лучшей устойчивостью при стрельбе
и следовательно лучшей кучностью. Необходимо также отме-
тить такую их особенность, как возможность из-за менее жёст-
ких ограничений по массе и габаритным размерам установле-
ния чисто техническими средствами рационального темпа
стрельбы в 600.. .700 выстр./мин.
Можно отметить следующие конструктивные способы реа-
лизации оптимальных характеристик ПП с точки зрения массы
и габаритных размеров:
-	компоновка «по-пистолетному»;
-	использование затвора, набегающего на ствол (до 3/4 дли-
ны ствола);
-	использование для вкладыша затвора тяжёлого сплава, а
для отдельных деталей лёгких полимерных материалов (руко-
ятки, приклада и т. п.).
Рациональный режим огня для ПП определяется тактикой
его применения. По-видимому, ПП должен обеспечивать веде-
ние как автоматического (очередью по 3...5 выстр. или непре-
рывно), так и одиночного огня. Важнейшим эксплуатационным
параметром любого стрелкового оружия, в том числе и ПП, яв-
ляется практическая скорострельность. Для её расчета в [33]
предложена зависимость:
i п
(1-1)
(1-2)
^пр *1	, 1 ’
I -1 хп + 1
где i - оптимальная для данного класса стрелкового оружия
длина очереди;
п - темп стрельбы, выстр./мин;
mt, +itn,
6$m(i -1)
• - приведенное время выстрела - некоторое условное рас-
чётное время одного выстрела с учётом необходимости смены
магазина и переприцеливания между очередями, мин/выстр.;
т - ёмкость магазина, шт.;
ti - время прицеливания между очередями, с;
tm - время, необходимое для замены израсходованного ма-
газина, с.
13
Как видно из зависимостей (1.1) и (1.2), практическая ско-
рострельность зависит от темпа стрельбы, ёмкости магазина,
режима огня (z, г(), времени смены магазина. Анализ (1.1) пока-
зывает, что рост темпа стрельбы не приводит к существенному
росту практической скорострельности. Например, при фикси-
рованных параметрах т = 30, i - 3, t,:= 1с, tm = 5 с возрастание
темпа стрельбы с 600 до 1500 выстр./мин (в 2,5 раза) увеличит
практическую скорострельность лпр с 106 до 114 выстр./мин
или на 7,5 %. Это, кстати, характерно и для других классов ин-
дивидуального и группового стрелкового оружия. Не случай-
но, что темпы стрельбы практически всех образцов стрелко-
вого оружия находятся в диапазоне 500...700 выстр./мин. Не
случайно также и то, что с целью повышения устойчивости
оружия при стрельбе темп стрельбы искусственно занижается.
Например, в автомате АКМ предусмотрен замедлитель темпа
стрельбы, чего не было у АК-47. Вопросы снижения темпа
стрельбы для ПП особенно актуальны, тем более, что вопросы
устойчивости оружия при стрельбе из маломассивного и мало-
габаритного оружия очень важны. По мнению специалистов,
[4, 19] хорошо обученный стрелок надежно управляет оружи-
ем при темпе стрельбы 600...700 выстр./мин. К тому же при
более высоком темпе увеличивается непроизводительный рас-
ход БП, так как становится трудно отсекать длину очереди, в
которой следующие за первым выстрелы часто «уходят» от
точки, прицеливания. Из этих соображений очевидна целесооб-
разность использования спусковых механизмов, обеспечиваю-
щих фиксированную длину очереди.
Важное значение для ПП имеет быстрота открытия огня или
время подготовки оружия к бою. Особенно это актуально для
правоохранительных структур. Но и в армейских подразделе-
ниях в условиях предельно малых дистанций данный фактор
играет существенную роль. Скорость выполнения операций по
подготовке к стрельбе зависит в основном от удобства конст-
рукции и рационального расположения устройств управления
стрельбой. Среди конструктивных решений, снижающих вре-
мя подготовки оружия к бою, можно отметить следующие:
® автоматическое выключение предохранителя, например,
при охвате рукоятки ладонью стрелка;
14
•	скорость выдвижения и фиксации плечевого упора;
•	удобство и минимальные усилия при переключениях пе-
реводчика режима огня;
•	некоторые дополнительные технические решения, обеспе-
чивающие быстрое приведение ПП в боеготовность (напри-
мер, быстросъемное соединение ствола и глушителя, использо-
вание самовзвода в ударно-спусковых механизмах куркового
типа (итальянский ПП «Спектр-4М»), автоматическая установ-
ка прицела (отечественный ПП «Кедр»)).
При классической, одноствольной однокаморной компо-
новке автоматического оружия, а именно такая компоновочная
схема используется во всех классах стрелкового оружия,
кроме некоторых специальных, темп стрельбы определяется
временем цикла перезаряжания Ти, являющегося суммой дли-
тельностей отдельных операций. При этом наиболее длитель-
ными являются операции экстракции стреляной гильзы и до-
сылания очередного патрона. По данным [6] они в сумме со-
ставляют до 80 % времени цикла. Увеличение длительности Тц
и, следовательно, снижение темпа стрельбы возможны путем
увеличения времени экстракции и досылания. Однако именно в
ПП это увеличение встречает трудности принципиального пла-
на. Инерционное запирание не позволяет снизить время экс-
тракции, а слишком большой забег затвора по отношению к
короткому патрону нецелесообразен с точки зрения габарит-
ных размеров и энергетически не надёжен.
Менее очевидны и малопродуктивны попытки увеличения
практической скорострельности путём увеличения ёмкости ма-
газина или стрельбы длинными очередями. При ипр =
= 700 выстр./мин и тех же эксплуатационных параметрах (/, t,-, tm)
увеличение ёмкости магазина ПП m в 2,5 раза (с 30 до 75 шт.)
увеличивает практическую скорострельность на 21 % (со 108
до 131 выстр./мин). Однако при этом существенно возрастёт
масса образца и, по-видимому, придётся отказаться от лёгкого
коробчатого магазина. Аналогично обстоит дело и с длиной
очереди: возрастание с 3 до 10 выстр. при п = 700 выстр./мин,
m = 30 шт., Г, = 1 с и /,„ = 5 с увеличит практическую скоро-
стрельность на 61 % (с 108 до 174 выстр./мин), но при этом су-
15
щественно снизится эффективность стрельбы. Прицельный
огонь будет осуществляться фактически по 3 целям вместо 10.
Существенным фактором, снижающим эффективность ПП.
является малая дальность стрельбы. Прицельная дальность
вряд ли может превысить 300 м, а эффективная составляет в
лучшем случае 150-200 м. Пуля пистолетного патрона, кроме
низкой начальной скорости, ещё и интенсивно теряет энергию
на траектории. По параметру эффективной дальности ПП су-
щественно уступает современным автоматам и автоматическим
винтовкам, даже уменьшенного калибра (патроны 5,56x45
НАТО и 5,45x39 АК74). Именно поэтому ПП был вытеснен из
общевойсковых подразделений, хотя во время второй мировой
войны был чуть ли не основным оружием пехоты. Вместе с тем
были, есть и видимо будут условия, при которых ПП может
оказаться более целесообразным, чем его мощные конкуренты.
История знает подобные примеры.
1.2. Исторический очерк развития пистолета-пулемёта
Первым ПП считается итальянский ПП «Ревелли», разрабо-
танный в 1915 г., более напоминающий станковый пулемёт чем
рассматриваемый класс оружия. Во время первой мировой
войны ограниченно применялся 9-мм ПП «Бергман» массой
4.32 кг [18, 33]. Ограниченное применение в армии США нашёл
знаменитый 11,43-мм ПП «Томпсон», ставший впоследствии
любимым оружием американских гангстеров. В целом до конца
30-х гг. прошлого века ПП имели весьма ограниченное исполь-
зование, не сумев вытеснить из войсковых формирований даже
магазинную винтовку с«пр= 10... 12 выстр./мин. По-видимому,
военные не придавали серьёзного значения этому классу ору-
жия. Положение резко изменилось в конце 30-х гг., в первук
очередь в ходе советско-финляндской войны. В условия?
сложно-пересечённой и лесистой местности решающее значе-
ние приобрела не дальность стрельбы и мощность БП, а мо-
бильность оружия и плотность огня со средних и коротких дис
танций. Финский ПП «Суоми» обр. 1930 г. показал своё превос-
ходство над советской трёхлинейной винтовкой, которой ш
16
дальности стрельбы уступал в 10 раз! В нашей стране и во всех
европейских странах стали интенсивно разрабатываться ПП. В
1940 г. был разработан ПП В. А. Дегтярёва (ППД-40), а в 1941 г.
ПП Г. С. Шпагина (ППШ-41). Уже в ходе Великой Отечествен-
ной войны в 1943 г. был принят на вооружение ПП А. И. Су-
даева (ППС-43). Наиболее известным из них является ППШ,
выпущенный в СССР в количестве около 100 млн шт., ставший
олицетворением оружия Победы [8], наряду с танком Т-34, диви-
зионной пушкой ЗИС-З, штурмовиком ИЛ-2 и реактивной ус-
тановкой БМ-13 (легендарной «Катюшей»), Пистолет-пулемёт
был для Советской армии времён Великой Отечественной вой-
ны основным оружием пехоты. Широко известен немецкий ПП
МР-38/40, иногда ошибочно именуемый «Шмайсер», хотя ос-
новным оружием Вермахта были самозарядные винтовки
«Маузер» и «Вальтер» G-41(M) и G-41(W). Пистолетом-
пулемётом в германской армии вооружались только элитные и
специальные подразделения.
В целом, рассматривая историю развития ПП, можно выде-
лить три поколения этого вида оружия*. К первому поколению
следует отнести ПП, разработанные до второй мировой войны
и, отчасти, во время войны. Их характерные признаки: ружей-
ный, как правило, деревянный приклад, большая ёмкость мага-
зина, значительная масса и габаритные размеры, очень часто
наличие охлаждающего кожуха на стволе. Данные по ПП I по-
коления представлены в табл. 1.3.
Кроме тактико-технических характеристик: калибра d, пара-
метров патрона - массы пули q и порохового заряда <в, начальной
скорости пули Vo, дульной энергии Ео, темпа стрельбы п и мас-
сы ПП со снаряжённым магазином Q, в таблице представлены
коэффициент использования металла т| = EqIQ и коэффициент
Могущества Се - EJcP. Данные характеристики позволяют
сравнивать уровень технологичности и качество баллистиче-
ского решения образцов различных поколений.
* Некоторые исследователи отмечают четыре поколения ПП, относя к
последнему малогабаритные системы, близкие по характеристикам к авто-
матическим пистолетам.
17
Таблица 1.3
Пистолеты-пулемёты I поколения
Система (страна)	d, мм	Патрон		Го, м/с	£>,Д>К	Q, кг	Л, Дж/кг	Дж/мм3	п, выстрУмин
		Я^	со, г						
«Ревелли» обр. 1915 г. (Италия)	9	8,0	0,45	400	640	6,18	104	0,88	720
«Бергман» обр. 1918 г. (Германия)	9	8,0	0,45	340	462	4,32	107	0,63	600
«Шмайсер» обр. 1928 г. (Германия)	9	8,0	0,45	340	462	4,7	98	0,63	600
«Суоми» (Финляндия)	9	7,5	0,37	350	459	4,6	98	0,63	700
ППДобр. 1940 г. (СССР)	7,62	5,52	0,52	480	636	5,4	118	1,44	1100
ППШ обр. 1941 г. (СССР)	7,62	5.52	0,52	500	690	5,44	127	1,56	900
«Томпсон» (США)	11,43	12,9	0,34	280	690	4,99	101	0,34	900
Средние значения параметров	-	-	-	-	577	5,09	108	0,87	-
П р и м е ч а н и е. У всех ПП схема автоматики - СЗ, кроме ПП «Томпсон» - ПСЗ.
Разработка ПП II поколения приходится на 40 — 50-е гг. XX в.
Для них характерны замена тяжёлого деревянного приклада
металлическим откидным, исчезновение охлаждающих кожу-
хов со стволов, использование лёгкого коробчатого магазина на
20...30 патронов, расположенного ещё «по-винтовочному» -
впереди спусковой скобы. Строго говоря, немецкий МР-38/40 и
отечественный ППС-43 должны быть отнесены к системам
II поколения, несколько опередившим своё время, что в прак-
тике оружейного дела случается довольно часто. Данные по
ПП II поколения сведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Пистолеты-пулемёты II поколения
Система (страна)	б/, мм	Патрон		и0, м/с	Дь Дж	Q, кг	л> Дж/кг	С/Г, Дж/мм*	Л, ВЫСТр. мин
		7, г	(0, г						
МР-38/48 (Германия)	9,0	8,0	0,45	360	518	4,0	129	0,71	400
ППС (СССР)	7,62	5,52	0,52	500	690	2,80	246	1,56	600
МЗА1 (США)	11,43	12,9	0,34	280	506	3,63	139	0,34	450
«Стен» МК-3 (Великобритания)	Патрон 9x19 «Люгер», НАТО			385	592	3,70	160	0,81	700
«Стерлинг» L2A3 (Великобритания)	9,0	8,0	0,45	390	608	2,72	224	0,83	550
«Беретта» М12 (Италия)				380	578	3,0	193	0,79	550
MP3 АЗ (Германия)				400	640	2,58	248	0,88	650
Uzi (Израиль)				420	706	3,50	202	0,97	650
Ml949 (Франция)				380	578	3,95	146	0,79	600
МР-69 (Австрия)				380	578	3,43	169	0,79	750
Средние значения параметров	-			-	599	3,33	187	0,85	-
Примечание.У всех ПП схема автоматики - СЗ, кроме MP3 АЗ (Гер-
мания) - ПСЗ.
Начало разработки ПП III поколения приходится на конец
50-х - начало 60-х гг. прошлого века. Масса ПП существенно
снизилась, в том числе за счёт использования полимерных ма-
териалов. Приклад был заменён лёгким выдвижным или отки-
19
дывающимся упором. Магазин на многих образцах располагал-
ся «по-пистолетному», в рукоятке. Дальнейшая минимизация
массо-габаритных характеристик сделала параметры ПП, близ-
кими к параметрам автоматических пистолетов. Некоторые об-
разцы, отрегулированные на ведение одиночного огня, получи-
ли название «штурмовых пистолетов» [24]. Данные по ПП III
поколения представлены в табл. 1.5. Интересно отметить, что,
несмотря на использование практически однотипных писто-
летных патронов, массо-габаритные характеристики систем III
поколения существенно снизились и изменились коэффициен-
ты ц и Се-
Таблица 1.5
Пистолеты-пулемёты 111 поколения
Система (страна)	d, мм	Патрон		Ко, м/с		Q, КГ	П, Дж/ КГ	Се, Дж/мм3	п, мин
			О), г						
«Ингрем» М10 (США)	Патрон 9x19 «Люгер», НАТО			366	535	3,46	155	1,04	1100
Mini-Uzi (Израиль)	9,0	8,0	0,45	352	495	3,14	158	0,97	1200
МР5К (Германия)				375	570	2,52	206	1,11	900
«Скорпион» 61 (Чехословакия)				317	402	2,00	201	0,79	840
«Кипарис» (Россия)	Патрон 9x18 ПМ, Россия			325	322	1,63	196	1,42	700
«Каштан» (Россия)	9,0	6,1	0,25	330	332	1,85	179	1,46	950
ПП-90 (Россия)				330	332	2,28	145	1,46	800
«Клин» (Россия)				310	293	1.83	160	1,29	1200
«Клин» (Россия)	Патрон 9x18 ПММ, Россия 9,0 | 5,54 J 0,5			430	510	1,83	278	2,25	1200 Г
Средние значения параметров	-			-	379	2,05	186	1,18	-
Примечания:!. У всех ПП схема автоматики - СЗ, кроме МР5К (Гер-
мания) - ПСЗ. 2. ПП-90 (Россия) - складной, приспособленный для скрыто-
го ношения.
20
Наглядное представление об изменении внешнего облика
ПП разных поколений на протяжении XX столетия дают рис.
1.1 и рис. 1.2. Очевидно, что такое изменение не могло не по-
влиять на тактику и области использования ПП.
Рис. 1.1. Пистолеты-пулемёты I и II поколений:
а - «Ревелли» обр. 1915 г. (Италия); б - «Томпсон» обр. 1928 г. (США);
в - «Суоми» обр. 1931 г. (Финляндия); г - Шпагина (ППШ) обр. 1941 г.
(СССР); д - МР 38/40 (Германия); е - МЗА1 (США)
21
Рис. 1.2, Пистолеты-пулемёты II и III поколений:
а - «Стар» Z-62 (Испания); б - Модель 66 (Япония); в - «Беретта» мод. 12
(Италия); г - Uzi (Израиль); д - «Бизон» (Россия); е - «Ингрем» М10
(США); ж - СР-2М (Россия); з - «Кедр» (Россия); и - 90М в сложенном
виде и в боевом положении (Россия); к - «Клин» (Россия)
22
1.3. Области использования пистолета-пулемёта
Несмотря на то, что ПП утратил позиции армейского пехот-
ного оружия, уступив место автоматическим винтовкам, он
может иметь достаточно широкую область боевого примене-
ния, как в армейских подразделениях, так и в правоохрани-
тельных структурах.
В настоящее время, например, один из лучших ПП Beretta 12
(PM 12s) используется в военно-морских силах США, а также
для охраны посольств этой страны во всём мире. Кроме того,
ин находится на вооружении итальянской армии и полиции,
продаётся в семь стран мира, а в Бразилии и Индонезии произ-
водится по лицензии [24]. Один из лучших, если не самый луч-
ший, ПП XX столетия - израильский Uzi состоит на во-
оружении войск, полиции и спецслужб более чем в 90 странах
мира. Английский ПП «Стерлинг L34A1» использовался во
время Фолклендского кризиса, причём обеими воюющими сто-
ронами [24]. Для охраны политических лидеров во многих
странах мира используется американский ПП «Ингрем», осо-
бенно его облегчённая модификация под малоимпульсный па-
трон 9Х17К («Ингрем» МИ). Подобные примеры можно про-
должить. Советский Союз был чуть ли не единственной стра-
ной, в которой на вооружении не было ПП, причём это каса-
лось как армейских подразделений, так и правоохранительных
органов. В России к настоящему времени разработано несколь-
ко образцов рассматриваемого вида оружия. Некоторые из них
имеют ограниченное применение в подразделениях спецназа и
правоохранительных структурах. Между тем, сфера использо-
вания ПП, очевидно, должна быть шире.
Характеристики современных отечественных ПП представ-
лены в табл. 1.6.
В табл. 1.7 и 1.8 приведены данные о некоторых конструк-
тивных параметрах механизмов автоматики ПП и данные по
кучности стрельбы [5].
23
Таблица 1.6
Характеристики современных отечественных ПП с СЗ
ПП	Патрон	Vo, м/с	Длина ПП, мм, с прикладом сложенный	Масса ПП, кг, без магазина в боевом положении	Ёмкость магазина т, шт	Темп стрельбы, высгр./мин	Максималь- ная прицель- ная даль- ность. м	Тип УСМ Режим огня
«Кипарис»1*	9х]8ПМ	325	590 316	1,46 1,63	30	600... 800	75	Курковый Одиночн./авт.
«Каштан»2)	9x18 ПМ	330	320 420	1,56 1,85	30	950	100	Ударниковый Одиночн./авт.
	9x19	380						
ПП-903)	9х]8 ПМ	330	484 270	1,87 2,28	30	620... 800	100	Ударниковый авт.
ПП-934*	9х18ПМ	325	566 314	1,58 1,99	30	740	100	Ударниковый Одиночн./авт.
	9x18 ПММ	460						
«Кедр»5)	9x18 ПМ	310	530 305	1,40 1,82	30	850	100	Курковый Одиночн./авт.
«Клин»5)	9x18 ПМ	310	534 309	1,41 1,83	30	1200	150	Курковый
	9x18 ПММ	430						Одиночн./авт.
«Бизон-2»6)	9x18 ПМ		660 425	2,10 3,11	64	680... 700	100	Курковый
	9x18 ПММ							Одиночн./авт.
Примечания: 1) компоновка классическая, приклад складывающийся вверх; 2) компоновка пистолетная, приклад выдвиж-
ной; 3) приклад, складывающийся в пенал; 4) компоновка пистолетная, приклад, складывающийся вверх; 5) компоновка клас-
сическая, приклад, складывающийся вверх; 6) подствольный шнековый магазин, приклад, складывающийся вбок.
Таблица 1.7
Конструктивные параметры ПП
Параметр	«Кедр»	ПП-90	ПП-93	«Кипарис»	«Бизон-2»
Патрон	9x18 ПМ	9х18ПМ	9х 18ПМ	9*18ПМ	9х18ПМ
			9х18ПММ		9х18ПММ
Импульс патрона. Нс	2,4	2,4	2,4 3,0	2,4	2,4 3,0
743003 затвора, кг	0,310	0,450	0,455	0,290	0,385
Жёсткость воз- вратной пружи- ны, Н/м		380	315	350	405	340
Усилие предвари- тельного поджа- тия, Н	27	' 19,6	26,1	28,8	30,9
Стрела предвари- тельного поджа- тия, мм		71	86	72	71	91
Максимальное усилие пружины, Н	59	54,2	64,4	53,1	70,0
Энергия пружины в крайнем заднем положении, Дж	3,6	4,07	4,98	2,45	5,86
Полная длина отката, мм	84	НО	ПО	60	116
Таблица 1.8
Кучность стрельбы - радиусы кругов попаданий /?1Оо и R^, см,
(патрон 9x18 ПМ) при разных условиях стрельбы
. ПП	Сидя с упора				Стоя			
	Одиночная очередь		Короткая очередь		Одиночная очередь		Короткая очередь	
	^100	^50	Я)С0	^50	^100	^50	^100	^50
«Кедр»	5,6	2,6	16,1	5,5	—	—	—	—
«Кипарис»	6,7 '	2,2	13,8	5,5	8,0	3,5	45,0	19,0
«Каштан»	10,0	4,0	22,5	9,0	—	—	—	—
ПП-93	9,0	4,5	13,4	5,1	—	—	30,0	12,7
ПП-90	10,0	4,5	11,7	4,6	—	—	26,3	11,8
25
В табл. 1.9 для сравнения приведены данные по точности
стрельбы для зарубежных ПП.
Таблица 1.9
Количество попаданий при стрельбе из зарубежных ПП
(патрон 9*19 «Люгер», стрельба очередями по 10 выстр.)
ПП	Мишень	Условия стрельбы		
		Лёжа (100 м)	Стоя (25 м)	Стоя, с бедра (Юм)
Uzi (Израиль)	Круг диаметром 30 см	1	5	7
	Силуэт 35х40 см	7	10	10
МР5К (Германия)	Круг диаметром 30 см	2	2	2
	Силуэт 35х40 см	8	3	7
Все отечественные ПП спроектированы под патроны 9^18
(ПМ и ПММ). По-видимому, на очереди проектирование ПП
под более мощные патроны: 9x19 7Н21, по конфигурации близ-
кий к самому распространённому пистолетному патрону Para-
helium (9x19 НАТО), и 9x21 СП-10 и СП-11.
Возможно боевое применение ПП как в армейских подраз-
делениях, так и в правоохранительных структурах, а также в
сфере охранной деятельности.
В подразделениях армии, начиная с последней трети про-
шлого столетия, всё большее значение стали приобретать вы-
сокомобильные подразделения типа «корпусов быстрого реа-
гирования», десантных частей и подразделений спецназа. Как
правило, такие части формируются из особо подготовленных
или профессиональных солдат, превосходящих по степени вла-
дения оружием солдат общевойскового пехотного подразделе-
ния. Чуть ли не основным качеством профессионального воина
должно быть мастерское владение несколькими видами инди-
видуального, группового и специального оружия, в том,, числе
оружием вероятного противника. Ещё более возрастает роль
таких подразделений в связи с реальной угрозой терроризма,
который всё более приобретает черты вооружённых формиро-
ваний также с высоким уровнем специальной подготовки.
26
Очень часто в этих условиях специальная операция носит ха-
рактер контактного боя, где противники оказываются друг от
друга на предельно малых дистанциях. Особенно это характер-
но для боя в условиях города, зачастую в помещениях. Бой на
предельно малых дистанциях возможен также в условиях резко
пересечённой местности, в условиях леса, кустарника или тро-
стниковых зарослей, при обороне объектов техники, как ста-
ционарных, так и мобильных. Здесь ПП может оказать сущест-
венную услугу профессиональному солдату не только в качест-
ве вспомогательного, но во многих ситуациях как основного
оружия.
Исходя из анализа вероятных обстоятельств современного
боя, можно рассматривать ПП, как вспомогательное, но, тем не
менее, необходимое оружие некоторых армейских подразделе-
ний. По-видимому, целесообразно использование ПП в некото-
рых специальных операциях, особенно в населённых пунктах.
Пистолет-пулемёт перспективен как оружие самообороны лёт-
чиков, танкистов, экипажей самоходных артиллерийских и зе-
нитных установок. Использование ПП для этих целей значи-
тельно эффективней, чем оборона с помощью армейского са-
мозарядного или автоматического пистолета. Разумеется, это
несколько обострит извечное противоречие между требова-
ниями унификации и специализации оружия, но, тем не менее,
позволит существенно повысить эффективность решения ло-
кальных боевых задач. В контексте сказанного следует учесть,
что указанные задачи могут быть решены, как минимум, двумя
образцами ПП: тяжёлого для спецопераций и лёгкого, малога-
баритного в качестве вспомогательного оружия охраны и само-
обороны. Следует отметить, что значение ПП ещё более воз-
растает по мере расширения применения индивидуальных
средств защиты. Общевойсковая автоматическая винтовка ка-
либра 5,45...5,56 мм недостаточно эффективна против броне-
жилетов, в то время как современные пистолетные патроны
весьма эффективны на дистанциях до 100 м.
Ещё более целесообразно использование ПП для вооруже-
ния правоохранительных органов. В настоящее время на ули-
27
цах российских городов можно встретить милицейский пат-
руль, вооружённый 5,45-мм автоматом АКС-74У - хорошим
компактным и надёжным оружием. Начальная скорость патро-
на 5,45x39 составляет у этого оружия 735 м/с [8, 13], а пуля,
как у всех винтовочных патронов уменьшенного калибра, об-
ладает низким запасом статической устойчивости. К счастью,
это оружие весьма редко используется в городе, но если это
случится, то последствия могут оказаться весьма печальными,
в первую очередь, из-за непредсказуемых рикошетов высоко-
скоростных 5,45-мм пуль. В этих условиях гораздо более целе-
сообразен именно ПП с малоимпульсным патроном. Эта целе-
сообразность становится ещё более очевидной при использова-
нии боеприпасов нелетального действия, а также с учётом того
очевидного обстоятельства, что ПП более компактен, легче,
чем укороченная винтовка, может быть приспособлен к скры-
тому ношению. Весьма перспективно использование ПП, осо-
бенно с БП нелегального действия, в отрядах милиции особого
назначения, при задержаниях опасных преступников и при ос-
вобождении заложников.
Ещё шире ПП может быть использован в охранных подраз-
делениях. Очень часто преступники оказываются вооружённы-
ми автоматическим оружием, против которого самозарядный
пистолет охранника может оказаться малоэффективным. Пис-
толет-пулемёт в этих условиях способен оказать неоценимую
помощь в охране зданий, сооружений, закрытых зон, посольств
и др. объектов. Он может оказаться незаменимым при сопро-
вождении охраняемых лиц - от преступников до первых лиц
государства. Весьма перспективно вооружение лёгким малога-
баритным ПП блок-постов, пунктов пограничной охраны, со-
трудников таможни, военизированных подразделений МЧС.
Сказанное выше подтверждается не только анализом конкрет-
ных задач указанных подразделений, но и мировым опытом
использования ПП.
В заключение необходимо отметить, что ПП не следует рас-
сматривать в качестве конкурента самозарядному пистолету
или автоматической винтовке. Пистолет-пулемёт призван не
28
вытеснить или ограничить сферы применения этих видов ору-
жия, а скорее дополнить номенклатуру вооружения современ-
ной армии и правоохранительных подразделений. Предпосыл-
ками этого являются надёжность, компактность и высокая эф-
фективность ПП на относительно малых дальностях. Кроме то-
го ПП использует хорошо отработанный, массово-производи-
мый, давно состоящий на вооружении пистолетный патрон,
допускающий кроме всего прочего использование пуль неле-
гального действия. Весьма перспективно вооружение ПП лёг-
ких мобильных роботов для автономной работы в закрытых
помещениях. При этом в зависимости от характера выполняе-
мых задач он может рассматриваться как основное или как
вспомогательное оружие для защиты средств разведки или це-
леуказания. Особенно актуально подобное использование ПП
для борьбы с террористами.
В целом следует признать, что ПП - оружие, имеющее оп-
ределённую сферу использования, и поэтому новые образцы
ПП будут разрабатываться и в обозримом будущем произво-
диться как в массовом порядке, так и мелкосерийно. Последнее
касается специализированных образцов ПП.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СХЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ОРУЖИЯ С ИНЕРЦИОННЫМ ЗАПИРАНИЕМ
2.1.	Системно-функциональный анализ
узлов запирания
Современное стрелковое оружие представляет собой систе-
му множества образцов, различных по своим боевым возмож-
ностям, назначению, степени автоматизации, принципам уст-
ройства автоматики и механизмов оружия. Для того, чтобы све-
сти множество моделей оружия в определенные группы,
разработаны классификации оружия по ряду основных призна-
ков. При этом правильная техническая классификация позволя-
ет для одной группы оружия применять и одинаковые методы
его проектирования и расчета.
Рассматривая автоматическое оружие, на первом уровне его
классифицируют по признаку (функции) использования вида
энергии для работы автоматики. Большинство современных
образцов стрелкового оружия относится к классу оружия, в ко-
тором для выполнения операций по перезаряжанию использу-
ется энергия пороховых газов, образующихся при выстреле.
Наиболее удачная классификация была предложена академи-
ком А. А. Благонравовым [7], согласно которой в зависимости
от принципа использования энергии порохового газа были вы-
делены четыре класса оружия [34]. Далее в соответствии с кон-
структивными признаками эти четыре класса делятся на группы,
30
а группы в свою очередь на типы, представляющие собой все
известные типы двигателей автоматики.
В данной работе рассматриваются системы с самоотпирани-
ем, относящиеся к 1 классу (рис. 2.1), которые используют
энергию отдачи затвора.
Рис. 2.1. Классификация автоматического оружия,
использующего для работы автоматики энергию отдачи
К системам с узлами запирания с самоотпиранием относят-
ся системы с СЗ и ПСЗ. К этому же типу относятся системы с
использованием противомассы, которая представляет собой
разновидность СЗ, не имеющего связи с оружием. Самоотпи-
рание может происходить и в системах смешанного типа, на-
пример, в системах с СЗ или ПСЗ, имеющих короткий ход
ствола.
Для того, чтобы произвести дальнейшую классификацию
систем на более низких уровнях проведём системно-функцио-
нальный анализ узлов запирания и морфологический анализ
механизмов запирания - отпирания.
Узел запирания - это совокупность деталей, выполняющих
функцию удержания гильзы в патроннике (либо пороховых га-
31
зов при безгильзовом заряжании) и ограничения смещения зер-
кала затвора относительно казенного среза ствола под действи-
ем давления на дно канала ствола.
Следовательно, к деталям узла запирания относятся все де-
тали, деформирующиеся под действием силы давления на дно
канала либо получающие смещение относительно казенного
среза ствола.
Механизм запирания - отпирания служит для осуществле-
ния сцепления и расцепления затвора со стволом или стволь-
ной коробкой.
Независимо от конструкции узлы запирания должны удов-
летворять следующим основным требованиям:
•	обеспечивать достаточную прочность при работе без на-
личия остаточных деформаций деталей;
•	иметь необходимую жесткость для обеспечения неболь-
ших упругих деформаций деталей узла запирания, ис-
ключающих поперечный обрыв гильз;
•	обеспечивать допустимый из условия прочности гиль-
зы зазор между дном гильзы и зеркалом затвора в запертом по-
ложении.
Гильза при выстреле удерживается в патроннике силой ре-
акции со стороны затвора. По своей физической природе эта
сила, ограничивающая смещение зеркала затвора, может быть
силой упругости, силой инерции либо, в случае динамо-
реактивных систем, силой реакции истекающих пороховых га-
зов. Возможны комбинации этих сил.
Узлы запирания в зависимости от характера силы, ограни-
чивающей смещение зеркала затвора, можно разделить на сле-
дующие виды:
-узлы запирания с самоотпиранием, в которых ограни-
чение смещения зеркала затвора достигается либо за счет толь-
ко силы инерции затвора, либо за счет силы инерции и силы
трения, специально вводимой между затвором и коробом ору-
жия, а отпирание затвора происходит непосредственно под
действием давления пороховых газов на затвор;
32
-узлы запирания с принудительным отпиранием, в ко-
торых ограничение смещения зеркала затвора обусловлено
силой упругости, возникающей при деформациях деталей
узла запирания, а отпирание осуществляется специальным ме-
ханизмом.
Механизмы запирания также отличаются друг от друга на-
чалом момента времени отпирания, который во многом опре-
деляет прочность гильзы и надежность работы механизма. Для
каждого патрона существует верхний предел давления порохо-
вых газов, при котором можно начать извлечение гильзы. В за-
висимости от типа автоматики отпирание может происходить с
самого начала процесса выстрела, в основном периоде движе-
ния снаряда по стволу, в периоде последействия, после оконча-
ния процесса выстрела.
В системах с самоотпиранием движение гильзы и затвора
начинается одновременно с движением снаряда, а в системах с
принудительным отпиранием момент начала отпирания может
регулироваться. Таким образом, конструкции узлов запирания
могут отличаться друг от друга способом регулирования мо-
мента начала отпирания.
Также они могут классифицироваться по характеру движе-
ния запирающих деталей. В системах с самоотпиранием при
отсутствии таких деталей будем учитывать характер движе-
ния самого затвора.
Функционально-морфологическая матрица узлов запирания
приведена в таблице 2.1. В приведенную морфологическую
матрицу входят все известные типы автоматики из классифи-
кации академика А. А. Благонравова.
Сочетания 1-1; П-1; Ш-1; IV-2 соответствуют схеме ору-
жия с СЗ, а 1-1; 1-3; II-1; III-1; IV-3 - ПСЗ с поперечно пере-
мещающимся клином. В данном случае сочетания 1-1; 1-3 оз-
начают, что в качестве силы запирания используется как сила
инерции, так и сила трения запирающей детали о корпус оружия.
Системе с боковым газовым двигателем (БГД) с жестким
запиранием поворотом затвора соответствуют реализации 1-2;
33
П-З; Ш-З; IV—1. Вариантам 1-2; П-3; Ш-З; IV-4 - система
БГД с перекосом затвора и система с коротким ходом ствола и
перекосом затвора.
Системе Севеджа с отпиранием за счет поворота ствола при
движении пули по стволу соответствуют варианты 1-2; П-З;
Ш-2; rv-l.
Таблица 2.1
Функционально-морфологическая матрица узлов запирания ав-
томатического оружия
Функции	Способы реализации			
I Сила запирания	1 Сила инерции	2 Сила упругости	3 Силатрения	4 Реактивная сила
П Момент времени отпи- рания	1 Начало выстрела	2 Основной период	3 Период последействия	4 После окончания выстрела
Ш Регулирование момента времени отпи- рания	1 Без регулирования	2 Перемеще- нием пули	3 Перемещением звена оружия	4 Перемеще- нием капсюля гильзы
IV Характер дви- жения запи- рающей дета- ли относи- тельно оси канала ствола	1 Вращательное в поперечной плоскости	2 Поступа- тельно-про- дольное	3 Поступательное поперечно оси канала	4 Вращательное в продольной плоскости
Можно перечислить и ряд гипотетических решений, таких
как вращающийся СЗ или ПСЗ и т. д.
Таким образом, хотя все известные системы входят в дан-
ную морфологическую матрицу, но одному и тому же набору
способов реализации могут соответствовать совершенно раз-
ные системы запирания, т. е. нужна дальнейшая детализация
матрицы по конструктивным признакам.
34
Рассмотрим подробнее схемы оружия с самоотпиранием. К
ним относятся системы с СЗ, системы с ПСЗ и системы с про-
тивомассой. Все эти системы одного класса и одной группы по
классификации А. А. Благонравова имеют один тип запирания,
вследствие чего процессы, протекающие при выстреле в них,
весьма схожи.
Схема с СЗ по распространенности в мировой оружейной
практике занимает второе место после схемы с БГД. Это объ-
ясняется тем, что эта схема обладает максимальной простотой
устройства. Подвижная система состоит из одной детали, кото-
рая может изготавливаться самыми производительными техно-
логическими методами - точным литьем, штамповкой из про-
фильного проката. Отсутствие жесткого запирания исключает
операции подгонки деталей. Недостатком схемы свободного
запирания является ограничение ее применения мощностью
патрона. Это обусловлено необходимостью применять корот-
кие гильзы и ограничивать значение максимального давления
не выше 200...250 МПа с целью уменьшения силы трения гиль-
зы о патронник для сохранения поперечной прочности гильзы
при приемлемой массе затвора. Вопрос о поперечной и про-
дольной прочности гильзы является одним из основных при
проектировании систем с таким типом автоматики. Увеличение
мощности патрона требует значительного увеличения массы
затвора для обеспечения как продольной, так и поперечной
прочности гильзы, что отрицательно сказывается на маневрен-
ных качествах оружия.
Вторым существенным недостатком этого типа автоматики
является зависимость динамики основного звена от внешних
условий: наличия или отсутствия смазки, температуры воздуха,
заиыления и загрязнения патронника, которые влияют на ско-
рость затвора и, как следствие, на темп стрельбы, стабильность
и надежность работы автоматики.
Все же несомненные достоинства схемы свободного запи-
рания, в первую очередь, простота конструкции привлекают
конструкторов-оружейников и побуждают к расширению об-
ласти применения этой схемы.
35
2.2.	Конструктивные пути повышения эффективности
систем с инерционным запиранием
Расширить область использования инерционного запирания
позволяет применение ПСЗ. Известны и следующие конструк-
тивные меры по повышению эффективности схем с СЗ, на-
правленные на снижение массы затвора и темпа стрельбы:
1)	применение выката затвора;
2)	применение боеприпасов специальной конструкции с ма-
лым диаметром фланца (меньшим, чем диаметр корпуса гиль-
зы) в сочетании с глубокой посадкой патрона в патроннике;
3)	торможение отката затвора за счет увеличения си-
лы сопротивления движению гильзы со стороны патронника;
4)	газовое торможение отката затвора в периоде последей-
ствия;
5)	применение замедлителей темпа стрельбы;
6)	применение конструкций многомассовых СЗ;
7)	применение схемы с СЗ и подвижным патронником или
подвижным стволом.
Рассмотрим вышеперечисленные способы:
1.	Применение выката затвора в системах с СЗ встречается
весьма часто. Схема с выкатом применялась для уменьшения
темпа стрельбы в германском пистолете-пулемете МР-38/40.
В системах с выкатом затвор разделен на две части: затвор и
массивный ударник. Накол капсюля осуществляется раньше,
чем затвор придет в крайнее переднее положение. Поэтому'
часть импульса патрона расходуется на торможение затвора и
только после остановки затвора начинается откат.
Недостатком схемы с выкатом является нестабильность ди-
намики от выстрела к выстрелу. Максимальная скорость затво-
ра при откате зависит от скорости в крайнем переднем положе-
нии, которая отличается при первом выстреле от скоростей при
последующих выстрелах, когда затвор накатывается от крайне-
го заднего положения.
Нестабильность динамики можно исключить, применяя не-
полный выкат, т. е. скорость затвора в крайнем переднем по-
36
ложении гасится не до нулевого значения, а имеется удар в пе-
реднем положении. Однако в этом случае эффект снижения
скоростей отката меньше, чем при полном выкате.
2.	Применение боеприпасов специальной конструкции. Как
было показано выше, в системах с СЗ нижний предел массы
затвора ограничен прочностью гильзы. При легком затворе пе-
ремещение затвора в период выстрела настолько велико, что
возникает опасность продольного разрыва гильзы остаточным
давлением пороховых газов. Для увеличения допустимого
смещения гильзы в периоде выстрела в автоматических авиа-
ционных 20-мм пушках «Эрликон»* фланец гильзы имел спе-
циальную конструкцию (рис. 2.2).
(////////л>
Рис. 2.2. Гильза специальной конструкции
автоматической авиационной пушки «Эрликон»
Гильзы этих патронов имели диаметр по фланцу меньше,
чем диаметр по корпусу гильзы. Патрон перед выстрелом за-
нимает в патроннике такое положение, что фланец гильзы не
выступает за казенный срез, а утопает в патроннике, так что в
начальный момент отката гильза не оголяется, что позволяет
дать большее смещение затвору за период выстрела. Примене-
* Эта пушка является, пожалуй, единственной артиллерийской системой
сСЗ.
37
ние такой гильзы в сочетании с выкатом затвора давало воз-
можность снизить его массу до приемлемого значения.
Недостатками данного способа являются необходимость в
специальной конструкции гильзы, а также то, что подобная
схема применима только в системах относительно крупного
калибра, так как соотношение между диаметрами корпуса
гильзы и ее фланца должно обеспечить размещение выбрасы-
вателя, а величина диаметра фланца зависит от диаметра кап-
сюльного гнезда.
3.	Снизить массу СЗ либо уменьшить его скорость отката
при сохранении массы можно за счет увеличения силы сопро-
тивления движению гильзы в патроннике. Существуют конст-
рукции стрелкового оружия, имеющие в патроннике канавки,
не выходящие на поверхность пульного входа. В отличие от
канавок «Ревелли», в зоне дульца и ската гильзы, выходящих
на пульный вход и служащих для создания дополнительного
усилия, выдавливающего гильзу, эти канавки создают дополни-
тельное к силе трения между гильзой и патронником сопротив-
ление сдвигу гильзы при выстреле (рис. 2.3). Металл гильзы под
действием давления пороховых газов заполняет канавки. Пру
сдвиге гильзы назад необходимо дополнительное усилие для
переобжатия образовавшихся на гильзе выступов.
Металл гильзы под действием давления пороховых газов
заполняет канавки. При сдвиге гильзы назад необходимо до-
полнительное усилие для переобжатия образовавшихся на
гильзе выступов.
Наличие канавок, создающих дополнительное сопротивле-
ние сдвигу гильзы, позволяет снизить массу затвора, не услож-
няя конструкцию подвижной системы. Такой способ применен
в конструкции ПП «Клин» для возможности стрельбы как 9-мм
высокоимпульсными патронами, так и стандартными патрона-
ми к пистолету Макарова.
38
Рис. 2.3. Схема торможения СЗ за счет канавок (а) в патроннике
Недостатком является усложнение технологии изготовления
ствола, так как нагрузочные канавки не должны иметь выхода в
пульный вход и в устье патронника.
4.	Принцип торможения затвора пороховыми газами в пе-
риод последействия (рис. 2.4) использован в польском пистоле-
те-пулемете WZ-63 под 9-мм пистолетный патрон советского
производства.
Рис. 2.4. Схема торможения СЗ пороховыми газами
Величина импульса в периоде последействия составляет
12-16% от импульса патрона, следовательно достаточно эф-
фективного торможения и существенного снижения массы за-
твора этим путем достичь невозможно. Торможение начинает-
ся после вылета пули из канала ствола при относительно невы-
39
соком остаточном давлении; в самый же необходимый момент
- момент наибольшего давления, затвор не тормозится.
5.	Применение замедлителей темпа стрельбы существенно
повышает эффективность оружия при автоматическом режиме
огня. Особенно актуален этот вопрос для малогабаритных ПП,
обладающих плохой эргономикой. Различают замедлительные
механизмы, использующие детали автоматики; механизмы, яв-
ляющиеся самостоятельным устройством; комбинированные,
использующие детали автоматики совместно с дополнитель-
ными устройствами. Подробная классификация замедлителей
темпа стрельбы приведена в работе [32]. Замедлительные ме-
ханизмы, являющиеся самостоятельным устройством, позво-
ляют существенно уменьшить темп стрельбы, но они сильно
усложняют конструкцию оружия и в современных образцах
стрелкового оружия не применяются. Замедлительные меха-
низмы, использующие детали автоматики, например, с буфер-
ным устройством, расположенном в затворе (германский пуле-
мет MG-3), наиболее просты, так как они используют сущест=
вующие детали оружия. Комбинированные механизмы исполь-
зуют детали автоматики и дополнительную инерционную мас-
су с поступательным или вращательным движением (автомати-
ческий пистолет Стечкина, ПП «Скорпион»). Недостаток их -
усложнение конструкции оружия.
6.	Применение схемы многомассового (многоэлементного)
СЗ позволяет снизить темп стрельбы без увеличения массы за-
твора и при сохранении высокой его энергии при откате, что
обеспечивает необходимую надежность работы автоматики.
Рассмотрим процесс работы автоматики с двухэлементным за-
твором (рис. 2.5).
Затвор выполняется из двух элементов массами М\ и Мг,
имеющих возможность относительного продольного переме-
щения между собой в пределах осевого зазора. В период отката
затвора до крайнего заднего положения (КЗП) двухэлементный
затвор работает как обычный СЗ с массой, равной сумме масс
двух элементов. При приходе в КЗП происходит удар элемента
1 о затыльник ствольной коробки, после чего он начинает дви-
40
жение в направлении ствола с некоторой, полученной после
удара скоростью. Элемент 2, продолжая движение назад, стал-
кивается с первым. Происходит удар, который значительно
снижает начальную скорость наката затвора, а при определен-
ном соотношении масс элементов приводит к полной остановке
составного затвора. Вследствие этого увеличивается время на-
ката и снижается темп стрельбы. Данная схема позволяет также
уменьшить энергию удара в КЗП, что благоприятно сказывает-
ся на устойчивости и живучести оружия.
Рис. 2.5. Схема двухэлементного (1,2) СЗ
7.	Использование схемы с СЗ ограничено диапазоном па-
тронов малой мощности, так как с увеличением мощности па-
трона резко возрастает масса затвора,, определяемая из условия
обеспечения прочности гильзы. С целью обеспечения прочно-
сти гильзы при применении мощных патронов была предложе-
на схема с подвижным патронником. Патронник выполнен от-
дельно от ствола и во время выстрела перемещается относи-
тельно ствола назад совместно с гильзой и затвором за счет си-
лы трения между патронником и гильзой. В этот период гильза
оказывается разгруженной от осевой силы трения, на нее дей-
ствует лишь сила инерции подвижного патронника. Извлече-
ние гильзы из патронника начинается в момент его остановки,
когда давление пороховых газов становится безопасным для
41
прочности гильзы. Основные недостатки данной схемы заклю-
чаются в сложности точного изготовления соединения ствола и
патронника и в возможности прорыва пороховых газов через
зазор между ними.
Принципиально подобной, но более простой по конструк-
тивному исполнению, является схема с СЗ и подвижным ство-
лом, приведенная на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Схема автоматики с СЗ и подвижным стволом
В этой схеме ствол соединен со ствольной коробкой через
упругий элемент и имеет возможность небольшого (в пределах
1...3 мм) смещения назад относительно ствольной коробки, что
позволяет начинать извлечение гильзы при небольшом внут-
реннем давлении.
Схемы с полусвободным запиранием дают возможность
значительно расширить область применения схем с отдачей
затвора. Схема с полусвободным запиранием характеризуется
тем, что подвижная система в этом случае состоит из несколь-
ких, по крайней мере двух, деталей, кинематически связанных
между собой на всем пути отката. При этом приведенная масса
подвижной системы:
л i2
М' = M + Ymi—,
м П/
где М - масса основного звена (в данном случае масса боевой
личинки, непосредственно запирающей канал ствола); i, - пе-
42
епаточное отношение; г|; - кпд. Масса основного звена вос-
РоЯНимает давление пороховых газов и начинает откатываться
в момент выстрела. Через кинематические связи движение пе-
редается на другие части подвижной системы. Варьируя вели-
чинами передаточного отношения it и кпд t)„ можно в весьма
широких пределах менять значение М'. Подобрав определен-
ный закон изменения i = fix), можно добиться наибольшего
значения М' в момент максимального давления и убывания ее
по мере падения давления в канале ствола, что представляет
собой наиболее оптимальный случай: «тяжелый» затвор - при
высоком давлении и «легкий» - при низком. Схемы автоматики
с изменением приведённой массы затвора относятся к схемам с
ПСЗ. Существует ряд принципиальных схем с полусвободным
запиранием. Классификация этих схем по конструктивным
признакам представлена на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Классификация полусвободных запирающих механизмов
Рассмотрим реализацию некоторых схем, приведенных в
классификации.
43
1.	Схема с запиранием рычажного типа (рис. 2.8) примешь
ется в пулемете Шварцлозе (Австро-Венгрия), в самозарядном
карабине Педерсена (США). Недостатком схемы является
большой вертикальный габаритный размер.
Рис. 2.8. Схема ПСЗ с запиранием рычажного типа
2.	Полусвободный затвор с запиранием рычажного типа с
передаточным рычагом (рис. 2.9).	'
Рис. 2.9. Схема ПСЗ пистолета-пулемета 39М (Венгрия) с запиранием
рычажного типа с передаточным рычагом
Закон изменения /, а следовательно и М' задается различно!
формой кривой передающего рычага.
3.	Запирание с самовыжиманием.
44
Принципиально в ПСЗ может быть обращена любая схема
запирания при определенных значениях углов между плоско-
стями запирающих деталей.
3.1.	Клиновое запирание с самовыжиманием. Схема реали-
зована в ПП «Томпсон» (США) (рис. 2.10).
Рис. 2.10. Схема механизма клинового запирания с самовыжиманием
ПП «Томпсон»
3.2.	Запирание перекосом с самовыжиманием (рис. 2.11).
Схема представлена ПП «Рейзинг» (США).
Рис. 2.11. Схема механизма запирания перекосом с самовыжиманием
ПП «Рейзинг»:
7 - затвор; 2 - затворная рама
45
3.3.	Запирание роликами (рис. 2.12). Схема весьма распро-
странена в настоящее время. Представлена образцами: автома-
тическая винтовка G-3; пистолет-пулемет МР-5; пулемет НК21
(Германия) и всевозможные их модификации*. Схема отлича-
ется простотой устройства, компактностью. Передаточное от-
ношение от затворной рамы к затвору и кпд определяется соот-
ношениями углов аир:
tgp
Рис. 2.12. Схема механизма запирания роликами
3.4.	Запирание поворотом личинки.
Схема работает аналогично схеме с перекосом (см.
рис. 2.11), но отличается большей сложностью в производстве
(наличие винтовых торцевых поверхностей).
4.	Запирание с вращающимися массами (рис. 2.13).
На рассматриваемом принципе действия ПСЗ основана вся многооб-
разная система стрелкового оружия немецкой фирмы Heckler & Koch (НК).
46
Рис. 2.13. Схема механизма инерционного запирания с вращающимися
массами
Приведенная масса боевой личинки
Принципиально возможным является полусвободное запи-
рание, выполненное по схеме с вращающимися массами. Не-
достатком является сложность изготовления и большие габа-
ритные размеры.
Несмотря на многообразие схем с ПСЗ, в ПП они нашли
намного меньшее применение, чем схемы с СЗ.
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ РАБОТЫ ГИЛЬЗЫ
ПРИ ВЫСТРЕЛЕ В ОРУЖИИ
С ИНЕРЦИОННЫМ ЗАПИРАНИЕМ
3.1.	Определение условий движения и
заклинивания гильзы в патроннике
Гильза предназначена для размещения и предохранения от
внешних воздействий метательного заряда, крепления капсю-
ля-воспламенителя и метаемого элемента, а также для базиро-
вания патрона в патроннике оружия. Основной функцией гиль-
зы является обеспечение обтюрации пороховых газов в стволе
при. выстреле. Для обеспечения надежности работы механиз-
мов оружия к гильзе предъявляются требования отсутствия при
выстреле продольных и поперечных трещин, надрывов и зна-
чительных деформаций корпуса в окружном и осевом направ-
лениях, которые могут привести к разрушению гильзы. Проч-
ность гильзы при выстреле определяется её НДС, зависящим от
ряда конструктивных параметров как патрона, так и ствола.
Функционирование гильзы при выстреле зависит от типа и
конструкции узла запирания.
В системах с принудительным отпиранием силой, удержи-
вающей гильзу в патроннике при выстреле, является сила упру-
гой деформации деталей узла запирания. Основными парамет-
рами оружия, определяющими поперечную прочность гильзы в
48
этом случае, являются жесткость узла запирания и величина
зеркального зазора.
В системах с самоотпиранием, к которым относятся систе-
мы с СЗ и ПСЗ и системы с противомассой, гильза удерживает-
ся в стволе в основном силой инерции затвора (для ПСЗ час-
тично силой реакции со стороны ствольной коробки). В этом
случае определяющим параметром поперечной прочности
гильзы со стороны оружия является приведенная масса СЗ или
ПСЗ.
Рассмотрим процесс функционирования гильзы в системах
с инерционным запиранием (рис. 3.1).
1	2
Рис. 3.1. Схема автоматики с инерционным запиранием
Перед выстрелом патрон базируется в патроннике в про-
дольном направлении одним из элементов корпуса гильзы (ко-
нусным скатом, выступающим фланцем либо передним срезом
цилиндрической гильзы). Для цилиндрической гильзы точ-
ность базирования в продольном направлении при инерцион-
ном запирании на прочность гильзы влияние не оказывает. Для
конусной гильзы смещение в продольном направлении приво-
дит к изменению начального диаметрального зазора между
стенками гильзы и патронника. Начальный зазор необходимо
иметь для нормальной подачи патрона в патронник. Макси-
мальное значение начального зазора ограничено условием про-
49
&d
дольной прочности гильзы и составляет — < 0,020 для латуц.
^2
ных гильз и ——<0,013 для биметаллических и стальных
гильз, где di - наружный диаметр гильзы. Минимальное значе-
ние начального диаметрального зазора определяется техноло-
гическими допусками на изготовление гильзы и патронника и
составляет = 0,005...0,008. Диаметральный зазор неравно-
d2
мерен по длине гильзы, однако в силу того, что диапазон его
изменения невелик, а материал гильзы еще до окончательного
прижатия гильзы переходит в пластичное состояние, при рас-
чете гильзы на прочность можно принимать максимальное зна-
чение диаметрального зазора средним по длине гильзы Д<7ср.
Для ряда патронов значения &d для двух сечений по длине
гильзы (см. рис. 3.1), рассчитаны по табличным размерам гильз
и патронников (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Значения максимального диаметрального зазора
и относительных длин гильз пистолетных патронов
Тип патрона	Arf, мм			/г ^2ср
	Сечение 7-7	Сечение 2-2	Среднее значение	
7,62x25	0,16	0,09	0,12	1,47
9x18	0,11	0,07	0,09	1,27
9x19	0,08	0,08	0,08	1,37
Если в системах с жестким запиранием наличие начального
осевого зазора AZ между зеркалом затвора и дном гильзы обяза-
тельно, то в системах с инерционным запиранием он отсутст-
вует и может появиться лишь в результате удара ударника по
капсюлю гильзы.
50
При выстреле в системах с самоотпиранием движение гиль-
зы начинается одновременно с началом выжимания пули из
гильзы. Этот момент можно приближенно определить, если
принять давление распатронирования /?о равным отношению
известного для патрона пулеизвлекающего усилия П к площа-
ди поперечного сечения пули. В табл. 3.2 приведены значения
пулеизвлекающих усилий П для некоторых типов патронов и
соответствующие расчетные значения давления ро.
Таблица 3.2
Пулеизвлекающие усилия в отечественных патронах
Тип патрона	П, Н(кгс)	Ро , МПа
7,62x39, обр. 1943 г.	392... 1372 (40... 140)	8,7-23,9
9x18 (ПМ)		196...784 (20...80)	3,1-12,3
7,62x25, обр. 1930 г.	98...392 (10...40)	2Д..8,7
5?6 КВ	68,6-245 (7...25)	2,8-9,9
5,45x39 (АК-74)	196...784 (20...80)	8,3...33,4
Можно считать, что до момента выбора гильзой диамет-
рального зазора смещение гильзы и затвора назад не сопрово-
ждается осевым растяжением гильзы (незначительные упругие
деформации обусловлены взаимодействием пули и дульца
гильзы). После прижатия гильзы к стенкам патронника даль-
нейшее движение затвора сопровождается продольной дефор-
мацией гильзы, обусловленной действием сил трения на по-
верхности контакта стенок гильзы с патронником. Прилегание
стенок гильзы к поверхности патронника происходит вначале в
наиболее слабых сечениях гильзы у дульца, а затем по мере на-
растания давления распространяется по корпусу в направлении
дна.
Давление соприкосновения ре, при котором гильза выбирает
Ad
радиальный зазор Аг =	, зависит от относительной толщины
стенки в данном сечении, механических характеристик мате-
51
риала и относительного радиального зазора и определяете
следующим выражением [6];
Ре
7.
-^=Мс. In —+
л/3 г,
2 Dr&r
з~7~
где М =--------параметр упрочнения;
Е
Г2 и Г] - соответственно наружный и внутренний радиусы
гильзы;
D - модуль упрочнения;
г = -у -1 - безразмерный коэффициент.
Г\~
С погрешностью до 3 % давление рй можно приближенно
определить как предел пластического сопротивления трубы
ре «1,15сге1п— [14].
ri
На рис. 3.2 приведены расчетные значения ре в сечениях у
ската гильзы, у дна гильзы и среднее значение по длине приле-
гания гильзы.
Рис. 3.2. Изменение давления соприкос-
новения подлине корпуса гильзы
для патрона 9x18 (ПМ)
52
Так как относительная толщина стенок гильзы находится в
пределах = 0,15...0,20 у дна гильзы и — = 0,05...0,10 у ска-
та, то значения ре в этих сечениях при одинаковом значении сте
будут отличаться более чем в два раза. Вполне допустимо, учи-
тывая значительные допуски на толщину стенок гильзы, для
ое1Пения инженерных задач заменять гильзу эквивалентной с
постоянной толщиной стенки и принимать величину ps сред-
ним значением, постоянным по длине гильзы.
С момента прижатия гильзы к стенкам патронника начинает
действовать сила сопротивления движению гильзы 7?г. Эта сила
имеет двоякую физическую природу.
В случае, когда движущая сила превышает силу сопротив-
ления и при этом осевые напряжения в гильзе не превосходят
предела упругости материала, происходит движение назад всей
гильзы с затвором. Сила сопротивления движению 7?г является
в этом случае силой сухого трения гильзы о патронник. В слу-
чае если сила трения гильзы больше или равна величине дви-
жущей силы, теоретически движение гильзы невозможно, а
практически гильза заклинивается в патроннике. Определенная
часть гильзы со стороны дульца неподвижна, а дно гильзы под
действием давления пороховых газов перемещается вместе с
затвором, и гильза получает деформации растяжения на опре-
деленном участке ее длины, начиная от фланца. Сила сопро-
тивления Rr в этом случае является силой осевой деформации
гильзы на незаклиненном участке и равна силе трения на этом
же участке. Осевая деформация гильзы будет происходить до
того момента, пока сила трения не станет меньше, чем движу-
щая сила, при этом начнется движение всей гильзы.
На участке элементарной длины гильзы d/ сила трения оп-
ределится, как
ф Утр рк Tid/ dZ
или на всей длине /г прилегания гильзы к патроннику
53
=nfv]pt<w>
0
где - приведенный коэффициент трения для конусной гильзь
Л =(Ар-сс)/(1 -Лр«);
а - угол конуса гильзы;
рк — контактное давление между наружной поверхностью
гильзы и внутренней поверхностью патронника в про-
цессе выстрела;
di - внутренний диаметр патронника в рассматриваемом
сечении на удалении I от казенного среза патронника.
Изменение силы сопротивления движению затвора Rr в пе-
риод выстрела в основном определяется изменением контакт,
ного давления рк между стенками гильзы и патронника. Это
давление будет различное для периодов нарастания и спада
давления при одном и том же внутреннем давлении пороховых
газов. Можно принять, что в период нарастания внутреннего
давления нагружение гильзы близко к «простому», так как все
силы в системе ствол - гильза изменяются приблизительно
пропорционально внутреннему давлению пороховых газов.
В период спада внутреннего давления характер деформиро-
вания может значительно отличаться от «простого». Имеется
ряд выражений для определения контактного давления на уча-
стке спада внутреннего давления [2, 3]. В основном эти формулы
предназначены для определения усилия экстракции гильзы в сис-
темах с жестким запиранием и принудительным отпиранием.
Методика расчета контактного давления как в период на-
растания, так и в период спада давления наиболее полно разра-
ботана в трудах В. В. Алфёрова [6]. Данная методика предна-
значена для систем как с принудительным отпиранием, так и с
самоотпиранием.
В период нарастания давления при соприкосновении стенок
гильзы и патронника между ними возникает контактное давле-
ние рк. Уровень этого давления зависит от относительных раз-
54
пов гильзы и патронника, свойств их материалов, внутрен-
него давления и НДС гильзы и определяется следующим вы-
ражением:
Dr	1 + 71 + у2/
„ ~Ъ-----s-—г-----1п Г==’
ЗКр * Я-Кр 1 + 7177?
(3.1)
где рк ~ контактное давление при отсутствии осевой деформа-
ции;
- 7-1 - безразмерный параметр;
Г|2
, 2Dr .	„	,,
= 1 + з —---безразмерный коэффициент;
£	/1 -1	1.
К --------------------коэффициент жесткости патрон-
n R{ (1 + ц)а2| +1-Ц
ника;
у - параметр, зависящий от осевой деформации;
о21 = Rz/Ri - отношение наружного и внутреннего радиусов
патронника.
Контактное давление без учета влияния осевой деформации
гильзы приближенно можно вычислить по формуле
- 1 / \
А = — (Р~Ре)-
&р
(3.2)
Следствием осевой деформации гильзы при растяжении яв-
ляется уменьшение контактного давления, а при сжатии - уве-
личение его, поэтому для систем с инерционным запиранием
осевыми деформациями растяжения при определении контакт-
ного давления можно пренебречь. При этом рк получается не-
сколько завышенным, что увеличивает при расчете запас проч-
ности гильзы. Из выражений (3.1) и (3.2) видно, что контактное
давление зависит от свойств материала гильзы, толщины ее сте-
нок, жесткости патронника и начального радиального зазора.
55
К моменту достижения максимального давления в канале
ствола наружная поверхность гильзы смещается на величину
и = Аг + 57? 1 в радиальном направлении (57? i - радиальное сме-
щение внутренней поверхности патронника). При этом можно
считать, что корпус гильзы при выстреле был нагружен внут.
ренним давлением ртах, внешним давлением рк и осевой силой
N, обусловленной силой трения между гильзой и патронником.
При уменьшении внутреннего давления начинает убывать и
интенсивность напряжений о, в случае неподвижной кониче-
ской или подвижной цилиндрической гильзы (при движении
назад конической гильзы ее тангенциальные деформации могут
увеличиваться). Разгружаясь, наружная поверхность гильзы,
сместившаяся при выстреле на величину и - Аг + 67? ь возвра-
щается назад на величину иразгр, а внутренняя стенка патронника
стремится занять положение, которое она занимала до выстрела,
т. е. ее радиус уменьшится на 57?ь Если иразгр > 57?i, между этими
поверхностями образуется зазор. Если же wpa3rp не превышает ра-
диального смещения поверхности патронника 57?i, образуется на-
тяг Дк, обусловливающий остаточное давление роп.
Выражение для контактного давления в период спада давле-
ния рост можно получить, используя теорему Ильюшина А. А. о
разгрузке [14]. В соответствии с этой теоремой напряжения и
деформации разгрузки определяются путем решения задачи
теории упругости для внешних сил, равных разности сил при
нагружении и остающихся после неполной разгрузки, т. е. ре-
шается задача Ламе о деформации трубы, нагруженной внут-
ренним и внешним давлениями и растягивающей силой:
(3-3)
где
Ег 4 + г
к=-------+-----.
2гЛп 4
Проанализируем выражения (3.2) и (3.3). На участке нарас
тания внутреннего давления контактное давление всегда мень
ше, чем внутреннее давление в канале ствола, и теоретичесю
56
должен наблюдаться прорыв пороховых газов. На участке спа-
да внутреннего давления при достаточно большой радиальной
жесткости патронника контактное давление также меньше
внутреннего (рис. 3.3). Однако в случае недостаточной жестко-
сти патронника остаточное контактное давление на участке
спада может превышать внутреннее давление, и при этом
должна обеспечиваться полная обтюрация пороховых газов
Рис. 3.3. Изменение контактного давления рк на участке
нарастания и спада внутреннего давления р
Определим условие, когда внутреннее давление станет рав-
ным контактному давлению. Обозначим контактное давление
р', тогда выражение (3.3) запишется следующим образом:
Р Ртах.
п л. Р'
~Р‘+Т;
57
л МПа
Рис. 3,4. Превышение контактного давления рк над внутрен-
ним р при недостаточной жесткости патронника
Отсюда
Р Р max
(3.4)
Анализируя выражение (3.4), можно сделать вывод, что
полная обтюрация наступит тем раньше после момента макси-
мального давления, чем меньше давление ре и чем больше зна-
чение коэффициента Кэ, т. е. условия обтюрации улучшаются с
увеличением относительной толщины стенок гильзы, умень-
шением жесткости патронника и увеличением модуля упруго-
сти материала гильзы. Все эти факторы, улучшающие обтюра-
цию гильзы, как известно, приводят к тугой экстракции, чем
подтверждается правильность выражения (3.3). Противопо-
58
ножное изменение вышеперечисленных факторов будет спо-
собствовать уменьшению натяга и образованию зазора при раз-
грузке.
Из (3.3) найдем условие образования зазора прирост = О’
р <pJCj —pmax^Kj - 1).
Весь процесс движения гильзы по патроннику можно ус-
ловно разделить на несколько периодов (табл. 3.3.):
Первый период - с момента начала движения to, соответст-
вующего давлению распатронирования ро, до момента te сопри-
косновения стенок гильзы и стенок патронника при значении
внутреннего давления ре. При достижении давления распатро-
нирования, максимальное значение которого для пистолетных
патронов составляет 8... 12 МПа, а для автоматных - 25...
35 МПа, одновременно с выжиманием пули начинается движе-
ние гильзы и затвора. Растягивающие осевые силы в этот пери-
од отсутствуют, а НДС гильзы характеризуется наличием тан-
генциальных и радиальных напряжений, под действием кото-
рых материал гильзы к моменту выбора ею радиального зазора
переходит в пластическое состояние. Величина давления со-
прикосновения зависит от материала и относительной толщины
стенки гильзы и определяется выражением (3.1). Для гильз пис-
толетных патронов средние значения давления соприкосновения
40...90 МПа, а для автоматных - 80... 100 МПа при величине диа-
метрального зазора 0,05.. .0,12 мм.
Второй период - с момента соприкосновения стенок гильзы
с патронником до момента заклинивания гильзы. Под заклини-
ванием гильзы будем понимать отсутствие перемещения пе-
реднего среза гильзы. Действующая в этом периоде сила тре-
ния между стенками гильзы и патронником вызывает в гильзе
осевые растягивающие напряжения ог, которые при достиже-
нии определенной величины приведут к появлению в корпусе
пластических деформаций растяжения.
Третий период - от начала заклинивания до начала движе-
ния гильзы после ее полного расклинивания. В течение этого
59
периода не происходит движения всей гильзы, а имеет место
осевая деформация корпуса на длине участка растяжения. Этот
период для коротких гильз может отсутствовать.
Четвертый период - период движения гильзы после ее рас.
клинивания до момента полного извлечения.
Таблица 3.3
Основные периоды работы гильзы
Период	р	Рк	О	К
1. От момента распатрониро- вания до момен- та выбора на- чального диа- метрального зазора	ОГ/70ДО /»е	0	-q ,9 || и р 5?	0 ) (
2. Период дви- жения гильзы до момента её за- клинивания	Ог/>еДО Рз	Рк № Р - Ре	F ip ; 2тгг25 =^р	Rr = FTpr
3. Период от момента закли- нивания до пол- ного расклини- вания	Огрздо рр	dp — >0; d/ dp — <0; d/ Рк * Рост	= СТв	Rc = a, ndb г	гт	'
4. Период дви- жения гильзы после её раскли- нивания	Огрр	Р*. ~ Рост	°, 5 Ср	Лг=^г,
Если во время движения гильзы отсутствует период закли-
нивания, это означает, что за время выстрела гильза не получи
значительных остаточных растягивающих деформаций и попе
60
речная прочность гильзы будет обеспечена. Таким образом,
вопрос о поперечной прочности гильзы встает только в случае
ее заклинивания.
Определим условие заклинивания гильзы для эквивалент-
ной цилиндрической гильзы (коническую гильзу можно пред-
ставить в виде эквивалентной ей по силе трения цилиндриче-
ской гильзе).
Движущая сила, действующая на дно гильзы,
V^/4’
где рКн - давление в канале ствола.
Сила трения при движении
где рк ~ контактное давление, которое примем постоянным для
всех сечений гильзы по длине, т. е. гильза имеет постоянную
эквивалентную толщину стенки 5 и наружный диаметр J2-
Приравняем равнодействующую силы трения и движущей
силы к нулю, приняв, что di« dm ~d, а ркн «рк, получим
или
откуда следует:
Если длина прилегания гильзы в патроннике меньше данно-
го значения /г, то заклинивание гильзы в патроннике невоз-
можно при любых значениях внутреннего давления (если при
этом обеспечивается прочность гильзы). При этом для сухих
61
этом обеспечивается прочность гильзы). При этом для сухих
чистых поверхностей - 0,10...0,15 относительная длина
гильзы должна быть lr/d < 2. Для грязного сухого состояния
поверхности патронника и гильзы (^ = 0,17...0,2) относительная
длина гильзы IJd должна быть меньше 1,25, чтобы не происходи-
ло заклинивания. Обычно относительная длина гильз пистолет-
ных патронов средней мощности превышает это значение (см.
табл. 3.1). В этом случае заклинивание возможно, а условие за-
клинивания определяется как характеристиками самой гильзы,
так и внутренним давлением.
При длине прилегания гильзы к патроннику Zr > ^/(4/ip) мо-
мент начала заклинивания будет зависеть от коэффициента
трения. Приравняв значения движущей силы и силы трения,
получим выражение для внутреннего давления р3, при котором
произойдет заклинивание.
(3.5)
4_/тр/г
Для конкретной гильзы величины ре, d, 1Г являются посто-
янными. При значении коэффициента трения < d/(4lr) закли-’
нивания не происходит. При значениях > d!(4l^ заклинива-
ние будет происходить тем раньше, чем больше коэффициент
трения. Это условие заклинивания является абсолютным и не
зависит от прочностных характеристик гильзы.
На рис. 3.5 показано влияние коэффициента трения на дав-
ление заклинивания гильзы патрона 7,62x39 обр. 1943 г. Равен-
ство сил Fip и F№ (точка пересечения линий на графике) соот-
ветствует моменту начала заклинивания. Внутреннее давление,
при котором начинается заклинивание, определяется выражением
(3.5) и составляет для данного примера (для наглядности графика
приняты приближенные значения: й2 = 10 мм, ре = 80 МПа, /г =
= 25 мм) р3 = 2ре при ftp = 0,2; р3 = Зре при = 0,15, а при <
<0,1 заклинивания не происходит.
62
Рис. 3.5. Влияние коэффициента тре-
ния на давление заклинивания гиль-
зы патрона 7,62x39 обр. 1943 г.:
f'rp
Однако заклинивание гильзы может произойти и при мень-
шем давлении при условии, что сила трения превзойдет по ве-
личине осевую силу, требуемую для пластического растяжения
гильзы в опасном сечении
F, = о, ж78я1,
где ст. - осевое напряжение в опасном сечении гильзы;
d - средний диаметр сечения гильзы;
&т - толщина стенки гильзы в опасном сечении.
Связь между осевым напряжением и деформацией с учетом
радиального и тангенциального напряжений (при и -	= г)
2	4
% =-р + -ц/£, + -v|>er,
Дг + 87?,	,
где £, =-----!— тангенциальная деформация гильзы;
г
&г - начальный радиальный зазор;
87? 1 - радиальная деформация внутренней поверхности па-
тронника.
Приравняв силу сопротивления растяжению гильзы Fz к си-
ле трения и приняв, что на периоде движения до момента за-
клинивания отсутствуют деформации растяжения (е , = 0), по-
63
лучим значение давления, при превышении которого наступит
заклинивание гильзы
(3.6)
В выражении (3.6) значение модуля пластичности у опре-
деляется тангенциальной и радиальной деформациями.
С увеличением коэффициента трения давление пороховых
газов, при котором наступает заклинивание, будет уменьшаться
(рис. 3.6).
Рис. 3.6. Влияние коэффициента трения на
давление заклинивания для патрона 7,62x25
обр. 1930 г. (6 - средняя толщина стенки гильзы)
Расчеты показывают, что для патрона 9x18 заклинивание
гильзы не происходит, и сила сопротивления определяется си-
лой трения (рис. 3.7).
Гильза патрона 7,62x25 при давлении примерно 140 МПа и
коэффициенте трения= 0,12 заклинивается в патроннике, и си-
лой сопротивления после момента заклинивания до ее расклини-
вания является сила осевой деформации гильзы. На участке спада
давления в момент времени, когда значение силы осевой дефор-
мации гильзы превзойдет силу трения между гильзой и патрон-
ником, гильза расклинивается и начинает движение. При этом
сила сопротивления снова равна силе трения (рис. 3.8).
64
Рис. 3.7. Сила сопротивления гильзы
при отсутствии заклинивания для патрона 9^18
Рис. 3.8. Сила сопротивления гильзы
при наличии заклинивания (патрон 7,62x25)
65
Таким образом, наибольшее влияние на процесс функцц0.
нирования гильзы оказывает наличие или отсутствие периода
заклинивания гильзы. При заклинивании гильзы необходимо
проводить расчет поперечной прочности гильзы, которая будег
во многом определяться массой инерционного затвора.
3.2.	Условие прочности гильзы при выстреле
для систем с инерционным запиранием
При выстреле гильза может получить как продольный раз-
рыв, так и поперечный обрыв.
Продольный разрыв гильзы возможен при большом ради-
альном зазоре между стенками гильзы и патронника, а также
вследствие малой жесткости патронника. Для систем с самоот-
пиранием продольный разрыв возможен при значительном вы-
движении гильзы из патронника при наличии большого внут-
реннего давления. Учет этих факторов не представляет слож-
ности. Известны рекомендации по выбору начального радиаль-
ного зазора [6, 20, 31], а необходимая жесткость патронника
определяется при решении задачи Ламе.
Рассмотрим подробнее условие поперечной прочности гиль-
зы. Это условие обычно трактуется следующим образом: для обес-
печения поперечной прочности гильзы необходимо, чтобы смеще-
ние зеркала затвора до момента, безопасного для извлечения гиль-
зы, не превзошло предельно допустимого удлинения гильзы. Для
жесткого узла запирания это условие запишется в виде [10,31]:
Д^пр — Д + X,
где Д/Пр - предельная суммарная осевая деформация гильзы;
Д - осевой технологический зазор между зеркалом затвора,
находящегося в запертом положении, и дном гильзы,
минус смещение гильзы к моменту разобщения гильзы
со снарядом;
X - упругая осадка узла запирания.
Допустимая предельная суммарная осевая деформация Д/щ,
должна определяться точным расчетом или экспериментом.
66
рассмотрим методику определения массы инерционного за-
твора, обеспечивающего прочность гильзы при выстреле [6].
Условие поперечной прочности гильзы для систем с СЗ или
ДСЗ имеет следующий вид:
д/пр>х(/доп),	(3.7)
где х(/Доп) _ перемещение зеркала затвора к моменту времени
соответствующему уровню внутреннего давления рдоп,
безопасному для извлечения гильзы.
Осевые напряжения в гильзе возникают вследствие дейст-
вия силы трения между стенками патронника и гильзы. Усло-
вие равновесия кольцевого элемента в опасном сечении, от-
стоящем от дна гильзы на zm, для цилиндрической гильзы за-
пишется в виде:
<s;ndbm	,	(3.8)
где о. ~ осевое напряжение в опасном сечении гильзы;
d- средний диаметр сечения гильзы;
б - толщина стенки гильзы в опасном сечении.
т
На участке активной деформации контактное давление без
учета осевых деформаций
Рк ЫР ~Р^
откуда, выразив рк из (3.8), получим формулу для внутреннего
давления (при d « diy.
а2 S-»
Р^Ре+ , n" v
Допустимую величину внутреннего давления получим, если
зададим в опасном сечении допускаемое осевое напряжение
Рдоп =Р.+~Г7Г-
67
Интегрируя уравнение движения затвора от начала движе-
ния гильзы до момента 1ДОП, соответствующего давлению /?Д0П!
определим перемещение зеркала затвора х((доп) в неравенстве
(3.7). Выведем выражение для вычисления предельной сум-
марной осевой деформации гильзы Д/пр.
Согласно деформационной теории пластичности [14], связь
между напряжениями а, и деформациями £; (тангенциальными
(индекс t), радиальными (индекс г) и осевыми (индекс ?)) опи-
сывается уравнениями:
°, ~&г	-£г);
2
= ~'V(er
(3.9)
ст,
где =------модуль пластичности.
Интенсивности напряжений и деформаций е, определя-
ются разностями главных напряжений и деформаций соответ-
ственно:
s, = -U7(а, -°.-)2 +(<*- - °,)2 + (ст,- - <?-Г;
У2
Из второго уравнения системы (3.9) выразим относитель-
ную осевую деформацию. Учитывая условие несжимаемости
материала
£, + £; + £— = О,
получаем:
68
(3.10)
За, За, 1
---------------£,.
6; ' 4 у 4 v 2
Полная осевая деформация гильзы на участке растяжения
длиной /р
О
Пренебрегая в выражении (3.10) вторым и третьим членами,
считая, что
3 о 1	3 о,
4v|/+2S'	4/
получаем:
'pf 3 ndf pKz<bz
Ы = J-------—
oJ4V Fz
или для эквивалентной цилиндрической гильзы с постоянной
топщиной стенки 5 и площадью поперечного сечения Fz - ndb
. . f J J тр Г к 1
д/= и—T"zd2-
o4V 8
Приняв величину средним значением на длине /р, получа-
ем, чго удлинение гильзы
д/=.ЗДа
8уб ₽
Так как у дна гильзы	то окончательно
получаем:
Л/.-..-?—-(<Т	)’
М„Р„8 '
(3.11)
69
Заменив в выражении (3.11) о на допускаемое осевое на-
пряжение [ст. ], условие прочности гильзы (3.7) перепишем в
следующем виде:
Д/пР
35^,
М'трЛдоп5
[o;J2 >х(ГД011).
(3-12)
Перемещение зеркала затвора х(Соп) от момента выбора
гильзой радиального зазора при давлении р- до момента, соот-
ветствующего допускаемому давлению при извлечении гильзы
рдоп, определяется при двукратном интегрировании уравнения
движения инерционного затвора. Силой сопротивления П дви-
жению затвора со стороны механизмов оружия на начальном
участке движения можно пренебречь ввиду ее малости.
В описываемой методике для определения силы сопротив-
ления движению затвора со стороны гильзы Rv предлагается
следующее выражение:
R, = 2w2f^p,(ir-x),
где
dp п
рк -ре при — > 0, ре < р < р,„ах;
at
dp n
рк=Рост при—<0.
at
Сила Rr = 0 при р < ре на участке роста давления, а также с
момента образования зазора между гильзой и патронником на
участке спада давления. Смешение затвора х(Гдоп) будет изме-
няться в зависимости от приведенной массы затвора М3:
*(Со,,) = “^~ fdr J(pKH\H - Rr )d/,
где te - время, соответствующее давлениюре.
70
Варьируя приведенную массу затвора, можно определить
минимальное значение М, при котором будет выполняться ус-
ловие поперечной прочности гильзы (3.7).
Достоинством описываемой методики является ее простота.
Вследствие непосредственной связи между суммарной осевой
деформацией гильзы и перемещением затвора не требуется вы-
числение НДС гильзы на каждом шаге по времени. Однако
принятые допущения и упрощения делают эту методику при-
годной лишь для качественных исследований и прикидочных
расчетов при известной Д/пр. Основные допущения, приводя-
щие к ошибкам расчета, следующие:
1)	значение модуля пластичности Ч’ в выражении (3.11)
принято средним по длине гильзы и относится к определенно-
му моменту времени гдоп;
2)	выражение (3.11) не учитывает влияния тангенциальных
и радиальных деформаций на осевую деформацию;
3)	принятое условие прочности (3.12) гарантирует, что если
оно соблюдается в момент /доп, то будет соблюдаться до конца
выстрела, но не гарантирует, что нарушение прочности не про-
изойдет раньше, например, в момент максимального давления.
Рассмотрим уточненное решение задачи о поперечной
прочности гильзы при выстреле в системах с инерционным за-
пиранием с определением НДС стенок гильзы в каждый мо-
мент времени, приведенное в работе [1]. Задача нахождения
компонентов НДС гильзы является более определенной для
систем оружия с жестким запиранием канала ствола. В этом
случае, пренебрегая осевым сопротивлением гильзы по сравне-
нию с силой упругости узла запирания, можно для каждого
значения внутреннего давления сразу найти смещение дна
гильзы.
При инерционном запирании сила, действующая на дно
гильзы со стороны затвора, неизвестна. В данном случае наи-
более целесообразно воспользоваться обратным или полуоб-
ратным способом решения задач упругости и пластичности,
71
согласно которому часть внешних сил и часть перемещений
задается, а из условия удовлетворения соответствующих урав-
нений, находятся все остальные неизвестные факторы. При ис-
пользовании этого способа хорошо работает метод последова-
тельных приближений. В данном случае будем задаваться в пе-
риоде заклинивания абсолютным осевым удлинением гильзы
принимая его равным перемещению затвора за один шаг по
времени. Корпус гильзы будем рассматривать как трубу пере-
менного сечения, закрытую с одной стороны дном. По боковой
поверхности гильза граничит с патронником, который во время
выстрела упруго деформируется в радиальном направлении.
Корпус гильзы нагружен в радиальном направлении внутрен-
ним давлением и осевыми силами трения между гильзой и па-
тронником и давления на дно гильзы.
Анализ напряжений, возникающих при работе гильзы в ее
стенках, показывает, что гильза находится в условиях сложного
трехосного НДС. В процессе деформирования гильзы при вы-
стреле основные активные силы, действующие на гильзу, соз-
даются давлением пороховых газов. Радиальная сила упругости
со стороны патронника и сила трения также зависят от величи-
ны давления. Поэтому можно принять, что в период нарастания
давления нагружение гильзы близко к «простому» и главные
оси деформаций совпадают с главными осями напряжений, а
их направление не изменяется в процессе нагружения. На уча-
стке спада давления интенсивность напряжений уменьшается
за счет снижения тангенциальных напряжений, поэтому будем
рассматривать активную деформацию в процессе нарастания
давления как определяющую прочность гильзы при выстреле.
Примем, что опасное сечение гильзы, в котором интенсив-
ность напряжений достигает максимального значения, распо-
ложено на расстоянии zm от дна гильзы (рис. 3.9). При нор-
мальной работе гильзы в этом сечении должно соблюдаться
необходимое условие прочности: интенсивность напряжении
не должна превышать предела прочности материала гильзы:
Gim £ ав.
72
Рис. 3.9. Расчетная схема гильзы (Zp - участок
растяжения; а - участок заклинивания)
При движении гильзы по патроннику без заклинивания
главные осевые напряжения гильзы не превосходят предела
упругости, а сила сопротивления Rr является силой трения ме-
жду гильзой и патронником. При этом наибольшие значения
имеют тангенциальные напряжения в гильзе, определяющие
продольную прочность.
С момента заклинивания гильзы начинаются осевые пла-
стические деформации и сила сопротивления гильзы определя-
ется величиной осевых напряжений в опасном сечении:
Rr = о. F. ,
где F. - площадь сечения стенок гильзы в опасном сечении.
~nt
При решении задачи учтем переменность модуля пластич-
ности по длине гильзы и влияние на НДС гильзы радиальных и
тангенциальных напряжений. Задачу по определению ст- и г2
будем решать методом итераций. Расчет НДС необходимо про-
водить совместно с решением уравнения движения инерцион-
ного затвора и системы уравнений внутренней баллистики.
73
Примем допущение, что относительные осевые деформации
в сечениях гильзы на участке ее растяжения /р прямо пропор,
циональны растягивающей силе в данном сечении и обратно
пропорциональны площади сечения Fz:
£г =А—,
а на остальной части корпуса £г = 0.
Коэффициент пропорциональности к определяется из вы-
ражения для абсолютного удлинения гильзы на участке растя-
жения /р = z - а (см. рис. 3.9).
Абсолютная осевая деформация гильзы
Для упрощения рассмотрим гильзу с постоянной площадью
сечения (хотя несложно численно проинтегрировать и любой
закон изменения площади, аппроксимировав его показательной
функцией):
Д/= —Ч
2F;
откуда получим, что относительная осевая деформация в опас-
ном сечении у дна гильзы связана с абсолютным удлинением
простой зависимостью:
2Д/
£. =----.
В период заклинивания гильзы абсолютная осевая дефор-
мация гильзы Д/ равна перемещению затвора Х3. Расчет НДС
гильзы в опасном сечении проводим в следующем порядке:
1.	При интегрировании системы дифференциальных урав-
нений с момента заклинивания на 1 шаг ДГ по времени получа-
ем перемещение затвора ДЛ^, которое равно абсолютному уд-
линению гильзы.
74
2.	Определяем г,* = длину участка растяжения /р в
первом приближении принимаем равной длине контакта гиль-
зы А-
3.	Вычисляем интенсивность деформаций в опасном сече-
нии:
g +s’ +e«s-”
где
дг + 57?
е' г
4.	Определяем значение модуля пластичности, исходя из
известной линеаризованной диаграммы о, =/(е() для материа-
ла гильзы:
где D - модуль упрочнения;
.z E-D
Л7 =-------параметр упрочнения.
Е
5.	Рассчитываем осевое напряжение
2
о. -• -р + — у(s, + 2е,).
<т.
6.	Уточняем длину участка растяжения I =	.
/трРк
7.	Повторяем расчет с п. 2 по п. 6, пока расхождение значе-
ний в двух соседних приближениях не окажется приемле-
мым (погрешность не более 1 % достигается уже при втором,
третьем приближении при ДТ = 0,000 05 с).
75
8.	Определяем интенсивность напряжений в опасном сече-
нии с, = ye,.
9.	Вычисляем силу сопротивления гильзы Rr	ц
подставляем её значение в уравнение движения затвора при
интегрировании на следующем шаге.
Таким образом, на каждом шаге по времени для опасного
сечения гильзы получаем характеристики НДС сгг, ег, vp, в, и
значение силы Rr. Расчет НДС гильзы и проверка соблюдения
условия прочности сг; < сгв проводятся для всего периода закли-
нивания.
Интенсивность напряжений возрастает с уменьшением мас-
сы затвора. При варьировании массы затвора при о,тах = ов по-
лучаем минимальную массу затвора из условия прочности гильзы
(рис. 3.10).
Рис. 3.10. Зависимость максимальных напряжений в
опасном сечении гильзы патрона 7,62x25 от массы затвора
ГЛАВА 4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ
СВОБОДНОГО ЗАТВОРА
4.1. Уравнение движения свободного затвора
с учётом силы сопротивления гильзы путем
введения коэффициента массы затвора
При решении задачи динамики определяется закон движе-
ния ведущего звена в виде функции скорости от времени либо
от перемещения ведущего звена и функций перемещения звена
от времени. Знание закона движения ведущего звена необхо-
димо для определения темпа стрельбы, перемещений и скоро-
стей откатных частей в различные моменты цикла автоматики,
для оценки запаса энергии ведущего звена в крайнем заднем
положении (КЗП), построения импульсно-силовой диаграммы
оружия, а также для определения динамических реакций, дей-
ствующих на механизмы и детали оружия.
Запишем уравнение движения основного звена для различ-
ных типов автоматики в общем виде:
/	.э \
П 1 "	п	I	п I
xr+ZC~от/(х1')2 = 7?i(4Л)
V 7=2 Л7	)	7=2 Л/	7=2 Л 7
где т\- масса основного звена механизма;
ij - передаточное число оту-го звена к основному;
Л/ - кпд;
nij- масса у-го звена механизма;
77
- приведенная масса механизма;
V 7=2 П,
х,,х'},х” - координата, скорость, ускорение основного
звена;
J dX]
F\ - внешние силы, приложенные к основному звену;
Fj - внешние силы, приложенные ку-му звену.
Выражение (4.1) записано для случая, когда звенья движут-
ся прямолинейно поступательно; в случае вращательного дви-
жения звена его масса заменяется моментом инерции, а посту-
пательные координата, скорость и ускорение - соответственно
угловыми координатой, скоростью и ускорением..
Связь между скоростями основного (х') и у-го (х') звеньев
определяется зависимостью:
х; =ijX\.
Дифференциальное уравнение движения основного звена
механизма автоматики является нелинейным дифференциаль-
ным уравнением второго порядка с переменными коэффициен-
тами. В общем виде данный класс уравнений аналитического ре-
шения не имеет. Решаются эти уравнения численными методами.
Для систем с самоотпиранием (свободный и полусвободный
затворы) активной внешней силой является сила давления по-
роховых газов на дно гильзы, поэтому решать уравнения дви-
жения для таких систем следует совместно с основными урав-
нениями внутренней баллистики с учетом особенностей про-
цесса выстрела.
Особенности процесса выстрела в оружии данного класса
можно условно разделить на особенности внутрибаллистиче-
ского процесса и особенности динамики автоматики оружия.
78
Особенности внутренней баллистики в системах с инерци-
онным запиранием обусловлены двумя причинами: движением
гильзы и затвора, начинающимся с момента выжимания снаря-
да из гильзы, а также применением в таких системах боеприпа-
сов малой мощности. Так как давление распатронирования па-
трона меньше, чем давление форсирования пули, необходимо
учитывать действие импульса давления пороховых газов на за-
твор в предварительном периоде к началу полного врезания
пули в нарезы. Смещение гильзы в период выстрела приводит к
изменениям объема заснарядного пространства и второстепен-
ной работы на перемещение газопороховой смеси. Решение ос-
новной задачи внутренней баллистики (ОЗВБ) нужно прово-
дить совместно с решением уравнения движения затвора.
При использовании системы уравнений общепринятого ви-
да для решения ОЗВБ для боеприпасов малой мощности, на-
пример для пистолетных патронов с /q = 0,03...0,09 и Се~
= 300...500 МДж/м3, при пути снаряда свыше 10 клб расчетная
дульная скорость оказывается больше опытной и при длине
ствола 15...20 клб ошибка расчета может достигать 20 %. Объ-
ясняется это уменьшением прироста кинетической энергии
снаряда на элементарном участке пути вследствие низкого дав-
ления в канале ствола. При этом работа по преодолению силы
трения между стенками снаряда и полями нарезов не изменяет-
ся и отношение этой работы к основной значительно увеличи-
вается с увеличением пути снаряда. Чтобы учесть это, необхо-
димо либо коэффициент фиктивности массы снаряда <pi при-
нять переменным, либо ввести в уравнение движения снаряда
силу сопротивления в явном виде.
Особенности динамики автоматики обусловлены взаимо-
действием в системе «ствол-гильза». Сила сопротивления дви-
жению гильзы Rr, которая по своей физической сути может
быть либо силой трения между гильзой и патронником, либо
силой продольной деформации гильзы, определяет параметры
79
движения затвора, темп стрельбы и импульсно-силовую диа„
грамму оружия, характеризующую его устойчивость. Реальная
величина силы сопротивления определяет поперечную проч-
ность гильзы и необходимую массу затвора, а также и натрут
ку, действующую на выбрасыватель.
Приведенная сила в период действия давления пороховых
газов определяется зависимостью
^пр — Р$ДН — П — RT,
где р8№ - сила давления пороховых газов, действующих на дно
канала площадью 5ДН;
П - суммарная сила сопротивления со стороны механизмов
оружия (сил упругости возвратной и боевой пружин,
силы трения о направляющие и др.).
Для систем с ПСЗ, состоящим из двух масс, выражение
(4.1.) принимает вид:
(	i2 'У	d/ /
х” + (х[)2= pS —П - Rr.	(4.2)
<	Т]2)	dx, т|2
В случае постоянного передаточного числа iz второй член в
левой части выражения (4.2) равен нулю.
Уравнение движения для систем с СЗ с постоянной приве-
денной массой затвора т3 запишется в виде:
(4.3)
или в виде, удобном для численного интегрирования:
г = I	и-4»
где х3, х', х" - перемещение, скорость и ускорение затвора.
80
В выражении (4.3) сила сопротивления Rr входит в правую
часть в явном виде. Из-за того, что теоретически рассчитать
силу сопротивления весьма затруднительно, на практике до сих
пОр используют приближенный способ учета силы сопротив-
ления гильзы путем введения в левую часть уравнения движе-
ния коэффициента фиктивности массы затвора ср3, превышаю-
щего единицу, что физически эквивалентно уменьшению силы
давления порохового газа, действующей на затвор с реальной
Массой. При этом сила Rr исключается из правой части уравне-
ния (4.3):
В течение времени действия порохового газа величина ср3
непрерывно изменяется в соответствии с изменением сопро-
тивления движению гильзы и затвора. Однако с учетом и труд-
ностей определения, и реальных изменений коэффициента
фиктивности в различных условиях эксплуатации оружия в
инженерных расчетах характеристик движения затвора при-
нимается его среднее значение, получаемое эксперименталь-
ным путем.
Коэффициент фиктивности учитывает работу силы сопро-
тивления гильзы в период ее действия до конца периода после-
действия. Пренебрегая в этом периоде силой сопротивления П
ввиду ее малости (мало перемещение затвора), уравнение (4.5)
запишем в виде:
dK 1
_j. = _L_ps
dr ф3щ3
(4.6)
При интегрировании выражения (4.6) определим скорость
затвора в конце периода последействия газов:
* *
(4.7)
81
где Тт ~ период времени от начала выстрела до конца периода
последействия;
Jp - полный импульс силы давления порохового газа, дей-
ствующей на затвор.
Импульс
Л = (<Р^ + ₽«>)И0,	(4.8)
где ф] - коэффициент фиктивности массы пули;
р - коэффициент полного действия газов;
Ко - начальная скорость пули.
Подставив в (4.7) Jp, получим расчетную формулу для ф3:
Ф.^ + рсо Ио
(4.9)
Определив на практике экспериментальным путем Ио и
И,"1. рассчитываем по формуле (4.9) коэффициент фиктивно-
сти массы затвора.
Результаты расчета с использованием выражений при яв-
ном учете силы Лг (4.4) и косвенном интегральном учете её
должны для момента конца периода последействия давать
одинаковые значения скорости затвора. Приравняем выраже-
ние для скорости И3Ш , полученное при интегрировании (4.3):
к“'=-- p.dz —(Л. -J,. ),
ryi J	J	Wl
"‘з \ 0	0 у "4
к выражению (4.7) и выразим ф3:
где JR - импульс силы сопротивления гильзы к концу периода
последействия.
82
Таким образом, результаты решения уравнений (4.5) и (4.3)
кОнде периода последействия при правильно выбранном ко-
эффициенте Фз должны совпадать. Однако при использовании
приближенного метода решения с косвенным учетом силы со-
противления гильзы ошибка определения скорости затвора в
конце периода выстрела, согласно выражению (4.7), будет в
процентном выражении равна ошибке определения значения
ф3. Рекомендуемые значения ф3 в специальной литературе да-
ются в широком диапазоне. Поэтому данный метод можно
применять, когда для конкретного патрона коэффициент ф3 из-
вестен из опыта или получен точным расчетом.
4.2.	Решение задачи динамики свободного затвора
при явном учете в уравнении движения
силы сопротивления гильзы
Математическая модель для решения такой задачи (рис. 4.1)
включает в себя блок расчета внутренней баллистики, уравне-
ние движения затвора, содержащее силу сопротивления гильзы
в явном виде, а также блоки расчета силы сопротивления гиль-
зы (рис. 4.2) и её НДС. С использованием такой математиче-
ской модели можно решить следующие задачи:
1)	расчет параметров движения затвора с учетом реальной
силы сопротивления гильзы;
2)	расчет силы сопротивления при извлечении гильзы, про-
верка обеспечения прочности гильзы и прочности деталей ме-
ханизма извлечения;
3)	определение импульса силы сопротивления гильзы
для построения импульсно-силовой диаграммы оружия;
4)	определение минимальной массы затвора, обеспечиваю-
щей прочность гильзы при выстреле.
83
Рис. 4.1. Блок-схема математической модели процесса выстрела в ору-
жии с инерционным запиранием
Рис. 4.2. Блок-схема расчета силы сопротивления гильзы Rr
В математической модели приняты следующие допущения:
1.	Механические характеристики материала постоянны по
длине гильзы.
2.	Влияние прорыва пороховых газов между гильзой и па-
тронником на величину коэффициента трения не учитывается.
3.	Прижатие стенок гильзы к патроннику происходит одно-
временно по всей длине при среднем давлении соприкоснове-.
ния ре.	-
4.	Распределение осевых деформаций по длине гильзы пря-
мо пропорционально силе трения и обратно пропорционально
площади поперечного сечения стенок гильзы.
84
Основная задача внутренней баллистики решается при чис-
ленном интегрировании основной системы уравнений внутрен-
вей баллистики, приведенной к удобному для интегрирования
ВИДУ (в УРавнениях использованы общепринятые обозначения
вНутрибаллистических параметров [25]):
£f. = ^(l + 2Xz + 3pz2)— или
dr	dz
W=Z1(1 + 2X1Z)£;
dr	dz
dr
dK pS.
dr Ф?’
dr 6 dr dr
dr W \ dr dr dr )
^L = 0,0155f--^-VW рт/°’8^охл.
dr	\ k -1J	V d j
(4.Ю)
Систему уравнений внутренней баллистики (4.10) следует
решать совместно с уравнением движения затвора, преобразо-
ванного в следующую систему уравнений:
dr
dK, 1
(аАн-^-77).
85
При решении ОЗВБ для данной схемы следует разлила^
четыре периода действия давления пороховых газов в канаде
ствола:
первый - от момента воспламенения заряда до начала
жения гильзы и начала врезания пули в нарезы при давлен^
распатронирования;
второй - от начала движения гильзы до начала движение
пули по нарезной части ствола при давлении форсирования;
третий - от начала движения пули по нарезной части ство.
ла до вылета пули из ствола;
четвертый - период последействия пороховых газов.
При этом, если за начальное давление, при котором начина-
ется движение гильзы и врезание пули, принять давление рас.
патронирования, то первый предварительный период не будет
оказывать влияния на движение затвора.
Сила сопротивления гильзы при ее движении может быть
вычислена как сила трения между гильзой и патронником:
/?г =2лг2/тр(/г -х)рк,
где
dp . п
при > 0;
dp л
при < 0.
Давление рост вычисляется по формуле
JL
Рост Ртах рг Ре + рг '
Напряженно-деформированное состояние на участке дви-
жения рассчитывается в следующем порядке:
86
для первого шага:
Дг+ 8/?|
1
sr- 2е<’
°г 2лг25от ’
е, = у-7<£/ -£J2 +(£г -ег)2 +(ег -£,)2 ;
для дальнейшего расчета:
№'±’
Аг + 57?,
е, =------;
Г2
‘ • 2лг,5
3	2
ег = —(<Уг -Р-~^,У,
4ц/	3
£< =~у^£‘-£')2 +<£' ~£J2 +(£.’ -£J2;
87
П
V = D +----
s,
o, =	-Qr)2 +(Qr -Q.’)2 +(Cf_. -a/)2 •
На участке заклинивания сила сопротивления гильзы опре-
деляется как сила ее осевой деформации в опасном сечении:
/?г = .
Расчет НДС гильзы на участке заклинивания проводится по
формулам и в порядке, приведенном в разд. 3.2.
Рассмотрим решения задачи динамики для отечественных
пистолетов-пулеметов ППШ-41 (под патрон 7,62x25 обр.
1930 г.) и «Кедр» (под патрон 9x18). Принятые для расчёта бал-
листические и конструктивные характеристики патронов и
конструктивные характеристики оружия приведены в табл. 1.3,
1.5, 1.6, 1.7.
При решении проводилась идентификация математической
модели по результатам экспериментального замера скоростей
затвора (табл. 4.1). В качестве параметра идентификации при-
нят предел текучести материала гильзы, который из-за нерав-
номерности наклепа материала при изготовлении гильзы изме-
няется по длине гильзы в пределах 400...600 МПа. Эта харак-
теристика определяет уровни контактного давления и силы со-
противления гильзы. Значения коэффициента трения Др на по-
верхности гильза-патронник приняты: для сухой и чистой по-
верхности Др = 0,12, для смазанной поверхности Др= 0,07 в слу-
чае цилиндрической гильзы. Для конических гильз принимает-
ся приведённый коэффициент трения с учётом угла конусно-
сти гильзы а:
/к _ А~а
1-ДХ
88
о©
ЧО
Таблица 4.1
Обработанные экспериментальные данные стрельб из штатных систем
Образец оружия	Состояние поверхности патронника	Кпах . М/С Сх>м/С	o/z , м/с max	П<зп» м^с ^КЗП ’ Му/с	О г/	, м/с 'кзп	*отк> С /Р С QTK ’	, С отк
ППШ-41	Чистая сухая	4,01 4,15	0,25	1,31 2,38	0,25	0,030 0,025	0,0015
ППШ-41	Чистая смазанная	5,40 5,45	0,25	3,79 4,17	0,25	0,019 0,017	0,0016
«Кедр»	Чистая сухая	6,52 6,65	0,31	4,82 4,59	0,30	0,015 0,014	0,0020
Примечания: I. Символ FK3n- скорость затвора в крайнем заднем положении; /огк - время отката;
/ад-7)	,£(/, -о2
Op. = J--------, СУ, — J--------- средние квадратичные отклонения; л - число выстрелов;
V /7~1	V
“
V =---L, t = —'— математические ожидания.
п п
2. Числитель - экспериментальные значения, знаменатель - расчетные.
Далее представлен пример
данных для пистолета-пулемета
Калибр, мм .............7,62
Масса снаряда, кг .....0,0055
Масса заряда, кг........0,0005
Объем каморы, дм3.......0,0008
Максимальное баллисти-
ческое давление, МПа..220
Сила пороха, МДж/кг.....1,05
Коволюм, дм3/кг.........0,95
Плотность пороха, кг/м3.1,6
Коэффициент формы к}....i, 173
Коэффициент формы A.I...0J48
Коэффициент формы ......0
Коэффициент бутылоч-
ности ................1,3
Коэффициент ф ].........1,35
Давление распатронирова-
ния, МПа..............10
Импульс, МПа<...........0,07
Коэффициент zK..........1
Параметр расширения
газа 0...............0,2
Коэффициент формы к?....1
Коэффициент формы Х2....1
Шаг интегрирования, с...0,000 001
Коэффициент трения......0,05
Давление соприкосно-
вения, МПа............52,2
Длина отката, м.........0,084
Масса затвора, кг.......0,58
вводимого массива исходных
ППШ-41:
Толщина стенки гильзы
в опасном сечении, мм....0,82
Длина участка прилега-
ния гильзы, мм........14,0
Предварительное под-
жатие, Н..............28
Усилие поджатия в конце
отката, Н.............50
Модуль упрочнения, МПа. 1050
Наружный радиус гиль-
зы, мм................4,81
Внутренний радиус гиль-
зы, мм................4,23
Радиальный зазор, мм.....0,045
Предел пропорциональ-
ности гильзы, МПа.....400
Длина ствола, м..........0,240
Модуль упругости метал-
ла ствола, МПа........210000
Коэффициент Пуассона
металла ствола........0,33
Наружный радиус пат-
ронника, мм...........11
Внутренний радиус пат-
ронника, мм...........5
Модуль упругости гиль-
зы, МПа...............80 000
Диаметр дна гильзы, мм.... 8,1
Коэффициент фиктив-
ности затвора.......... 1
Результаты решений приведены в табл. 4.1 (И,рах, ГкРзп> О
и на рис. 4.3, а, б.
90
м/с; JV3, см; <p3	____
/тр = 0’12
6
Рис. 4.3. Динамика затвора
ППШ-41 при коэффициенте
трения = 0,12 и 0,07 (д) и ПП
«Кедр» при Д, = 0,12 (б)
Расхождение опытных и расчетных значений максимальной
скорости отката затвора не превышает 4 % и не выходит за пре-
делы среднего квадратичного отклонения скорости.
4.3. Определение силы сопротивления гильзы,
импульса этой силы и коэффициента фиктивности
массы затвора
Сила сопротивления гильзы при выстреле определяет проч-
ность самой гильзы и механизма ее извлечения, а также пара-
метры отката затвора. Для проведения прочностных расчетов
необходимо знать максимальное значение силы сопротивления,
а для расчета динамики автоматики - ее интегральные показа-
тели: импульс силы сопротивления за время ее действия или
коэффициент фиктивности массы затвора. Значение импульса
91
силы сопротивления необходимо также для построения им-
пульсно-силовой диаграммы оружия.
Коэффициент фиктивности массы затвора вычисляется как
Он изменяется в течение выстрела и становится постоянным в
конце периода последействия (рис. 4.4). Однако в инженерных
расчетах характеристик движения затвора он принимается
средним значением, получаемым либо экспериментальным пу-
тем, либо следуя рекомендациям, приводимым в различных на-
учных и учебных изданиях. При этом разница между значе-
ниями в рекомендуемых интервалах может достигать 30 % и
более. Практика использования при проектировании систем с
инерционным запиранием упрощенного уравнения движения
затвора допустима лишь при условии, что для данного патрона
коэффициент фиктивности известен из опыта, либо получен
точным расчетом. Формул для оценки силы сопротивления в
научной и учебной литературе вообще нет.
Рис. 4.4. Изменение коэффициента фиктив-
ности q>„ импульсов движущей силы JaB
и силы сопротивления Jза период
выстрела (патрон 7,62x25)
92
Величина и физический характер силы сопротивления зави-
сят в первую очередь от наличия периода заклинивания гильзы
я патроннике. При его отсутствии сила сопротивления является
силой трения (рис. 4.5), а при наличии заклинивания на участке
от точки А до точки В сопротивление определяется силой осе-
вой пластической деформации гильзы.
Рис. 4.5. Характеристики силы сопротивления гильзы
(патрон 7,62x25)
Величина силы сопротивления гильзы и, как следствие, зна-
чение коэффициента фиктивности массы затвора зависят от
следующих факторов (рис. 4.6, 4.7):
. -начального диаметрального зазора между гильзой и па-
тронником;
-	нагрева стенок гильзы при выстреле;
-	механических характеристик материала гильзы (Е, ое, ц/);
-	геометрических размеров гильзы (длины прилегания по-
верхности гильзы к патроннику, конусности гильзы и патрон-
ника, толщины стенок гильзы);
93
-	состояния наружных поверхностей гильзы и патронника
(чистая или грязная, сухая или смазанная);
-	радиальной жесткости патронника ствола;
-	внутреннего давления пороховых газов.
Рис. 4.6. Зависимости силы сопротивления гильзы Rr и коэффициента
фиктивности массы затвора ф3 от коэффициента трения/тр
Рис. 4.7. Изменение силы сопротивления гиль-
зы Rr и коэффициента фиктивности массы
затвора <р3 при ртй~ - 242 МПа (патрон 7,62x25)
94
Да основе проведённого анализа определены основные наи-
более значимые факторы, часть из которых с целью уменыпе-
их обшего числа преобразуем в относительные величины:
L- -отношение длины прилегания поверхности гильзы к
d2
патроннику к наружному диаметру гильзы, среднему по длине
I (характеризует соотношение между силой трения и движу-
щей силой);
£1 -относительная толщина стенок гильзы, средняя по
б
длине /г (характеризует уровень контактного давления и осевые
напряжения в гильзе);
- приведённый коэффициент силы трения между гильзой
патронником (в случае конусной гильзы =
А-а
1-/_а
•/ тр
где
и
а - угол конусности);
Ртах - максимальное давление в канале ствола (характеризу-
ет уровни контактного и остаточного давлений).
Изменение предела упругости, модуля упругости и модуля
упрочнения материала гильзы в пределах 10 % практически не
влияет на максимальную величину силы сопротивления и зна-
чение коэффициента фиктивности массы затвора. Однако при
значительном увеличении предела упругости материала гиль-
зы, например при замене латуни сталью, коэффициент фиктив-
ности резко уменьшается при практически неизменной макси-
мальной силе сопротивления.
В ходе расчетных исследований выявилось незначительное
влияние на максимальную силу сопротивления гильзы и коэф-
фициент фиктивности затвора его массы при условии, что про-
исходит заклинивание гильзы.
На основе результатов машинного эксперимента получены
математические регрессионные модели для определения силы
сопротивления гильзы (максимального значения силы и инте-
95
гральной оценки импульса силы либо коэффициента фиктив-
ности массы затвора) в зависимости от основных баллистике-
ских и конструктивных параметров патрона и оружия. Основ,
ными выходными характеристиками являются максимальное
значение силы сопротивления гильзы и коэффициент фиктив-
ности массы затвора.
Введение в модель предела упругости (текучести) матерна.
ла гильзы <уе(ст) нецелесообразно, так как для изготовления
гильз применяется ограниченное число материалов: латунь
Л-68, Л-70, биметалл и сталь 18ЮА. Причём значения ое
последних двух материалов близки. Таким образом, изменение
характеристики сге дискретное и проще получить две модели
для двух значений ае- Коэффициент трения А в реальных ус-
ловиях - также величина дискретная и зависит от состояния
трущихся поверхностей патронника и гильзы. Можно выделить
три основных состояния поверхностей :
-	поверхность чистая смазанная, значение коэффициента
трения А = 0,07;
-	поверхность чистая сухая, значение коэффициента трения
А = 0,12;
-	поверхность сухая загрязнённая, значение коэффициента
трения fro = 0,17.
При проектировании оружия наиболее важны расчёты ав-
томатики при нормальных условиях работы, а также при за-
труднённых. С целью упрощения самих математических рег-
рессионных моделей и повышения их точности целесообразно
построить две различные модели для случаев сухой чистой и
сухой грязной поверхностей.
Таким образом, для каждого материала гильз будем иметь
по две модели следующего вида для значений А - 0,12 и 0,17:--
96
/ К г->
^ =/ -7".-^ .Ртах ’
\d2 Г\	)
Для пистолетных патронов с диапазонами изменения конст-
/	г,
руктивных параметров -^-= 1.2... 1.4; — = 1,1...1,2; ртгх = 120...
... 250 МПа можно использовать упрощенные расчетные рег-
рессионные зависимости для определения коэффициентов фик-
тивности и максимальной силы сопротивления гильзы, которые
по точности удовлетворяют инженерным расчетам.
Для биметаллических гильз в случае чистой сухой поверх-
ности (Лр = 0,12):
ф = 3,30+ 0,18-^--2,40 ^- + 0,25-^-;	(4.11)
Р‘	' d2	100
ртзх = 25.69 + 2,47-г- - 28,90+ 4,60	;
r	d2 Г[ 100
в случае грязной сухой поверхности патронника (/^ = 0,17):
ф = 4,75 + 0.36—- 4,02—+ 0,4;	(4.12)
' d2 г, 100
Лг"их = 38,9 + 4.08 — -34.8— + 6.7^^.
' d, 'г,	100
. Для латунных гильз в случае чистой сухой поверхности па-
тронника:
ф, = 3,42 + 0,27	- 2,46 + 0.22	;
d2 г, 100
R™ = 15,3 + 2,97	-15,67	+ 4,25	.
d2 г, 100
97
Результаты расчетов для отечественных пистолетных па-
тронов с биметаллическими гильзами, проведенных с исполь-
зованием математической модели и по эмпирическим зависи-
мостям, приведены в табл. 4.2. Погрешность вторичных моде-
лей для вычисления коэффициента фиктивности массы затвора
не превышает 3 %.
Таблица 4.2
Коэффициенты фиктивности массы затвора для отечественных
пистолетных патронов при различном состоянии поверхности
патронника, рассчитанные с использованием математической
модели (фэ) и по эмпирическим зависимостям (<рзэм)
Патрон	^2	9	Ртах: МПа ! I	R™ , кН	1 кН	Фз	Фз ЭМ
Сухой чистый патронник = 0,12)							
9x17	1,169	1,138	137,7	2,16	2,07	1,10	1,12
9x18 (ПМ)	1,270	1,138	134,0	2,20	2,15	1,09	_1,13
9x18 (ПММ)	1,270	1.138	167,0	3.93	3,68	1,18	1,20
9x19	1,527	1.167	260,0	8,98	7,79	1,43	1,43
Грязный сухой патронник (/^ = 0,17)							
9x17	1,169 !	1,138	137,7	3,06	. 2,86	1.15	1,15
9х 18 (ПМ)	1,270	1,138	134,0	3,12	3,03	1,14	1,17
9x18 (ПММ)	1,270	1,138	167,0	5,57	5,24	1,28	1,31
9х]9	1,527	1,167	260,0	11.98	11,38	1,67	1,65
Оценим влияние изменения температуры окружающей сре-
ды в интервале +50 ... -50°С на стабильность работы автома-
тики. За показатель стабильности примем максимальную ско-
рость затвора в конце периода последействия. При увеличении
начальной температуры порохового заряда одновременно с
уменьшением импульса пороха Л повышаются максимальное
давление в канале ствола и импульс движущей силы давления
пороховых газов Удв. действующей на затвор. Увеличение ско-
98
ости затвора должно быть пропорционально увеличению
дви?кушег0 импульса. Однако за счет увеличения контактного
давления увеличивается и сила трения между гильзой и па-
тронником, в результате скорость затвора возрастает менее
значительно, чем движущий импульс. Таким образом, измене-
ние силы трения при изменении температуры улучшает ста-
бильность работы автоматики. Исследования, проведенные для
пистолетного патрона 9x18 (ПМ.М), показывают, что при изме-
нении температуры от -50 до +50 °C дульная скорость пули
изменяется на 25%, а скорость затвора - менее чем на 5 %
(табл. 4.3).
Таблица 4.3
Влияние температуры на скорость отката затвора (fTp = 0,12)
7’, °C	jPmax? МПа	Л, МПа-с	Лв, Н с	Фз	Ftp, кН	Из, м/с	Ид, м/с
I 15	167	0,0517	3,38	1,385	5,0	5,14	448,8
+50	199,3	0,0469	3,60	] ,450	6,5	5,23	484,5
-50	124,8	0,0610	3,04	1,276	3,3	4,99	393,2
С увеличением коэффициента трения влияние температуры
на скорость затвора уменьшается, и при Ттр = 0,17 скорости за-
твора при температурах +50 и -50°С одинаковы и равны
4,3 м/с. При дальнейшем увеличении коэффициента трения по-
является период заклинивания гильзы. При этом разность ско-
ростей отката при различных температурах начинает увеличи-
ваться. Это объясняется тем, что при заклинивании сила осевой
деформации гильзы, в отличие от силы трения, не зависит от
температуры окружающей среды, а импульс движущей силы -
зависит.
ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
АВТОМАТИКИ ОРУЖИЯ
С ИНЕРЦИОННЫМ ЗАПИРАНИЕМ
5.1.	Проектирование двигателя автоматики
со свободным затвором
Выбор конструктивных параметров автоматики, обес-
печивающих надежность её работы. В настоящее время из
комплекса вопросов проектирования автоматического оружия
наиболее полно разработана теория расчета механизмов ору-
жия при заданных значениях конструктивных параметров. Вы-
бор же рациональных значений этих параметров осуществля-
ют, либо полагаясь на опыт и интуицию конструктора, либо
решая задачи параметрической оптимизации применительно к
системам автоматизированного проектирования.
Рассмотрим процесс выбора значений основных параметров
автоматики для схемы автоматического оружия со свободным
затвором.
Основными параметрами, определяющими работу автома-
тики данного типа при фиксированном импульсе патрона, яв-
ляются:
-	масса затвора М\
-	длина отката L\
-	усилие предварительного поджатия возвратной пружины По.
100
-	усилие пружины в конце отката П]_.
Три последних параметра определяют энергию возвратной
пружины:
(п„ + пл	с _^Л+Л),
£„=-----2--L ил"
2
где /о _ стрела предварительного поджатия пружины;
fL — стрела рабочего поджатия пружины;
с - жесткость пружины.
Критерием выбора значений основных параметров является
надежность работы автоматики с учетом ограничений на ряд
тактико-технических характеристик: темп стрельбы, устойчи-
вость оружия и габаритно-массовые характеристики оружия.
Надежность работы автоматики будет обеспечена при от-
сутствии нарушения прочности гильзы при выстреле и при со-
общении затвору достаточной кинетической энергии во время
отката, а также в период наката для совершения ряда работ по
перезаряжанию оружия. Энергия ведущего звена как при отка-
те, так и при накате будет определяться перечисленными выше
конструктивными параметрами. От этих же конструктивных
параметров зависит и запас энергии затвора в конце отката в
КЗП, определяющий надежность работы автоматики в небла-
гоприятных условиях (пыль, грязь, густая смазка и др.). При-
чем эта кинетическая энергия при нормальных условиях рабо-
ты может либо переходить в потенциальную энергию возврат-
ной пружины при возможности дальнейшего перемещения за-
твора без удара в КЗП, либо приводить к удару затвора о
ствольную коробку, при этом сохранившаяся после удара часть
энергии перейдет в кинетическую энергию наката затвора.
Назначение массы затвора. Принято, что с увеличением
мощности (импульса) патрона необходимо увеличивать массу
затвора, чтобы обеспечить поперечную прочность гильзы при
выстреле и снизить скорость отката. Массу затвора М можно
назначить, пользуясь эмпирическими зависимостями, получен-
ными на основе статистической обработки конструктивных па-
раметров образцов оружия с СЗ, например, зависимостью М от
импульса патрона Jp [12]:
101
М= 0,123 -0,409 1g Л> + 2,413(lg Л>)2.
Однако для оружия разных классов, но использующее
один и тот же патрон или патроны, близкие по импульсу, масса
затвора может существенно различаться. Так у разных систем
оружия под патрон 9x18 (ПМ) масса затвора изменяется щ
0,25 кг у пистолета ПМ до 0,31 кг у ПП «Кедр» и до 0,45 кг у
ПП-93, т. е. почти в 2 раза. В данном случае увеличение массы
затвора обусловлено необходимостью снижения скорости щ.
ката затвора и темпа стрельбы автоматическим огнем ПП, а не
обеспечения прочности гильзы. Вообще вопрос обеспечения
поперечной прочности гильзы для пистолетных патронов не
актуален. Так, даже для достаточно мощных пистолетных па-
тронов 9x19 и 7,62x25 минимальная допустимая масса затвора,
обусловленная прочностью гильзы, составляет не более 0,2 кг.
Более важным для таких патронов является обеспечение про-
дольной прочности гильзы при раннем выходе из патронника
или при ее оголенности, например, в месте выполнения в па-
троннике лунки для досылания.
В общем случае наименьшая масса СЗ Mmin ограничивается
для мощных патронов значением, определяемым из условия
прочности гильзы, а для пистолетных патронов с импульсом до
3 Нс при обеспечении продольной прочности - максимальной
скоростью отката или допустимой энергией затвора в КЗП.
Наибольшая масса затвора rWmax определяется из условия обес-
печения надежной работы автоматики при откате. Рассчитать
Мпах можно, приравняв кинетическую энергию Е-^ затвора,
требуемую для надежной работы, к энергии, сообщаемой за-
твору при выстреле,
Еав= У;/(2А/ф2).	(5.1)'
На рис. 5.1 точки пересечения кривых этих энергий соот-.
ветствуют значениям Mnax- С увеличением коэффициента <pj
при ухудшении условий трения в системе гильза - патронник
интервал выбора массы затвора сужается.
102
Рис. 5.1. К определению максимальной допустимой массы СЗ
Л/max Для патрона 7,62x25 при <р3 = 1,4 (- -) и <р3 = 1,8 (-А-)
Потребная энергия Е-^ определяется как сумма энергии, не-
обходимой для сжатия возвратной пружины £вп , и энергии,
требуемой для совершения при откате ряда дополнительных
работ: по удалению гильзы, взведению боевой пружины, пре-
одолению сил трения при движении затвора и др. Статистика
показывает, что суммарная энергия, затрачиваемая на эти рабо-
ты, составляет примерно 20...40% от энергии возвратной
пружины. С учетом запаса энергии в конце отката можно за-
писать требуемую энергию в виде функции от энергии воз-
вратной пружины:
£1р= КхК2Е»п,	(5.2)
где К\~ 1,2... 1,4 - коэффициент учета дополнительных работ,
совершаемых при откате;
' К2 — 1,0...1,3 -- коэффициент надежности работы автомати-
ки, зависящий от запаса энергии затвора в КЗП.
Приравняв Е№Е-^, и с учетом (5.2) можно записать:
___а р__
^к2Еъп^ 
(5.3)
103
Выбор значения энергии возвратного механизма. В выраже-
нии (5.3) не известна энергия возвратного механизма Еви. Та-
кие параметры возвратного механизма, как усилие предвари-
тельного поджатия По и усилие в конце отката Пь , сами по от-
дельности не определяют характер работы механизма и, назна-
чая их, нужно лишь учитывать следующие ограничения. У си-
лие По необходимо для надежного удержания затвора в край-
нем переднем положении при всех углах возвышения. С доста-
точной степенью надежности можно принять ограничение,
что По > 4Mg , где g - ускорение свободного падения. Точно
так же, рассматривая отдельно усилие IIL , можно только на-
ложить на него ограничение по максимальной величине, исхо-
дя из эргономических требований к усилию постановки затво-
ра на боевой взвод (для ручного стрелкового оружия желатель-
но иметь /?£ < 80 Н). При выбранной длине отката L, которая
зависит от длины патрона и необходимого темпа стрельбы, па-
раметры По и Hl легко определяются при известной энергии
возвратного механизма, которая и является основным парамет-
ром, определяющим его работу. Энергия Евп должна быть дос-
таточной для надежного возвращения подвижных частей в
крайнее переднее положение и для выполнения ряда работ по
перезаряжанию оружия в период наката. Кроме того, потенци-
альная энергия возвратной пружины должна обеспечивать не-
возможность самопроизвольного перезаряжания оружия под
действием сил инерции, возникающих при падениях и ударах
оружия, а также при динамических перемещениях стрелка с
оружием. Эта энергия £*п превосходит энергию, необходимую
для совершения ряда работ в период наката. Таким образом,
при проектировании возвратного механизма ручного оружия
энергию возвратной пружины нужно назначать из условия
обеспечения невозможности самопроизвольного перезаряжа-
ния оружия под действием сил инерции. Это положение отно-
сится к оружию классической схемы, для схем со сбалансиро-.
ванной автоматикой перезаряжание под действием сил инер-
ции невозможно. Например, для автомата АЛ-7 энергия воз-;
104
рратной пружины в 3 раза меньше, чем для АКМ при одной и
тОй же массе подвижных частей. Эту энергию можно опреде-
лить в виде функции от массы подвижных частей, считая, что
потенциальная энергия подвижных частей при падении оружия
с определенной высоты (дулом вверх) перейдет в кинетиче-
скую энергию затвора, а в дальнейшем - в потенциальную
энергию возвратной пружины:
>^3A/g,	(5.4)
где Кз - размерный коэффициент, определяющий высоту па-
дения оружия, м.
Значения коэффициента Кз для оружия различных типов
можно получить статистической обработкой его конструктив-
ных параметров. Для ПП с СЗ хорошее согласование расчетных
и опытных значений Евп (табл. 5.1) получается при Кз =
= 0,7...0,8 м, а для автоматов и автоматических винтовок - при
Кз = 1,5...1,6 м.
Подставим (5.4) в (5.3) и выразим из него массу затвора,
которая будет максимально возможной:
М =..........(5.5)
т“ ^2К}К2К,§
Результаты расчета по формулам (5.4) и (5.5) для ПП при-
ведены в табл. 5.1; принималось, что К\ - 1,3, Кз - 1, Кз =
= 0,7 м , фз = 1,3 . Из табл. 5.1 следует, что в образцах, реальная
масса затвора которых близка к предельной расчетной массе
(ПП тяжелого класса), значения реальной энергии возвратных
пружин также близки к расчетным. Образцы 1111 легкого клас-
са, такие, как «Кипарис» и «Кедр», имеют массу затвора при-
мерно на 30 % ниже предельной, при этом потенциальная энер-
гия возвратных пружин значительно выше расчетной. Это по-
зволяет уменьшить энергию удара в КЗП.
105
Таблица 5.1
Конструктивные характеристики ПП и расчетные значения мак.
симальной массы затвора Мтах и энергии
возвратного механизма Е*п
Модель ПП	Нс	м, кг	с, Н/м	/70, Н	Пь Н	L, м	£вп, Дж	с. Дж	КГ
ППШ-41	3,4	0,58	360	24,0	54,0	0,083	3,24	3,98	0,бГ
ппд	3,4	0,60	327	23,0	55,7	0,100	3,94	4,12	О,бГ
МР-40	3,6	0,64	226	11,3	45,2	0,150	4,24	4,39	
«Стен»	3,55	0,62	280	15,4	53,2	0,135	4,63	4,25	
Uzi	3,6	0,67	322	19,0	58,0	0,120	4,62	4,60	
«Кедр»	2,3	0,31	380	27,0	59.0.	0,084	3,61	2,13	0,42_
«Бизон-2»	2,3	0,385	342	31,0	70,0	0,116	5,86	2,60	0,4Г
«Кипарис»	2,4	0,290	404	28,7	53,0	0,060	2,45	1,99	0,4<
ПП-93	2,4	0,455	348,4	26,1	64,4	0,110	4,98	3,12	0,44"
ПП-90	2,4	0,450	315	19,6	54,2	0,110	4,07	3,09	0,44'
Таким образом, имея в качестве исходных данных импульс
выбранного патрона Jp и расчетное или экспериментальное
значение коэффициента фиктивности массы затвора ф3, можно
рекомендовать следующий порядок определения начальных зна-
чений основных конструктивных параметров автоматики с СЗ:
1.	Определить интервал изменения массы затвора от
до Мтах .
2.	Выбрать из интервала значение М с учетом требований к
массе оружия и темпу стрельбы.
3.	Определить необходимую потенциальную энергию воз-
вратной пружины Е*п, используя выражение (5.4).
4.	Задаться отношением n = FIJинтервале от 1,5 до 3,0
(наилучшее, с точки зрения долговечности пружины, значение
п = 2).
5.	Выбрать длину хода ведущего звена L в зависимости от
длины патрона, требуемых габаритных размеров оружия и темпа
стрельбы.
6.	Определить усилие предварительного поджатия пружины
770 = 2ЕВП/[(н + 1)1].
106
7.	Определить усилие пружины в конце отката IJl = пПо .
8.	Проверить выполнение условий По > 4Mg, < 80 Н. При
невыполнении этих условий нужно изменить значение коэф-
фициента п. При увеличении п усилие I1L увеличивается, а По -
уменьшается.
Данный алгоритм легко может быть использован при созда-
нии систем автоматизированного проектирования для оружия
с СЗ. Однако проектирование по данному алгоритму обеспечи-
вает только надежность работы автоматики с энергетической
точки зрения. При проектировании необходимо учитывать и
такие показатели качества, как темп стрельбы и устойчивость
оружия. В частности, для малогабаритных ПП актуальной яв-
ляется задача снижения темпа стрельбы.
Влияние конструктивных параметров автоматики на
темп стрельбы и импульсно-силовую диаграмму оружия. В
системах с СЗ без применения специальных замедлительных
механизмов темп стрельбы является функцией таких парамет-
ров, как масса затвора, длина отката и энергия возвратной либо
возвратно-боевой пружины при фиксированном импульсе па-
трона. Под длиной отката L понимается минимальный ход за-
твора, при котором обеспечиваются нормальные условия рабо-
ты автоматики (достаточный перебег затвора за магазин либо
за заднее шептало, а также надежное досылание патрона из ма-
газина в патронник). Ход затвора до КЗП в некоторых образцах
может значительно превышать необходимую длину отката с
целью снижения темпа стрельбы, а у некоторых образцов ПП
может меняться при переходе с одного типа патрона на другой
(«Бизон-2»), Чаще всего масса затвора и длина отката ограни-
чиваются требованиями к массово-габаритным характеристи-
кам оружия. Влияние этих параметров на темп стрельбы зави-
сит от выбранного режима работы автоматики.
Современные ПП проектируются как с безударным режи-
мом работы автоматики (отсутствует удар затвора о ствольную
коробку в КЗП), так и с ударным. В некоторых образцах воз-
можен переход от одного режима работы к другому, например,
107
при смене типа патрона либо при изменении температуры or.
ружающей среды. Максимальную скорость затвора при откате
обеспечивающую скорость затвора в КЗП, равную нулю, будем’
называть критической скоростью, а соответствующий режим
работы автоматики - критическим режимом. Максимальная
критическая скорость определяется из условия равенства кине-
тической энергии затвора суммарной энергии, затрачиваемой
на работы, совершаемые затвором при откате. Максимальная
скорость затвора достигается в конце работы двигателя автома-
тики, и при фиксированном импульсе патрона ее значение за-
висит от массы затвора.
Влияние максимальной скорости затвора на темп стрельбы
различно при ударном и безударном режимах работы. При без-
ударном режиме увеличение Итах приводит к снижению темпа
стрельбы. Минимальный темп стрельбы достигается при Итах а
= Ккр. Дальнейшее увеличение скорости при Итах > VKp соответ-
ствует ударному режиму работы и приводит к увеличению
темпа стрельбы (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Изменение темпа стрельбы при ударном
и безударном режимах работы автоматики
108
Режим работы автоматики при фиксированных значениях
j fyf и. L определяется энергией возвратной пружины на участ-
ке отката. Для обеспечения критического режима работы кине-
тическая энергия, сообщаемая затвору при выстреле, должна
быть равна суммарной энергии, затрачиваемой на работы, со-
вершаемые затвором при откате (см. формулу (5.2)):
£дв' ^Х^Евп,
где Ki - 1 при безударном режиме работы.
Необходимая энергия возвратной пружины при критиче-
ском режиме работы определится как
Е J-
г«Р = дв = f’
w X, 2(р;ЛЖ| ’
I [ри назначении энергии выше этой величины устанавливается
безударный режим работы, а при уменьшении энергии воз-
вратной пружины установится ударный режим работы. Темп
стрельбы и в первом, и во втором случаях повышается по срав-
нению с темпом при критическом режиме.
Оценить темп стрельбы при ударном и безударном режимах
работы можно, пользуясь формулами, полученными при реше-
нии уравнения гармонических колебаний.
Для ударного режима работы время отката и наката можно
оценить соответственно выражениями:
1 |	• ft  f, ]
U =“l arcsin-у-arcsin^- ।
P k	А	л J
-if	f	f	'
t - — arcsin — - arcsin —
n	A	4
P\	Л1 J
(5.6)
(5.7)
- угловая частота собственных колебаний;
А, А] - амплитуды колебаний при откате и накате:
109
V'
max . а
р2 ’ '
vL
р2
Максимальная скорость отката с учетом ряда совершаемых
при откате работ
V
max
р
начальная скорость наката после удара в КЗП
КНак = -)ИсЗл6,
где b - коэффициент восстановления скорости при ударе в КЗП.
Приближенно темп стрельбы можно определить как
t + z
отк как
Полученное значение темпа стрельбы не учитывает время
работы ударного механизма, однако, считая его постоянным,
можно проводить сравнительную оценку темпа для различных
расчетных вариантов.
Оценим минимальный темп стрельбы, соответствующий
критическому режиму работы автоматики.
Приравняем максимальную кинетическую энергию затвора
к потенциальной энергии возвратной пружины с учетом до-
полнительных работ при откате:
МУ^ . eth+fJL
о
2
или с учетом, что р2 = с!М, получим:
(5.8)
А _ \J О ' J
2	172
Р	^тах
Решение уравнения гармонических колебаний относительно
времени движения затвора для безударной работы имеет сле-
дующий вид:
110
-Ц —-arcsin—
Л 2 Л
(5-9)
Подставив (5.8) в (5.9), после преобразований с учетом, что
n=fL!fo, получим:
^отк
л . 1) L
— arcsm— --
2 «Хх
или
(5.10)
где Ф — — функция от п, изменяющаяся в сравнительно не-
\п)
больших пределах.
Выражение (5.10) можно записать в ином виде:
7П<р3£Л/
t = ф -	---
отк „ J
\^Yl J р
Без учета потерь энергии на трение в витках пружины и на-
правляющих затвора при безударном режиме работы принима-
ем время отката и наката равными. Время наката можно опре-
делить и по следующей формуле:
/нак = ~arccos^-.	(5.11)
Р nL
Максимальную критическую скорость затвора, при которой
он приходит в КЗП без удара с нулевой скоростью, рассчиты-
ваем по формуле
V = OZEZZ
к₽ V ' м
111
При дальнейшем росте энергии возвратной пружины на
стке сжатия L будет происходить увеличение темпа стрельбы за
счет уменьшения фактической длины отката L*. При этом текщ
стрельбы по сравнению с критическим режимом работы увеличц.
Рис. 5.3. Влияние энергии возвратной
пружины на режим работы автоматики
Качественный характер изменения скорости затвора по
времени и по перемещению при различных режимах работы
автоматики показан на рис. 5.4.
Рассмотрим влияние характера работы автоматики на им-
пульсно-силовую диаграмму оружия. Полный импульс отдачи
оружия за весь цикл автоматики не зависит от режима работы
автоматики и определяется типом патрона и начальной скоро-
стью пули:
= (д + 0со)Ио.
112
Рис. 5.4. Характер изменения скорости
затвора К, по времени t и пути отката х
затвора при различных режимах рабо-
ты автоматики
Однако от характера работы автоматики существенно зависят
распределение и величина отдельных импульсов, действующих
на оружие в течение цикла работы автоматики. Именно харак-
тер импульсно-силовой диаграммы во многом определяет ус-
тойчивость оружия при стрельбе и, как следствие, эффектив-
ность стрельбы.
Импульс отдачи, воспринимаемый оружием за время /ц цик-
ла работы автоматики, складывается из ряда последовательно
действующих импульсов: J\, Ji, J3 и растянутого по времени
импульса силы возвратной пружины П (рис. 5.5). Первый по
времени импульс J\ в случае схемы с СЗ является импульсом Jr
от действия силы сопротивления гильзы RT на патронник. Им-
пульс Л ~ это импульс от удара затвора в КЗП, импульс J3 - от
ИЗ
удара затвора в крайнем переднем положении (КПП). Как по-
казывает опыт стрельбы из пистолетов с СЗ, при загрязнении
патронника вероятность попадания уменьшается более чем в
2 раза по сравнению со стрельбой при чистом смазанном па-
троннике. Это объясняется тем, что импульс силы сопротивле-
ния гильзы Jr, действующей на оружие во время прохождения
пули по каналу ствола, при загрязнении патронника увеличива-
ется в 1,5...2,0 раза. Величина этого импульса одинакова для
всех схем работы и зависит от коэффициента фиктивности мас-
сы затвора <р3:
_Л(Ф3~1)
Рис. 5.5. Импульсно-силовая диаграмма оружия
с инерционным запиранием
Для мощных пистолетных патронов и в случае сухого грязного
патронника этот импульс может составлять до половины и
больше от всего импульса отдачи. Влияние этого импульса бу-
дет больше при одиночной стрельбе, так как при автоматиче-
ской стрельбе импульс J\ будет частично уравновешиваться
импульсом Уз от удара затвора в КПП. Импульс в КПП опре-
деляется как
Укпп = ЛЯкпп(1 + Ь),
114
где b - коэффициент восстановления скорости при ударе, кото-
рый, вследствие кинематической связи затвора и ствола
через возвратную пружину, можно принять равным
нулю.
Скорость затвора в КПП без учета работы по досыланию
патрона, можно определить как
2ЕВП ->
jr -	—+ р -
где Ун _ начальная скорость наката.
'Импульс в КЗП для критического и безударного режимов
работы равен нулю, для ударного режима работы
J^MV^d + b).
От ударного импульса J2 в КЗП можно избавиться за счет
усиления возвратной пружины при переходе к безударному
режиму работы. В этом случае импульс J2 в виде импульса от
силы пружины растянется по времени на весь цикл работы
автоматики, но при этом увеличится и импульс удара в КПП.
При безударном режиме работы увеличиваются габаритные
размеры оружия за счет возвратной пружины. Окончательно
выбирать режим работы автоматики нужно при решении зада-
чи устойчивости оружия.
Пример проектирования автоматики со свободным за-
твором. Спроектируем автоматику с СЗ под патрон 9x18 (ПМ)
с начальной скоростью пули Уо = 320 м/с, длиной отката L < 80 мм
и массой подвижных частей М < 0,35 кг. При проектировании
необходимо обеспечить надёжность работы автоматики и воз-
можный наименьший темп стрельбы.
Исходные данные: баллистические характеристики патрона,
чертеж гильзы и механические характеристики материала гильзы.
115
Некоторые баллистические характеристики патрона:
Калибр d, мм:............................9
Масса снаряда q, кг .....................0,0061
Масса заряда (О, кг .....................0,00023
Максимальное баллисти-
ческое давление ртах, МПа ............134
Коэффициент фиктивности
массы снаряда ф!......................1,1
1.	Определяем импульс отдачи затвора при выстреле по
формуле (4.8):
JP= (ф1^ + рсо)Г0= (1,1-0,0061 + 3,9-0,000 23)-320 = 2,43 Н-с,
о 1250 о п
где В =-----= 3,9;
320
1250 - скорость истечения, м/с, пороховых газов для пиро-
ксилинового пороха.
2.	Назначаем коэффициент фиктивности массы затвора для
патрона 9x18, используя при отсутствии опытных данных ли-
бо значения, приведённые в табл. 4.2, либо регрессионную
зависимость (4.11) для гильз (рис. 5.6) из биметалла при
-0,12 (поверхность патронника сухая, чистая):
= 3,30 + 0,18- 2,4+ 0,25	= 1,13.
3	d2	100
Рис. 5.6. Расчетная схема гильзы
116
Для патрона ПМ 9x18:
i = 1,26;	= 1,14; Лт|„ = 1 34 МПа.
Л
При этом нужно иметь в виду, что относительная погреш-
ность в назначении коэффициента <р3 при решении задачи ди-
намики даёт такую же относительную ошибку при определе-
нии скорости затвора в конце периода последействия.
При работе оружия с грязным патронником (/тр = 0,17) при-
меняем зависимость (4.12):
(о = 4,75 + 0,36—-4,02 —+ 0,4-^^ = 1,17.
ф(	d-, г, 100
Как видим, для данного патрона <р3 изменяется незначи-
тельно, можно принять его средним: ф3 ~ 1,15.
3.	Определяем максимальную массу затвора из условия на-
дёжной работы автоматики по формуле (5.5):
JP
~ ^к‘к,к1ё'
Примем:
-	коэффициент учёта работ при откате А?| = 1,35 (суммарная
энергия, затраченная на произведённые при откате работы, со-
ставляет 35 % от энергии возвратной пружины);
' - коэффициент запаса энергии затвора при безударной ра-
боте К2 = 1;
-	коэффициент, определяющий потенциальную энергию
возвратной пружины в зависимости от массы затвора, А'з =
= 0,8 м.
Тогда
тах 1,15^2-1,35 •!-0,8-9,8
117
Таким образом, при массе затвора М < 0,46 кг будет обеспе.
йена надёжная работа автоматики.
Для гильзы патрона 9x18 условие поперечной прочности
выполняется для всех реальных значений массы затвора
(0,20...0,46) кг.
Для обеспечения минимального темпа стрельбы назначаем
максимальное значение массы из условия задачи М- 0,35 кг и
длину отката L = 80 мм.
4.	Рассчитываем потенциальную энергию возвратного ме-
ханизма для обеспечения нулевой скорости затвора в КЗП (кри-
тического режима работы).
Энергия, сообщаемая затвору при выстреле (см. (5.1))
72	7 432
т = 6,37 Дж.
" 2Мр2 2 -0,35-1,152
Необходимая энергия возвратной пружины для критическо-
го режима работы (AS = 1)'

Ет
6,37
1,35-1
= 4,7 Дж.
2
При этом выполняется условие невозможности инерционного
перезаряжания оружия (К3 = 0,8 м):
Е*№ > K3Mg, где K3Mg = 0,8-0,35-9,8 = 2,75 Дж.
5.	Определяем силовые параметры возвратной пружины,
1Ц ft ,
приняв п = —- = — = 2 :
П f
11 о	Jo
IE* 2-4 7
ту =	_ ±_2Д—»39Н-
° (l + n)Z (1 + 2)0,08	’
П, = пП0 = 78 Н;
118
^- = 487—;
L	м
f = ^- = 0,16 м;
j1j c
jo = 0,08 m.
6. Оценим наименьший темп стрельбы при L = 0,08 м и
д/ = 0,35 кг, соответствующий критическому режиму работы
автомата ки.
Определим время отката:
=	/С =
{nJJp
ф(0,5)=1,81.
Без учёта сил трения в витках пружины и направляющих
при безударном режиме значения времени отката и наката рав-
ны. Время наката можно определить и по формуле (5.11):
t = — arccos	= —— arccos — = 0,028 с,
™ р nL	37,3	2
где
. Гё"	(487-
p = J— =-------= 37,3 с .
\М У 0,35
Таким образом, при энергии возвратной пружины, соответ-
ствующей критическому режиму работы, темп стрельбы
ir 60	60	,	,
N =--------=------= 1070 выстр./мин.
Готк+/нак W6
119
Полученное значение темпа стрельбы не учитывает врем^
работы ударного механизма. Считая его постоянным, можно
проводить сравнительную оценку темпа стрельбы для различ-
ных вариантов.
Снижение энергии возвратной пружины при постоянных
параметрах Jp, М и L приведёт к установлению ударного режи-
ма работы автоматики, а увеличение энергии возвратной пру.
жины - к безударному режиму. Темп стрельбы N в первом и во
втором случаях повышается по сравнению с темпом стрельбы
при критическом режиме работы. Однако при ударном режиме
работы автоматики можно значительно уменьшить длину воз-
вратной пружины, что важно при создании малогабаритного
оружия.
Оценим изменение темпа стрельбы при ударном режиме
работы автоматики. При таком режиме за счёт снижения жёст-
кости пружины время отката уменьшается, а время наката не-
значительно увеличивается, что приводит к увеличению темпа
стрельбы при обеспечении надёжности работы автоматики.
Уменьшим энергию возвратной пружины до значения Ет -~
= 3 Дж, сохраняя условие
Евп > K3Mg.
При этом кинетическая энергия затвора в конце отката
Екзп - Кп - -Евп = 4,7 - 3,0 = 1,7 Дж;
Ккзп = Л	3,12 м/с.
У М
Начальная скорость наката после удара в КЗП:
V = -V b
у нак 'кэп"’
где Ъ - коэффициент восстановления скорости при ударе.
Характеристики возвратной пружины при п =	= 2 (см. п. 5):
120
= 50 H; Z70 =25 H; c = 312,5 H/м; /£= 0,16 m;
y0 = 0,08 m; L = 0,08 m.
Время отката при ударном режиме определим, пользуясь
выражением (5.6):
_ 2
/(як п
f	f \ i V1 2 *
arcsin — - arcsin — ; A =. fn2 + —
A	A) Y° p2
max
--Г-—— = 5,19 м/с.
<?^КхКг-М
< Амплитуда колебаний А = 0,19 м.
Угловая частота колебаний
fZ_ I312*5
РУМ~У 0,35
= 29,9 с"’.
Время отката tmK = 0,019 с.
Время наката можно определить по формуле (5.7):
if	f	f''
t =— arcsin—-arcsin— =
n	A	A
P\	Л1	л\	J
1 (	. 0,16	. 0,08
----- arcsin	arcsin	
29,91	0,165--0,165
= 0,028 c,
При этом время цикла работы уменьшается с 0,056 до 0,047 с.
Темп стрельбы при ударном режиме
N = —- - = 1277 выстр./мин.
0,047
При увеличении энергии возвратного механизма на макси-
мально возможном перемещении затвора (£вп 4,7 Дж) обес-
121
печивается безударный режим работы автоматики. При этом с
увеличением Евп уменьшается реальная длина отката L, за счет
чего темп стрельбы увеличивается. Так при увеличении энер.
гии возвратной пружины до 6 Дж реальная длина отката затво-
ра составляет 0,067 м при максимально возможном перемеще-
нии 0,08 м, а время отката и наката Готк = /нак - 0,0236 с. Темп
стрельбы по сравнению с критическим режимом увеличивается
до 1276 выстр./мин.
В табл. 5.2 сведены основные расчётные значения парамет-
ров при различных режимах работы автоматики.
Таблица 5.2
Расчётные значения параметров автоматики
Режим работы автоматики	М9 кг	£, м	JP, Н-с	£вп> Дж	п0, н	/7ь,Н	с, Н/м	N, выстр./мин
Критический	0,35	0,08	2,43	4,7	39	78	487,0	1070
Ударный	0,35	0,08	2,43	3,0	25	50	312,5	1277
Безударный	0,35	0,08	2,43	6,0	50	100*	625,0	1276
Максимальное усилие возвратной пружины при максимально возможном
перемещении затвора L = 0,08 м (реально L - 0,067 м).
Сравним импульсно-силовые диаграммы автоматики при
различных режимах работы (рис. 5.7, а, б).
Первый импульс в цикле работы автоматики - импульс си-
лы сопротивления - одинаков для всех схем работы:
= о,13JP = 0,32 Н-с при <р3 = 0,15.
Фз
Импульс в КЗП для критического и безударного режимов
работы равен нулю, для ударного режима работы:
7КЗП = МКкзп (1 + Ь) = 0,35 • 3,12(1 + 0,4) = 1,52 Н • с,
где b = 0,4 - коэффициент восстановления скорости при ударе.
122
Рис. 5.7. Импульсно-силовые диаграммы оружия с СЗ при ударном (а)
и безударном (б) режимах работы автоматики
Импульс в КПП определяется как
Лпп = Л/УКпп(1 + Ь~),
где Ь, вследствие кинематической связи затвора и ствола через
возвратную пружину, можно принять равным нулю. Скорость
затвора в КПП, без учета работы по досыланию патрона, мож-
но определить как
jz = Й»т + к2
кпп V М
Расчетные значения скоростей и импульсов составляют:
- для критического режима работы:
Ркп'п ~ 5,18 м/с, Ann =1,81 Н-с;
- для ударного режима работы:
Ркпп —4,14 м/с, Ann ~ 1,45 Н-с;
- для безударного режима:
Ркпп ~ 5,85 м/с, Ann - 2,05 Н-с.
123
Правильность расчета можно проверить, пользуясь уравне-
нием сохранения импульсов сил, действующих на оружие
полный цикл работы автоматики,
Jp = Jr + Азп + Лп + ЛпП + Лв,
где Лп — импульс, передаваемый возвратной пружиной;
Лв - импульс, передаваемый на ствольную коробку при
совершении затвором ряда работ по перезаряжанию
оружия при откате.
5.2. Особенности проектирования двигателя
автоматики с полусвободным затвором
Постановка задачи проектирования. Схема автоматики с
СЗ имеет ограниченное применение, а именно используется
для сравнительно маломощных патронов с относительно ко-
роткой гильзой (например, пистолетные патроны, выстрелы к
автоматическим гранатометам). С увеличением мощности па-
трона при неизменной массе затвора резко увеличивается
энергия отдачи затвора Етд = Jp /(2М) и соответственно ско-
рость и перемещение затвора во время действия давления по-
роховых газов, следствием чего может быть продольный или
поперечный разрыв гильзы. Высокие скорости отката приводят
к высокому темпу стрельбы и снижению управляемости руч-
ного оружия. Устранение этих недостатков за счет увеличения
массы затвора нецелесообразно, так как увеличивается масса
оружия и снижается его устойчивость вследствие ударов мас-
сивного затвора. В этом случае целесообразно применение
схемы с полусвободным запиранием, которая позволяет обес-
печить прочность гильзы и уменьшить скорость затвора без.
увеличения его массы. Полусвободное запирание применяется?
с целью торможения затвора в период действия высокого дав-
ления пороховых газов, что позволяет уменьшить кинетиче-
скую энергию движения затвора назад и выход гильзы из па-
тронника в период действия высокого давления. Применение
полусвободного затвора позволяет получить простую конст-
рукцию оружия для достаточно мощных патронов, при это®
124
ламного легче, чем при использовании принципа свободного
затв°ра. Полусвободное запирание используется в стрелковом
оружии как под пистолетные и автоматные патроны, так и под
винтовочные патроны (германская винтовка G-3). В отечест-
венной оружейной практике также были опытные образцы с
полусвободным запиранием. Применение принципа отдачи
ЦСЗ позволяет в некоторой мере упростить конструкцию и по-
высить устойчивость оружия при автоматической стрельбе за
счет снижения усилия отдачи.
При использовании в оружии пистолетных патронов, ко-
роткие гильзы которых не подвержены поперечным разры-
вам, массу затвора необходимо назначать из условия обес-
печения не прочности гильзы, а рационального темпа стрельбы
при соблюдении ограничений на массу всего оружия. Обучен-
ный стрелок хорошо управляет огнем из автоматического ору-
жия при темпе 600...700 выстр./мин. Стремление конструк-
торов уменьшить габаритные размеры оружия приводит к
увеличению темпа стрельбы в современных ПП свыше
1000 выстр./мин, при этом автоматический огонь, особенно из
оружия с плохой эргономикой, становится неэффективным.
Схема с ПСЗ обеспечивает рациональный темп стрельбы без
увеличения массы затвора.
В оружии с ПСЗ затвор обычно состоит из двух основных
частей, соединенных между собой и ствольной коробкой ки-
нематической связью так, что при небольшом перемещении
одной части затвора, на которую непосредственно действует
давление пороховых газов через дно гильзы, происходит
сравнительно большое перемещение второй части затвора.
При этом происходят торможение отката первой части затвора
и ускорение отката второй части. Определение характеристик
динамики ПСЗ осуществляется так же, как и для СЗ. При этом
необходимо учитывать влияние силы торможения FT, погло-
щающей часть приложенного к затвору импульса силы давле-
ния порохового газа. Исходя из уравнения сохранения количе-
ства движения
125
m7i + ”4^2 = —	- JFTd/,
<P, о	0
уравнение движения затвора в случае постоянного передаточ-
ного числа можно записать в следующем виде:
(/л, + m2i2 )^- =	- FT,
d/ Фз
где т\- масса части затвора, воспринимающей силу
давления пороховых газов;
m2 - масса затворной рамы (дополнительная часть затвора);
Ki, Vi ~~ скорости затвора и затворной рамы;
?2 - кинематическое передаточное число от затворной
рамы к затвору.
Однако в связи с трудностями определения силы торможе-
ния в период действия давления пороховых газов пользуются
способом учета влияния торможения на движение затвора вве-
дением в уравнение движения приведенной массы затвора
il
т =тх+т2—,
П2
где т]2 - кпд при передаче движения от затвора к затворной
раме. Варьируя величины z2 и т|2, можно в весьма широких
пределах изменять приведенную массу, а также и закон из-
менения приведенной массы в функции перемещения затво-
ра. За счет этого можно регулировать скорость и энергию
подвижных частей, сохраняя при этом реальную постоянную
массу подвижных частей Мт =тх+т2. В этом состоит ос-
новное преимущество схемы с ПСЗ.
Недостатками схемы по сравнению со схемой с СЗ яв-
ляются усложнение конструкции и передача на корпус ору-
жия дополнительного импульса силы при работе затвора из-
за его кинематической связи со ствольной коробкой. Вели-
чина этого импульса может составлять значительную часть им-
пульса отдачи и должна быть учтена при построении импульс-
но-силовой диаграммы оружия.
126
Вид импульсно-силовой диаграммы оружия с ПСЗ такой
как и для оружия с СЗ (см. рис. 5.5). Однако в случае схе-
ПСЗ импульс Л является суммой импульса Л и переда-
ваемого на ствольную коробку при работе ПСЗ через кине-
матическую связь затвора со ствольной коробкой импульса
действующих практически одновременно в течение периода
выстрела. На эффективность стрельбы оружия с ПСЗ наи-
большее влияние будут оказывать импульсы Л и Jf, дейст-
вующие в период выстрела.
Таким образом, при проектировании двигателя автома-
тИки с ПСЗ желательно уменьшение импульсов Jr и Jp. Од-
нако, величина импульса Jr зависит в основном от типа па-
трона и определяется коэффициентом фиктивности массы
затвора. Значение импульса силы Jp, передаваемого на ору-
жие со стороны ПСЗ, определяется выбранной схемой за-
твора и его конкретными конструктивными параметрами.
Под задачей проектирования двигателя автоматики с
ПСЗ будем понимать определение рациональных параметров
двигателя (массы подвижных частей и приведенной массы
затвора (т\, m2, i, р)), а также закона изменения приведенной
массы, энергии возвратной пружины и длины отката таким
образом, чтобы обеспечить заданный темп стрельбы и на-
дежность работы автоматики при заданных ограничениях на
длину отката и массу подвижных частей при обеспечении
максимальной устойчивости оружия (наилучшей импульсно-
силовой диаграммы оружия).
Определение импульса реакций со стороны полусвобод-
ного затвора на оружие в период выстрела. Запирание кана-
ла ствола при ПСЗ осуществляется частично за счет инертно-
сти массы затвора и частично за счет силы реакции со стороны
ствольной коробки при работе механизма затвора. Определе-
ние величины этой реакции в работах по ПСЗ не рассматрива-
ется. В трудах проф. Б. В. Орлова по кинетике автоматических
пушек с коротким ходом ствола [25] рассмотрен вопрос о дей-
ствии на лафет реакции со стороны ускорительного механизма
кулачкового типа. Однако , в выражениях, полученных для
ударного режима работы, присутствует коэффициент восста-
127
новления скорости при ударе, расчет которого для трехзвенно-
го удара весьма затруднителен. Предложенный трудоемкий
графоаналитический метод определения текущих кинематиче-
ских и силовых передаточных чисел с учетом реакции на оси
ускорителя в случае безударного режима работы можно ис-
пользовать и для расчета реакций ПСЗ кулачкового типа. Од.
нако если поставить задачу определения не текущих значений
реакции, а импульса реакции за период выстрела, что и нужно
для построения импульсно-силовой диаграммы, то такая задача
решается проще, причем для ПСЗ всех типов.
Для упрощения рассмотрим схему ПСЗ с постоянным
передаточным кинематическим числом и двухступенчатым
законом изхменения приведенной массы подвижных частей
(рис. 5.8). Такой закон обеспечивается, например, в германском
ПП МР-5 с роликовым запиранием.
м} _____
М2 .... J-----------------
I
I
I
».	I	.	д*
f t	t	t
*otk
Рис. 5.8. Закон изменения приведенной массы
В период работы ускорительного механизма ПСЗ от /о ДО /к
приведенная масса затвора
ii 2
М} =	+т2 —,
' П
а на участке инерционного движения под действием сил
сопротивления до конца отката-
М2 = т{ +т2.
128
Уравнение движения затвора в период работы двигателя
(от to Д° {к), если пренебречь силой сопротивления возвратной
дружины, запишется как
(5-12)
где ф3 - коэффициент фиктивности массы затвора, учиты-
вающий работу силы сопротивления гильзы;
Г) - кпд при работе ускорительного механизма, завися-
щий от потерь энергии на преодоление сил трения в
механизме затвора.
Уравнение движения затвора можно записать и с явным
учетом влияния сил торможения в механизме на движе-
ние затвора:
,	,	PK„SM е>	/с ]з\
(тх+т21)——----------(5.13)
dr <р3
Проинтегрировав выражения (5.12) и (5.13), получим соот-
ветственно;
1	1 'г О J
1^1 —	-2
1 Фз ,
тх + т2 —	'°
Л
(5-14)
Приравняв правые части выражений (5.14), получим:
А
. /И] +m2i ф3
ii 2	J р
тх+т2—	—
Л	Фз
(5-15)
129
где Jp =	- полный импульс отдачи;
JF = р\А - проекция импульса сил трения на направ.
*0
ление движения.
Обозначим:
т, + mJ
-------f = a
т} + т2~-
" И
Из уравнения (5.15) определим импульс Л-:
Т _ JP , ТП\+ mJ
J F ~	*	ТГ
Фз	1
тх + т2 —
<	' nJ
(5.16)
Окончательно с учетом (5.16) запишем выражение для опре-
деления импульса, передаваемого на оружие при работе ПСЗ:
(1-Я)/?.	(5.17)
Фз
Допущение, что импульс Л- - это полный импульс, пере-
даваемый оружию при работе ускорительного механизма в
направлении движения затвора, справедливо при статиче-
ском характере работы механизма. При динамическом удар-,
ном нагружении импульс, передаваемый на оружие, может
быть больше. Точное определение его требует рассмотрения
сложной модели трехзвенного удара с учетом массы всего
оружия. Решение такой задачи для случая упругого удара дано
в работе проф. А. А. Коновалова [16].
130
Относительная величина импульса силы торможения Up
определяется параметром А, который зависит от передаточно-
го числа, кпд механизма затвора и отношения масс m2 !т\. При
q = 1 и i — 1 из (5.16) А — 1, а из (5.17) JF = 0, что соответст-
вует схеме СЗ. При г| = 0 параметр А—> 0, a JF —> что
Фз
соответствует схеме жесткого запирания при отсутствии
движения затвора. Теоретически из (5.16) при i —> 00 параметр
—, а практически при тг/пц > 1,5 и i > 1,5 параметр А
i
'	П
превышает — примерно на 10... 12 %. Таким образом, при
предварительных расчетах силового передаточного числа мож-
i 1
но применять выражение у = — «-----.
т| 0,9 Л
Относительная величина импульса JF/Jp увеличивается с
ростом кинематического передаточного числа i и уменьшением
кпд р механизма затвора (рис. 5.9, а, б).
Рис. 5.9. Зависимости относительного импульса силы торможения
JFUP от кинематического передаточного отношения / при различ-
ных значениях кпд т] (а) и от кпд т] при постоянном передаточном
отношении i (ff)
131
Влияние конструктивных параметров полусвободного
затвора на темп стрельбы. Схема ПСЗ позволяет при посто-
янных массе откатных частей и длине отката изменять темц
стрельбы за счет подбора определенных сочетаний констру^.
тивных параметров затвора.
Задача проектирования может быть сформулирована еле-
дующим образом: для данного патрона (Jp) при заданных ог-
раничениях на массу подвижных частей (Мпч ~ т\ + /и2 <
< М ) и длину отката (L < Дпах) спроектировать двигатель
автоматики с ПСЗ, обеспечивающий заданный темп стрельбы
Пренебрегая временем tK от начала выстрела до конца ра-
боты механизма ПСЗ к моменту сообщения откатным частям
максимальной скорости отката Fmax ввиду его малости по срав-
нению с временем цикла автоматики (рис. 5.10), считаем, что
темп стрельбы является функцией Гтах и потенциальной энер-
гии возвратной пружины. Задаваясь энергией пружины как
функцией от массы подвижных частей:
Евп ~	g,
считая Л/пч заданной, можно принять, что темп N - f При
этом влияние максимальной скорости на темп стрельбы зави-
сит от режима работы автоматики. При увеличении Итах темп
стрельбы увеличивается при ударном режиме и снижается при
безударном режиме работы.
Рис. 5.10. Скорости элементов ПСЗ при откате
132
Определим максимальную скорость подвижных частей в
начале совместного движения затвора и затворной рамы. Из
условия равенства количества движения подвижных частей за-
твора в конце работы ускорительного механизма в момент /к,
запишем:
^(«1 +^2) = ^ И + m2Vxi.
(5.18)
С другой стороны, скорость затвора в конце работы ус-
корителя
г/ = ---—
ФзКр
(5.19)
где Мпр = тх + т2--приведенная масса затвора.
П
Подставив в (5.18) выражение (5.19), выразим максималь-
ную скорость:
max
или, с учетом (5.16), получим:
^_А_илиГ	....П_.
фзл/яч тах 0,9ф3Шпч
Так как Jp, ф3, Мт можно считать постоянными, то с увели-
чением силового передаточного числа (уменьшением т| и воз-
растанием z) скорость Кпа- уменьшается, а импульс Jf увели-
чивается, т. е. при безударном режиме работы с уменьшением
1] и возрастанием г темп стрельбы будет увеличиваться за счет
уменьшения длины отката, а устойчивость ухудшаться.
При ударном режиме работы рост силового передаточного
числа приводит к уменьшению темпа стрельбы и увеличению
импульса, передаваемого на оружие.
133
Таким образом, решение задачи проектирования, сформу.
лированной выше, можно формализовать следующим алгори?.
мом:
1.	Из условия обеспечения заданного темпа стрельбы опре.
деляем для критического режима работы время отката, прини-
мая его равным времени наката:
60
t =-----•
one 2N
2.	Задаваясь необходимой длиной отката L, рассчитываем
максимальную скорость откатных частей в конце работы меха-
низма ПСЗ:
где К\ - коэффициент учета второстепенных работ при откате.
3.	Для заданной массы подвижных частей Мпч - т} +т2ц
импульса патрона Jp находим необходимое для обеспечения
заданного темпа значение параметра Л:
Л = Гтах^-3^- .	(5.20)
4.	Определяем импульс, передаваемый на ствольную ко-
робку при работе механизма ПСЗ:
JF
<Р,
5.	Рассчитываем силовое передаточное число, обеспечи-
вающее заданный темп стрельбы:
i 1
ш = — «----.
Т| 0,9Л
6.	Для конкретной схемы ПСЗ определяем значения конст-
руктивных параметров, обеспечивающих необходимый кпд,
134
которому соответствует конкретное значение передаточного
числа i.
Задача выбора конструктивных параметров ПСЗ является
трудно формализуемой, поэтому проще применять метод пере-
бора вариантов при постоянном значении силового передаточ-
його числа.
Пример проектирования автоматики с полусвободным
затвором. Оценим возможность снижения темпа стрельбы до
N = 800 выстр./мин при использовании схемы с ПСЗ с ролико-
вым запиранием (рис. 5.11) по типу ПП МР-5 (Германия) с ис-
ходными данными примера в разд. 5.1: патрон 9x18 (ПМ) с на-
чальной скоростью пули 320 м/с, Jp = 2,43 Н-с; длина отката
£ < 80 мм; масса подвижных частей Мпч < 0,35 кг. При проек-
тировании необходимо обеспечить надёжность работы автома-
тики.
Рис. 5.11. Схема ПСЗ с запиранием роликами
1.	Определяем для критического режима работы автоматики
время отката подвижных частей. Пренебрегая силами трения
затвора о направляющие ствольной коробки и потерями энер-
гии возвратной пружины при разжатии, принимаем время отка-
та и наката равными. Тогда
U = — = 0,0375 с.
1ЛК 2W
135
2.	Пренебрегая временем работы ускорительного механизма
по сравнению с временем отката, рассчитываем необходимую
для обеспечения заданного темпа стрельбы скорость подвиж-
ных частей в конце работы ускорительного механизма ПСЗ
П	(l')
приняв: п = —- -2, L = 0,08 м ,К\= 1,35, Ф — = 1,81:
По	\2)
V
max
0,08
0,0375
фГ-1/Ц5 = 4.49 м/с.
иг
3.	Для заданной максимальной массы подвижных частей
Л/пч - т\ +	= 0,35 кг по формуле (5.20) определяем необхо-
димое для обеспечения заданного темпа значение параметра Я:
А = KjX, = 4,49-1,15-0,35 = 0 745
J,
2,43
4.	Рассчитываем импульс, передаваемый на ствольную ко-
робку при работе механизма ПСЗ, по формуле (5.17):
Л- = —(1-Л)/„ = —(1-0,745)-2,43 = 0,538 Нс.
' Фз	U5
5.	Энергия возвратной пружины, обеспечивающая критиче-
ский режим работы, определится как

1,582
2-0,35-1,35 1
= 2,62 Дж.

Задаваясь значением = п = 2, из выражения Евп =
По
Пй(\ +и) г	...	„	„
—------L	последовательно находим Яо,	П^Щн,
— ППр .
L
136
»= 22 H; nL = 44 H; с = 275 Н/м.
6.	Приближенно рассчитываем силовое передаточное число
ускорительного механизма, обеспечивающее необходимую
скорость Итах-
i«—L = l,49.
р 0,9Л
7.	Для роликовой схемы ПСЗ определяем значения конст-
руктивных параметров (углов а и Р), обеспечивающих необхо-
димое силовое передаточное число. Так как кпд
n = l-2/Tp tga--^,
tgP
а кинематическое передаточное отношение
tgp
то
_	= tgq + tgp
V т) tgp-2/Tptga tgp-/Tp ’
ИЛИ
teP=
^-1-2^4, tgoc
При назначении значений углов аир необходимо учиты-
вать требование отсутствия заклинивания механизма. Для рас-
сматриваемой схемы при учете трения качения (fTp = 0,05) ин-
тервалы возможных значений углов: а < 60°; р > 30°. Задаваясь
значением а - 60°, tga = tg60° = 1,73, находим, что tgp = 7,76 и
р = 82,7°.
Можно выбрать несколько других пар углов а и Р, которые
также будут обеспечивать заданное значение и провести
сравнительные расчеты, начиная со следующего пункта.
137
8.	Для выбранных значений углов вычислим кинематиче-
ское передаточное отношение:
i => 1 +	= 1,22
tg₽
И кпд
4 = 1-2/, tga-^ = 0.82.
tgp
9.	Назначаем из конструктивных соображений массу затво-
ра т\ и массу затворной рамы т^, сохраняя условие, что
т\ + тг = Мт. Минимальная масса затвора ограничена из коп-
структивных соображений необходимостью размещения в нем
деталей ударного и извлекающего механизмов. Можно задать-
ся несколькими вариантами назначения масс, например:
mi = 0,1 кг, mi = 0,25 кг; mi = 0,15 кг, m2 = 0,2 кг и т. д. Для не-
скольких вариантов можно провести сравнительные расчеты.
Окончательный выбор зависит от субъективной оценки вари-
антов конструктором.
Примем mi = 0,15 кг, а m2 = 0,2 кг.
10.	Задаваясь расчетной скоростью подвижных частей
I'max = 4,49 м/с, из равенства количества движения подвижных
частей до их соединения в конце работы двигателя и после со-
единения найдем скорость затвора в конце работы двигателя:
тх + т2 _	0,15 + 0,20
+ m2i гаах ”0,15 + 0,20-1,22
4,49 = 3,99 м/с.
11.	Определим скорость затворной рамы в конце работы
двигателя:
V2 = VJ = 3,99 • 1,22 = 4,87 м/с.
12.	Из равенства количества движения рассчитаем макси-
мальную скорость откатных частей в конце работы ускори-
тельного механизма:
138
7И1И1+»?2И2	. .„	.
у = ——-------— = 4,49 м/с .
Гпих т,+т2
Эта скорость обеспечивает заданный темп стрельбы.
13.	Проверим правильность выполненных расчетов, при-
равняв количество движения подвижных частей к сумме им-
пулсов сил:
(m, +w2)K,ax = — -jf>
Фз
откуда
f
1	(2,43
Ктт ' 0,15 + 0,20 (1,15
0,538
= 4,5 м/с.
Незначительное расхождение полученных значений скоро-
стей объясняется использованием приближенной зависимости
в п. 6 расчета.
14.	Для оценки надежности работы ПСЗ справедливы вы-
ражения, полученные для СЗ.
Энергия подвижных частей, требуемая для надежной рабо-
ты автоматики,
Етр=£В(Л= 2,62-1,35 = 3,54 Дж,
а энергия подвижных частей в конце работы двигателя автома-
тики
М V2 035-452
Е = inn-jnajs. = У— = з 54 дж
46	2	2
Для увеличения энергетической надежности автоматики
можно уменьшить энергию возвратного механизма, при этом
режим работы автоматики станет ударным.
ГЛАВА 6. РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МЕХАНИЗМОВ ПИСТОЛЕТА-ПУЛЕМЁТА
6.1. Общая компоновка пистолета-пулемёта
Задача проектирования ПП, как и задача проектирования
любого другого вида стрелкового оружия, является многокри-
териальной. Конструктору-разработчику предстоит решать це-
лый ряд технических проблем, отвечающих разным критери-
ям. Вызвано это необходимостью обеспечения комплекса тре-
бований к оружию, многие из которых обеспечиваются техни-
ческими решениями противоположного характера. Например,
требование повышения боевой эффективности (увеличение
мощности БП и начальной скорости пули) может вступить в
противоречие с эксплуатационными требованиями, обеспечи-
вающими компактность и удобство обслуживания оружия, его
соответствие антропометрическим, психофизиологическим и
гигиеническим характеристикам стрелка. В целом это находит
отражение в практике проектирования оружия, где имеется
противоречие между требованиями унификации и специалйза-’
ции оружия. Строго говоря, каждый отдельный вид боевой за-
дачи и каждая конкретная цель требуют своего оружия и от-
дельного вида БП. Очевидно, что реализовать на практике ука-
занную концепцию невозможно. Для всех решаемых боевых
задач или, по крайней мере, для достаточно широкого их круга,
желательно иметь один унифицированный, стандартный, отра-
140
ботанный и испытанный штатный патрон и ограниченный круг
образцов оружия или модификаций одного - базового образца.
Оптимальное проектирование требует однозначного соответст-
вия параметров патрона и оружия. Но патрон - наиболее кон-
сервативная подсистема оружия, производимая в количестве
миллиардов единиц. Производство широкой номенклатуры па-
тронов нецелесообразно с экономической и эксплутационной
точек зрения. Поэтому в подавляющем большинстве случаев
проектирование нового образца ведется под штатный патрон и
далеко не всегда параметры этого патрона оптимально соответст-
вуют параметрам оружия. Многокритериальность задачи проек-
тирования при этом увеличивается и затрудняется обеспечение
выдвигаемых заказчиком требований. Некоторые преимущест-
ва процесса проектирования оружия под штатный патрон, на-
пример упрощение задачи внутренней и внешней баллистики и
проектирования ствола, несущественно снижают сложность
задачи общего проектирования.
Основной подсистемой автоматического оружия, в том чис-
ле ПП, является механизм перезаряжания. Поэтому при конст-
рукторской разработке образца наиболее сложным и трудоем-
ким этапом является компоновка механизма перезаряжания,
определяющая параметры оружия, его внешнюю компоновку и
весь комплекс требований к проектирующему образцу. На эта-
пе разработки механизма перезаряжания синтезируется струк-
тура и обеспечиваются его параметры с учетом заданных тре-
бований и ограничений.
Механизм перезаряжания состоит из связанных друг с дру-
гом кинематически и функционально отдельных механизмов:
механизма отпирания-запирания затвора, патроноподающего и
досылающего механизмов, механизма экстракции и удаления
стреляной гильзы, ударного и спускового механизмов, вспомо-
гательных механизмов, выполняющих функцию улучшения
отдельных характеристик оружия и т. д. Компоновка должна
обеспечить размещение механизмов в ограниченном простран-
стве и их функционирование в заданной последовательности в
соответствии с циклограммой оружия, требуемой последова-
141
тельностью проведения отдельных операций по перезаряжа-
нию оружия. И если проектные задачи анализа (расчета), пара-
метрического синтеза и оптимизации параметров в настоящее
время хотя бы частично поддаются автоматизации, то синтез
структуры механизмов перезаряжания неподвластен системам
автоматизированного проектирования. Разработка структуры
механизма, его состав и компоновка практически целиком ос-
таются в области так называемого традиционного проектиро-
вания и ложатся на плечи конструктора, за исключением неко-
торых задач модификации или модернизации оружия. При
этом конструктор в условиях многокритериальности задачи
проектирования сталкивается с необходимостью решения це-
лого ряда проблем:
1.	Невозможность формализации (по крайней мере, на на-
стоящем этапе) большинства критериев и ограничений.
2.	Неоднозначность технических решений - одним и тем же
требованиям к функциональному назначению могут, в общем
случае, удовлетворять несколько различных конструкций.
3.	Синтез пространственного механизма в плоскости, хотя в
настоящее время с распространением трехмерного проектиро-
вания острота этой проблемы постепенно теряется.
В ходе разработки компоновочной схемы (структуры) ме-
ханизма перезаряжания конструктору необходимо разрешить
целый ряд противоречий между технологическими (экономи-
ческими), эксплутационными, психофизиологическими требо-
ваниями и требованиями боевой эффективности. Требование
повышения эффективности, как правило, приводит к усложне-
нию конструкции, технологии, увеличению трудоемкости и
стоимости. Противоречие «эксплуатационные требования -
боевая эффективность» приводит к усложнению условий обслу-
живания и эксплуатации образца. При этом в подавляющем
большинстве случаев снижаются характеристики надежности,
Противоречие «психофизиологические возможности человека -
боевая эффективность» вызывает повышение физической й
психологической нагрузки на стрелка. На различных этапах
использования оружия требования к нему могут быть разлил?-;
142
Hbi. Например, для обеспечения транспортировки и маневрен-
ности оружия его масса (с носимым боезапасом) и габаритные
размеры должны быть по возможности меньше, но с уменьше-
нием массы возрастает воздействие оружия на стрелка за счет
отдачи и снижается его устойчивость при стрельбе очередями.
Для снижения энергии отдачи и повышения устойчивости
можно использовать надульное устройство — дульные тормоза
и компенсаторы. Но при этом с повышением эффективности
надульного устройства возрастает давление дульной ударной
волны. Список подобных противоречий можно продолжить. Их
разрешение в каждом конкретном случае зависит от уровня
сформулированных заказчиком тактико-технических требова-
ний и ограничений.
Компоновка механизма перезаряжания формируется от ос-
новного элемента - патрона. Длина хода основного звена (за-
твора) должна быть согласована с длиной патрона и его поло-
жением относительно казенного среза ствола. Общая длина ПП
формируется:
-из длины ствола /с, определяемой по результатам балли-
стического проектирования;
-расстояния от казенного среза ствола до носика пули,
обеспечивающего надежное досылание патрона в патронник
(см. разд. 6.2):
- полной длины отката ведущего звена автоматики - затво-
ра с учетом необходимого его перебега при откате;
-размера затвора от его зеркала до заднего фланца, обу-
словленного необходимостью размещения в нем деталей удар-
ного механизма. Системы с инерционным запиранием требуют
относительно массивных и, следовательно, габаритных затво-
ров. Существенное сокращение рассматриваемого размера
может быть достигнуто конструкцией затвора, набегающего на
ствол (ПП Uzi и др.);
- размера затыльника Хат короба оружия с учетом взаимо-
действия с ним затвора через возвратную пружину, а также
компоновки с внешней стороны короба деталей складывающе-
гося приклада.
143
Формирование длины ПП представлено на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Схема формирования длины ПП:
1 - ствол; 2 - затвор с набеганием на ствол; 3 - возвратная пружина; 4 - ко-
жух с затыльником; 5 - плечевой упор выдвижного приклада; 6 - курок; 7 -
ударник; 8 - патрон в магазине перед досыланием
Полная длина отката затвора Х3 определяется как расстоя-
ние от казенного среза до носика пули X длины патрона /п и
величины перебега затвора за магазин. Для предварительной
оценки длины отката затвора при инерционном запирании
можно воспользоваться статической зависимостью:
^- = 1 + 0,031-1,141'",
И
где величины X и 1П в миллиметрах.
Расстояние от спускового крючка до затылка откинутого
приклада определяется эргономическими требованиями. Оно
зависит от длин предплечья и плеча, а также от оптимальных
значений углов между кистью и предплечьем, предплечьем и
плечом. Для средних антропометрических данных это расстоя-
ние должно составлять 340.. .355 мм.
Длину ограничивают условия ношения ПП. При ношении в
положении «на груди» общая длина ПП не должна превышать
ширины фигуры человека, т. е. L < 450 мм. При скрытом ноше-
144
вии общая длина должна укладываться в расстояние от под-
мышечной впадины до тазовой кости. В среднем это расстоя-
ние не превышает 320 мм.
Современные ПП III поколения могут быть скомпонованы
цо двум схемам. Классическая, или винтовочная, компоновка
предполагает расположение магазина перед спусковым крюч-
ком. Пистолетная компоновка характеризуется расположением
магазина в рукоятке, а спускового крючка - перед магазином.
Последняя компоновочная схема обеспечивает существенный
выигрыш в общей длине образца, приблизив габаритные раз-
меры ПП к армейскому пистолету. Особенно этот выигрыш
становится существенным при охвате большей части ствола
затвором (системы с набеганием затвора).
Классическая компоновка открывает возможность проекти-
рования эргономически более выгодных образцов, более ра-
ционально осуществляется формообразование рукоятки. В слу-
чае пистолетной компоновки необходимо учитывать форму и
размеры магазина. Кроме того, смещение центра масс (Ц. М.)
оружия вперед повышает устойчивость оружия при стрельбе
очередями и облегчает управление оружием при стрельбе.
Компоновка bullpup в ПП применяется редко, как правило, в
случаях, когда ПП разрабатывается на базе армейской штурмо-
вой винтовки (например, австрийский ПП Steyr AUG на базе
винтовки того же названия). Следует заметить, что подобные
разработки не всегда целесообразны. Все-таки параметры пис-
толетных патронов существенно отличаются от параметров
винтовочных патронов даже уменьшенных калибров.
В целом для индивидуального стрелкового оружия в на-
стоящее время характерны следующие средние размеры:
-	штурмовая винтовка (автомат) классической компоновки
калибра 5,45...5,56 мм - средняя длина (по 18 образцам) £ср =
= 972 мм (714 мм - со сложенным прикладом);
-	штурмовая винтовка (автомат) компоновки bullpup -
средняя длина (по шести образцам) ZCp= 740 мм;
-	пистолет-пулемет классической компоновки II и III поко-
лений - средняя длина (по 20 образцам) Zcp = 607 мм с откину-
145
тым прикладом и Лср = 356 мм со сложенным прикладом. Мак-
симальная длина с откинутым прикладом £тах = 794 мм - у ГЦ)
«Мадсен» (Дания), минимальная Lmm = 513 мм - у ПП «Скор,
пион» (Чехия). Со сложенным прикладом минимальная длина
также у ПП «Скорпион» (£mm = 269 мм);
-	пистолет-пулемет пистолетной компоновки - средняя
длина Zcp = 533 мм с откинутым прикладом и Zcp - 331 мм со
сложенным прикладом. Максимальная длина со сложенным
прикладом Zmax ~ 465 мм - у ПП «Штейер» Mpi69 (Австрия)
минимальная Lmm = 248 мм — у ПП «Ингрем» Ml 1 (США).
Исходя из условий боевого применения и, как следствие
условий ношения, можно рекомендовать следующее.
Для ПП, предназначенных для скрытого ношения, общая
длина со сложенным прикладом не должна превышать L < 320
мм, а масса оружия без патронов - М< 2,1 кг.
Для ПП, предназначенных для открытого ношения, L <,
< 450 мм, М< 3,3 кг.
Пистолеты-пулеметы для скрытого ношения, как правило,
имеют компоновку, аналогичную пистолетной, хотя могут
быть скомпонованы и по-винтовочному. Пистолеты-пулеметы
для открытого ношения характеризуются оптимальной клас-
сической компоновкой, что улучшает их эксплуатационные ка-
чества.
Высота ПП определяется длиной коробчатого магазина
При стрельбе лежа ось канала ствола находится от поверхности
земли на высоте 220...250 мм. Длина коробчатого магазина
должна быть существенно меньше этой величины. Чаще всего
этому требованию удовлетворяют двухрядные коробчатые ма-
газины с емкостью 30 патронов. Увеличение емкости удлинит
магазин, снизит удобства обращения при эксплуатации и, са-
мое главное, не повлечет существенного увеличения практиче-
ской скорострельности [35].
Ширина корпуса ПП также имеет существенное значение с
точки зрения эргономических и эксплуатационных требований,
особенно для систем скрытого ношения. В целом ширина совре-
менных ПП не превышает 40 мм, что вполне удовлетворяет тре-
бованиям компактности и мобильности данного вида оружия.
146
6.2. Проектирование досылания патрона
и механизма подачи
Процесс подачи патрона в патронник осуществляется в два
этапа: подача патрона на линию досылания (в системах с мага-
зинной подачей патрона эту функцию выполняет подающая
дружина магазина при крайнем заднем положении досылателя
_ затвора) и досылание патрона в патронник. В общем случае
линия досылания не совпадает с осью канала ствола и патрон-
ника. Таким образом, патрон попадает в патронник по относи-
тельно сложной траектории, которая в самом общем случае яв-
ляется пространственной кривой. Связь между патроном и до-
сылателем - неудерживающая и нестационарная, что наклады-
вает определенные требования к досылающим механизмам.
Перечень требований к механизмам подачи и досылания
сформулирован еще А. А. Благонравовым [7] в конце 30-х гг.
прошлого века. Этот перечень, однако, не потерял своей акту-
альности до настоящего времени, по крайней мере, к стрелко-
вому оружию и ко всем образцам автоматического оружия, вы-
полненным по одноствольной однокаморной компоновочной
схеме. К основным требованиям относятся:
1.	Согласованность работы механизма подачи (МП) с рабо-
той остальных подсистем механизма перезаряжания.
, 2. Стабильность (от выстрела к выстрелу) положения па-
трона на линии досылания.
3.	Стабильность траектории движения патрона.
4.	Достаточный запас энергии МП при разбросе внешних
факторов (состояние трущихся поверхностей, температура ок-
ружающей среды, положение оружия и действие сил инерции).
5.	Прочность и живучесть звеньев МП.
Большинство современных пистолетных патронов имеет
квазицилиндрйческую форму гильзы. Это определяет, во-
первых, контакт между патронами в магазине по образующей
гильзы и прямолинейную форму направляющих передней и
задней стенок магазина. Коробчатые магазины современных
ПП - прямые. Направляющие стенки современных автомати-
ческих винтовок имеют форму дуги окружности из-за кониче-
ской поверхности образующих гильзы. Во-вторых, форма со-
147
временного пистолетного патрона предопределяет необходи-
мость заходной фаски в устье патронника. При этом необхо-
димо учитывать, что слишком большая заходная фаска может
привести к нежелательной деформации (выпучиванию стенки)
гильзы. Для беспрепятственного входа патрона в патронник
переход от фаски к патроннику должен быть скруглен.
Барабанные и дисковые магазины большой вместимости
(60...90 патронов), по-видимому, в настоящее время имеют
лишь исторический интерес. «Свертывание» исходной линей-
ной структуры в спираль Архимеда, характерное для барабан-
ных магазинов ПП I поколения (ПП «Суоми» и ППШ-41), уве-
личивает поперечный размер ПП. «Свертывание» по винтовой
линии с расположением осей патронов перпендикулярно оси
винта (дисковый магазин) вообще не имело места в практике
проектирования ПП и характерно в основном для ручных пу-
леметов ( «Льюис» обр. 1915 г., пулеметы В. А. Дегтярева - ДП
и ДА и некоторые другие). «Свертывание» патронов по винто-
вой линии с расположением патронов параллельно оси винта
характеризует магазины шнекового типа (магазин Вереща, ма-
газин ПП «Бизон»).
Примеры барабанного, дискового и шнекового магазинов
(магазин Вереша) представлены на рис. 6.2 - 6.4.
Рис. 6.2. Барабанный магазин ПП «Суоми»
148
Рис. 6.3. Дисковый магазин пулемета «Льюис»
Рис. 6.4. Схема шнекового магазина Вереша
Шнековый магазин имеет в 2 раза большую емкость, чем
обычный, коробчатый магазин на 30 патронов, но при этом он зна-
чительно более сложен по устройству и требует больше времени
для смены одного магазина на другой. Если емкость магазина и
время его замены возрастают в 2 раза, то практическая скоро-
стрельность останется неизменной (при п = 700 выстр./мин она
составляет 108 выстр./мин). Но при этом у образца оружия как
149
с пустым, так и со снаряженным магазином уменьшатся пара-
метры компактности и снизится удобство обращения оружия.
Именно поэтому наиболее широкое распространение в ПП Ц й
III поколений получили коробчатые магазины из-за их ком-
пактности, удобства снаряжения и перезаряжания. Эти очевид-
ные преимущества предопределили распространение данного
типа магазина и для других видов индивидуального (пистоле-
ты, автоматические и снайперские винтовки) и группового
(ручные пулеметы) стрелкового оружия.
Характер перемещения патрона в патронник (подача и до-
сылание) определяются величинами X и Y (рис. 6.5). В исход-
ном положении патрон должен находиться возможно ближе к
патроннику, а ось патрона - как можно ближе к оси канала
ствола.
Рис. 6.5. Схема перемещения патрона из магазина в патронник:
1 - подача; 2 - досылание
Коробчатые магазины (однорядные и двухрядные) состоят
из трех основных элементов: корпуса, подавателя и подающей
пружины (рис. 6.6). Ширина магазина определяется макси-
мальным диаметром патрона, т. е. диаметром закраины гильзы
- D. Для магазинов:
однорядного
/?1 = D + (0,15...0,20) мм,
двухрядного
h2 = 1,8662) + (0,15...0,20) мм.	(6.1)
150
В двухрядном магазине центры патронов должны образо-
вывать равносторонний треугольник с а = 60°, cos 60° = 0,866.
величина 1,866 в зависимости (6.1) определяется значением
косинуса угла а: (1 + cos 60°) = 1,866.
Рис. 6.6. Коробчатые однорядный (а) и двухрядный (ff) магазины:
А - зазор между досылателем и капсюлем гильзы; / - патрон; 2 - затвор
(досылатель); 3 - корпус; 4 - подаватель; 5 - подающая пружина
Для коробчатых магазинов определяется линейная величина
полезного объема магазина, измеряемая в миллиметрах. Для
однорядного магазина W\ = Dn, где п - число патронов в мага-
зине. Для двухрядного коробчатого магазина: W2 = 0,5(« + 1)D.
В двухрядном магазине подаватель должен контактировать с
151
двумя последними патронами. Это необходимое условие ис-
ключения возможности заклинивания патрона в магазине.
Досылаемый патрон должен удерживаться в магазине его
загибами. Форма загибов существенно влияет на характер по-
дачи патрона. Для надёжной фиксации патронов необходимо,
чтобы радиусы загибов 7?3 были меньше радиуса гильзы
В противном случае положение патрона при досылании и пло-
щадь контакта гильзы и досылателя будут переменными. Кон-
такт гильзы и досылателя должен обеспечивать зазор Д между
нижней поверхностью досылателя и капсюлем гильзы. Это ис-
ключает возможность случайного срабатывания капсюля при
досылании.
Загибы механизма являются направляющими патрона при
досылании. Необходимо правильно выбрать длину загибов. За-
гибы магазина определяют направление патрона в пределах
границ загибов. Если центр его масс, к которому приложено
усилие подающей пружины, смещается за границы загибов, па-
трон поднимается пулей вверх и возможно его утыкание в
верхнюю часть казённого среза. Соответственно слишком
длинные загибы могут привести к утыканию патрона в ниж-
нюю часть казённого среза. Указанные заключения проиллю-
стрированы на рис. 6.7. Загибы магазина должны иметь такую
длину, чтобы Ц. М. патрона не выходил из загибов до начала
входа патрона в патронник.
а	б
Рис. 6.7. К определению длины загибов корпуса коробчатого магазина:
а - слишком короткие загибы; б - слишком длинные загибы
152
Время подачи патрона tn из магазина должно быть меньше,
чем время движения затвора (досылателя) от фланца патрона
до крайнего заднего положения (КЗП) и обратно к фланцу па-
трона в начале досылания. Это время забегания и t„ < Из
условия надёжной работы оружия время подачи обычно при-
нимают равным половине времени забегания [20, 21], т. е. /п =
= 0,5гзаб- Если принять среднюю скорость подачи Ип ср посто-
янной, то t„ = У1/Йп ср, где уч - перемещение патрона в магазине.
Максимальная скорость подачи (в начале перемещения патрона
при наибольшем сжатии пружины за время подачи) в 2 раза
больше средней:
f
td ~ 2у\/Vn max-
Её значение можно определить из условия равенства кине-
тической энергии патрона в конце подачи работе приложенных
к патрону сил на перемещении уу:
mV1
= Пу, + Ру,,
где ;________________
If П-РА
Eninax=J2 ---- У,,
у у т )
2у, и'П-Р\
или---- 2 ---И/];
V V т )
1
•^под+^^пр
т = Л?патр +
- сумма масс патрона, подавателя и
приведённой массы пружины;
П - средняя сила пружины на участке перемещения патрона;
Р - сила тяжести патронов, находящихся в магазине, и по-
давателя.
После преобразований:
2mj'j
П-Р'
153
Для расчета дисковых и барабанных магазинов из условия
равенства кинетической энергии подавателя работе крутящего
момента его пружины при перемещении на угол ср можно ре.
комендовать следующие зависимости:
12Е/0ф<Р1
®шах л] - . г
V
или
" У £/о<Р ’
где сотах - максимальная угловая скорость вращения подавателя;
Е - модуль Юнга;
/0 - осевой момент инерции пружины подавателя;
ср - полный угол закручивания пружины магазина;
epi - угол поворота подавателя при перемещении на один
шаг;
/п - момент инерции подавателя относительно оси вращения;
I - длина пружины.
Момент силы подающей пружины равен произведению си-
лы пружины на наибольший угол закручивания:
I
Проверку своевременности подачи патрона можно осуще-
ствить по полуэмпирической зависимости:
Гот” (	^,77)
г„ -arccos 1-----------L
V₽ic V с )
где р। = 1,2... 1,4 - коэффициент, учитывающий потери при
деформации пружины;
с - жёсткость пружины подавателя.
При расчётах механизма подачи следует учитывать допол-
нительную силу нормального давления на направляющие
154
(6.2)
ствольной коробки. Она обусловливает дополнительную силу
сопротивления движению массивного затвора:
/Чр - о(М + тп)),
где f~ коэффициент сухого трения;
М3 ~ масса затвора;
т - масса патрона.
В зависимости (6.2) можно также учесть массу подавателя и
приведённую массу пружины, но это снизит расчётное значе-
ние силы трения. Неучёт указанных факторов означает наличие
некоторого коэффициента запаса при расчётах динамики пере-
мещения затвора. Аналогичная сила действует и при накате за-
твора с уменьшением п на единицу.
Досылание патрона носит ударный характер. В первом при-
ближении удар можно рассматривать как прямой и централь-
ный. Скорость затвора в этом случае после соударения с па-
троном скачкообразно изменяется:
к, =^(1 + 6)-^.
М +т
где V\, Vo - скорости затвора после и до удара соответственно;
b ~ коэффициент восстановления скорости при ударе.
При скоростях соударения, характерных для ПП (и вообще
для всех систем индивидуального и группового оружия), при
темпах стрельбы п < 1000 выстр./мин отскока затвора при уда-
ре не происходит, связь досылателя и патрона не нарушается,
что соответствует явлению неупругого удара. Поэтому коэф-
фициент восстановления b = 0.
В стрелковом оружии необходимым условием проектирова-
ния досылающего механизма является то, что силы, действую-
щие на патрон (на закраину гильзы), не должны превышать
усилия извлечения пули из гильзы (в автоматической артилле-
рии это условие ограничения темпа стрельбы по параметрам
прочности патрона - ограничениям по допустимым скоростям
разгона и торможения патрона при досылании). Задача расчёта
155
досылателя таким ооразом сводится к определению сил инер.
ции или ускорений патрона х при досылании. При этом
/их < Рп,
(6-3)
где Рп ~ усилие извлечения пули из гильзы.
В момент досылания сумма потенциальных энергий дефор,
мации элементов патрона выражается через потери кинетиче-
ской энергии при ударе (Ь = 0):
„	„	„ Мт г,7
П\ + Т?2 *" Пз------->
2(A/ + w)
где П\ - потенциальная энергия деформации сдвига пули от-
носительно дульца гильзы;
7?2 “ потенциальная энергия сжатия фланца гильзы;
Пт, - потенциальная энергия сжатия элементов досылателя.
При досылании затвором Пь « П2 и обычно в расчётах не
учитывается:
77, =1^
2GH
(6.4)
где - скалывающее напряжение;
F\ - площадь поверхности сопряжения пули и дульца;
71 - длина дульца;
6’н - предельное напряжение в соединении пули с дульцем
гильзы.
Потенциальная энергия сжатия элементов досылателя:
2 6ErF2’
где Ри = тх - сила инерции;
5 - толщина фланца гильзы;
£г - модуль упругости материала гильзы;
Fi — площадь поверхности контакта гильзы с досылателем.
156
Анализ зависимостей (6.3), (6.4) приводит к выражению для
вычисления силы инерции:
f = Vo-\ Мтцт, + т?)
\ I
+ 3ErF2)
(6.5)
или в упрощённом варианте без учёта составляющей 77?:
.Силы Рц, вычисляемые по формулам (6.5) и (6.6), характер-
ны для удара затвора по патрону в начале досылания. В конце
периода досылания происходит посадка патрона в патронник и
также с ударом. В этом случае при абсолютно идентичном вы-
воде зависимостей сила инерции вычисляется по формуле:
где V2 ~ скорость патрона к моменту фиксации патрона в
патроннике (не должна превышать допустимую
скорость торможения патрона);
q - масса пули.
Учитывая, что сила извлечения пули из гильзы (или равная
ей сила осаживания пули в гильзу) всегда больше сил инерции,
вычисляем предельно допустимые значения скоростей основ-
ного звена при досылании. В начале досылания:
(М + т)/|
В конце участка досылания:
157
Пример расчёта № 1: определить инерционное усилие й
предельную скорость основного звена при ударе досылателя 0
патрон.
Исходные данные: М = 0,25 кг; т = 0,01 кт; Ио = 5 м/с; /,
= 4 мм = 0,004 м; Fi = 1,7-10-4 м2;/= 0,1 (коэффициент трения
пары «дульце - гильза»); Рп = 10 кН.
Определяем предельное напряжение в соединении «дульце -
- гильза»:
GH =	= 59 МПа.
fF\
Находим силу инерции:
Л=И0 1-^^^ = 776н (РИ<РП).
у (т} +т2)ц
Определяем предельную скорость:
[Ио] = Рп J - ----- - 6,3 м/с, т.е. И0<[И0] и механизм до-
у	г\
сылания будет работать нормально.
Наиболее предпочтительным является так называемый тра-
пециевидный закон движения с участками разгона и торможе-
ния досылателя (прямоугольный закон с Идос = const практиче-
ски нереализуем). Относительно просто обеспечивается отно-
шение между временами разгона и торможения /р и /т и общим
временем досыпания патрона /д. Схема трапециевидного закона
показана на рис. 6.8 (Ад - ход или перемещение досылателя).
Пример расчёта № 2: при тех же исходных данных, что и в
примере № 1, и при ходе досылателя Хд = 30 мм = 0,03 м опре-
делить параметры трапециевидного закона досылания.
Определяем напряжение в паре «дульце - гильза» (см. при-
мер № 1):
GH = 59 МПа.
158
a = О
Un.lllllllll ат
Рис. 6.8. Трапециевидный закон движения досылателя
Допустимая скорость досылания (см. пример № 1):
[Го] = 6,3 м/с.
Принимаем для дальнейших расчётов У) = 6 м/с.
Определяем время досылания для tp = tT'.
Г0(1-а)’
где а = tp! /д.
При а - 0,5 (треугольный закон досылания; tp -	- 0,5/д):
Гд = 10-1 с; при а = 0,2 : Гд = 6,3-10-3 с; при а = 0,1 : /д - 5,6-10~3 с.
Максимально допустимое ускорение при досылании:
аг
159
Ускорение для трёх вариантов трапециевидного закона до-
сылания:
при а = 0,5 :	= 1,2 • 10J м/с2;
dr taa
при а = 0,2 :	= 4,8 -103 м/с2;
dr
при а = 0,1 :	= 11,9 -103 м/с2,
dr
При всех рассмотренных законах перемещения досылателя по-
лученные ускорения оказываются много ниже максимально допус-
тимого. Это отражает тот факт, что при темпах стрельбы, харак-
терных для стрелкового оружия (п - 600... 1000 выстр./мин), проч-
ностные параметры патрона обеспечивают нормальную работу
досылающих механизмов.
Исходные данные для предварительного выбора параметров
коробчатого магазина представлены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Исходные данные для выбора параметров магазина
Параметр	Корпус	
	пластмассовый	металлический
Удельная масса, 10~J кг/патрон	6,1...8,1	4,7...21,6
Удельная масса к массе патрона (среднее значение)	0,56	0,70
Доверительный интервал (а = 0,1)	0,45...0,68	0,56...0,84
Относительная масса подавателя (масса подавателя к массе патрона) (среднее значение)	0,61 (4 < 1,68 (/„>	; 35 мм) : 56 мм)
Доверительный интервал (а = 0,1)	0,46...0,75 (/„ < 35 мм) 1,27...2,1 (4 >56 мм)	
160
6.3.	Проектирование механизмов воспламенения
В индивидуальном и групповом стрелковом оружии вос-
пламенение порохового заряда осуществляется с помощью
ударного капсюля-воспламенителя (КВ). Электрические сред-
ства воспламенения используются крайне редко и в основном
на специальных видах стрелкового оружия - авиационных,
танковых или бронетранспортерных пулеметах, т. е. там, где
есть источники электрической энергии. Использование элек-
трического КВ в ручном оружии известно в некоторых опыт-
ных образцах индивидуального оружия (австрийская винтовка
VEC91 под 5,7-мм безгильзовый патрон) или в бесствольном
оружии самообороны (отечественные образцы «Оса» и
«Стражник»). Поэтому объектами рассмотрения будут меха-
низмы ударного воспламенения - ударные механизмы (УМ).
Функция УМ заключается в передаче необходимой для
надежного срабатывания КВ кинетической энергии. Реализа-
ция целевой функции предполагает в структуре УМ наличие
следующих элементов:
-	элемент, осуществляющий деформацию (разбитие) кап-
сюля - это боек, который конструктивно может быть выполнен
как элемент ударника;
-	источник энергии - это, как правило, боевая пружина;
-	передающее звено.
Морфологическая матрица в соответствии с указанными
функциональными элементами, содержащая морфологическое
множество из 24 вариантов принципиальных схем УМ, пред-
ставлена в табл. 6.2.
, Представление о практическом использовании и качествен-
ной оценке некоторых наиболее распространенных принципи-
альных схем УМ дает табл. 6.3.
В основу классификации УМ закладываются, как правило,
конструктивные признаки, в частности, расположение энерго-
несущих деталей (пружин). Подобная классификация пред-
ставлена на рис. 6.9.
161
Таблица 6.2
Морфологическая матрица принципиальных схем УМ
Конструктивный признак	Варианты исполнения (В], В2, В3)			
Характер движения передающего звена (В,)	Поступатель- ное (в})	Качание (в2)	Плоско- параллель- ное (В'^)	-
Тип боевой пружины (В2)	Цилиндри- ческая сжа- тия (В2 )	Кручения (в2)	Изгиб (пластин- чатая) (В 2)	Цилиндри- ческая рас- тяжения (В2)
Характер соединения исполнительного зве- на с передающим (В3)	Постоянная связь (В3)	Отсутствие постоянной связи (В3)	-	-
Таблица 6.3
Анализ вариантов схем УМ
Вариант	Пример использования	Оценка варианта
(В,2) + (Bj) + (Bj)	Большинство УМ автоматического оружия (АК, СВД)	Простота конструкции, высокая надежность
(В2) + (ВЬ + (В2)	УМ пистолетов- пулеметов МР5, ПП-91 (Кедр)	По сравнению с предыдущим вариантом необходима направ- ляющая для боевой пружины
(в> (в‘) + (В2)	УМ пистолета- пулемета Mini-Uzi	-
(В’) + (В^) + (В^)	УМ пистолетов- пулеметов ППШ-41, ППС-43, Uzi	Наиболее простой вариант; необ- ходимо принимать меры против выстрела при падении на затылок приклада
(в2)+(в‘)+(в;)	УМ револьвера Нагана	Ограниченная сфера применения (револьверы, автоматическое оружие, использующее энергию врезания пули в нарезы)
162
Рис. 6.9. Классификация УМ
Ударниковые механизмы характеризуются непосредствен-
ной передачей энергии от пружины к ударнику с бойком. Они
применяются там, где недостаточно места для размещения кур-
кового УМ [32]. Такие УМ имеют относительно неширокое
распространение по сравнению с курковыми. Энергетически
они менее выгодны, так как при равных приведенных массах
обладают меньшей энергией, но при этом они более просты по
устройству и более технологичны. Характерный признак удар-
никовых УМ - все детали размещаются в затворе или на за-
творной раме и сопровождают их при откате и накате. Принци-
пиальная схема механизма ударникового типа, работающего от
боевой пружины, показана на рис. 6.10. Взведение ударника
осуществляется затвором при откате. Ударник остается в
крайнем заднем положении при накате затвора. Ударниковые
механизмы часто используются в пистолетах Рота - Штейера
обр. 1907 г., Маузера обр. 1910 г., Борхарда - Люгера обр. 1908 г.
и др., реже на пулеметах Бреда обр. 1930 г., Максима.
163
Рис. 6.10. Принципиальная схема УМ ударникового типа:
а - затвор в переднем положении, ударник не взведен; б - затвор в
крайнем заднем положении; в - затвор в переднем положении, удар-
ник взведен; / - затвор; 2 - ударник с направляющим стержнем;
3 - боевая пружина; 4 - шептало
Курковые УМ характеризуются передачей энергии к удар-
нику (бойку) через промежуточное звено, называемое курком.
Курок и боевая пружина размещаются вне затвора и не участ-
вуют в откате-накате подвижных частей. Курковые УМ слож-
нее ударниковых по устройству и менее технологичны. Они
могут быть выполнены с вращательным или поступательным
движением курка (рис. 6.11). И те и другие могут быть сконст-
руированы с принудительным или инерционным развитием
КВ. Курковые механизмы с инерционным разбитием КВ ха-
рактеризуются тем, что после удара курком ударник с бойком
перемещаются по инерции (рис. 6.12). В механизмах с прину-
дительным разбитием КВ перемещение ударника осуществля-
164
ется под действием курка. Первые УМ энергетически менее
эффективны, менее надежны и требуют более чувствительных
капсюлей, но проще по устройству. В частности, они не требу-
ют механизма «отбой курка». Принудительное разбитие капсюля
более надежно, но требует применения устройства «отбой курка»
с постановкой на дополнительный предохранительный взвод [32].
Рис. 6.11. Принципиальная схема УМ куркового типа с вращающимся
курком:
а - с принудительным разбитием капсюля, размер b > а; б - с инерционным
. разбитием капсюля, размер b < а\ S- максимальный ход бойка
Рис. 6.12. Схема УМ с поступательно движущимся курком и принуди-
тельным разбитием КВ
165
В целом, курковые УМ с принудительным разбитием Kg
распространены более широко, в том числе в ПП.
Ударные механизмы, работающие от возвратной пружины
обладают высоким энергетическим запасом. Их особенностыо
является срабатывание при приходе подвижных частей (затво
ра) в крайнее переднее положение. Использование таких yjvj
возможно в системах с задним шепталом и, как правило, только
при автоматическом режиме стрельбы. Для одиночного огня их
использование нецелесообразно, так как при ударе затвора в
переднем положении ухудшается наводка оружия. Расположе-
ние бойка на энергонесущей детали снижает безопасность сис-
темы, возможен выстрел при неполном вхождении патрона в
патронник, что имело место, например, в немецком МР-38/40
Чаще всего такие УМ используются именно в системах с инер-
ционным запиранием, в том числе в ПП. Отечественные ПГ1
времен Второй мировой войны ППД-40 и ППШ-41 имели
именно такие УМ, как и упомянутый немецкий МР-38/40.
Принципиальная схема УМ, работающего от возвратной пру-
жины, показана на рис. 6.13.
Рис. 6.13. Ударный механизм ППШ-41, работающий от возвратной
пружины затвора:
/ - ствол; 2 - затвор; 3 - ударник, жёстко скреплённый с затвором; 4 - воз-
вратная пружина; 5 - направляющий стержень; 6 - пластинчатая пружина
выбрасывателя; 7 - выбрасыватель
166
Конструкция УМ должна обеспечить реализацию следую-
щих функциональных требований:
•	обеспечение стабильного и безотказного срабатывания
КВ;
•	исключение прорыва пороховых газов к зеркалу затвора и
в механизм автоматики;
*	минимальные затраты энергии на взведение УМ и мини-
мальное влияние последнего на перемещения ведущего звена;
•	безопасность;
1 • минимальное время срабатывания УМ.
Стабильное и безопасное срабатывание КВ обеспечивается
оптимальными энергетическими параметрами боевой пружины
и инерционными характеристиками передающего звена, а так-
же формой и размерами бойка. Энергетические параметры бое-
вой пружины рассчитываются исходя из энергии срабатывания
(воспламенения) капсюля. Критериями при расчетах являются:
энергия, обеспечивающая 100 % воспламенения КВ:
энергия, обеспечивающая 100% отказов в воспламенении
КВ:
ЕН = 5НГ,/3,
где £(+) и £(_)- постоянные коэффициенты для данного типа КВ;
.V - скорость бойка при взаимодействии с КВ, м/с.
Энергетические параметры капсюлей представлены в табл. 6.4.
Целью расчета УМ любого типа является определение его
энергетического запаса п - Е$/Е(+), где Е§ - расчетное значение
кинетической энергии бойка, зависящей от параметров пружи-
ны, его массы и некоторых других факторов. Способ определе-
ния Eq зависит от схемы УМ.
167
Таблица 6.4
Энергетические параметры капсюлей
Тип капсюля	£(+), Дж	£(-), Дж	Б,.)	
5,45-мм МПЦ	0,275	0,059	0,326	0,054 ’
5,45-мм 7Н6	0,589	0,196	0,763	0,211^
7,62-мм обр. 1943 г.	0,54	0,245	0,69	0,274
5,6x39 мм	0,54	0,245	0,69	0,274~2
7.62x51 мм	0,54	0,245	0,69	0,274
9-мм 57-Н-181 с	0,275	0,059	0,326	0,540
7,62-мм винтовочно- пулеметный	1,053	0,301	1,46	0,337
9x53 мм	1,053	0,301	1,46	0,337~~
Капсюль «Жевело» к патронам 12; 16; 20 клб	0,783	0,096	1,025	0,082
Капсюль ЦБ к патронам 12; 16; 20 клб	0,301	—	0,337	-
5,6-мм КВ со стальной гильзой	0,361	0,09	0,416	0,082
5,6-мм КВ целевой	0,332	-	0,261	-
5,6-мм КВ «Экстра»	0,242	-	0,337	-
5,6-мм КВ «Олимп», «Темп»	0,242	0,12	0,26	0,115
.22 LR Тепех	0,181	0,06	0,186	0,051
.22 LR. R50	0,181	0,09	0,186	0,082
.22 LR Lapua	0,181	0,09	0,186	0,082
Для курковых механизмов кинетическая энергия ударника
или курка в момент удара по бойку определяется зависимо-
стью:
EKV = Др-^Ч
'у р
где А - работа боевой пружины, приведенная к курку или
ударнику;
р - коэффициент, учитывающий потери на внутреннее и
внешнее трение при деформации пружины (согласно
РТМ ВЗ-71-88 р = 1,2... 1,4 при сжатии пружины и
р = 0,7,. .0,8 при ее растяжении);
168
Ao - работа пружины отбоя курка.
Практически во всех случаях при работе УМ пружина раз-
жимается; при расчетах следует брать р = 0,8 .
В расчетах берется минимальное значение работы боевой
пружины, т. е. А = Лтш. Для вращающихся курков:
М. + Л/, 
А —	*т1л	тт
^пнп ~~	2	т >
где М\, Мг, Ф - чертежные данные для пружин кручения.
Для поступательно движущихся ударников и курков:
Р + Р
л	I min 2 mm л
Anin “	2	4
где Рь Рг, % — чертежные параметры для пружин растяжения-
сжатия.
Скорость курка (ударника) в момент удара по бойку:
или
где 1К - момент инерции вращающегося курка;
тк>у - масса курка или ударника.
Время перемещения курка или ударника до момента удара
по бойку:
ГС	-м,
г = —— -arccos—
У СрР	М2
или
169
t m*,y
t v = J—- • arccos —,
k" V CxP 2
где сф, C\ - жесткость боевых пружин;
с = —=------L, Н- м/рад;
Ф mm
Р-Р
су	Н/м.
4in
Переход от кинетической энергии курка или ударника к ки-
нетической энергии бойка осуществляется в зависимости от
конструктивных особенной УМ. При этом следует учитывать
потери кинетической энергии при ударе в соответствии с ко-
эффициентом восстановления скорости. Возможны три вариан-
та конструктивного исполнения УМ.
Вариант L Боек жестко соединен с ударником или курком.
Очевидно:
Еа ~ ЕК у.
Вариант 2. Боек не соединен с курком или ударником, яв-
ляясь отдельной деталью УМ. При этом ударник или курок не
принимают непосредственного участия в разбитии капсюля
(инерционный накол КВ). В этом случае
ЕА = ЕК'Л1 + ьу
или
Еа = £k(1 + Z>)2
w6/?2
170
где »?б - масса бойка;
тк,у - масса энергонесущей детали (курка или ударника);
/к - момент инерции вращающегося курка относительно оси
его вращения;
b - коэффициент восстановления скорости при ударе (РТМ
ВЗ-1206-79 рекомендует b = 0,4).
Вариант 3. Боек не соединен с ударником или курком, но
последние принимают непосредственное участие в разбитии
капсюля (принудительное разбитие капсюля):
'Ик.у
или
Еще одним важным вопросом проектирования является ис-
ключение возможности срабатывания КВ при случайных паде-
ниях (и других возможных инерционных нагрузках) оружия.
Если детали ударника и курка надежно удерживаются в исход-
ном положении на шептале, то накол КВ может произойти
только вследствие инерционного перемещения бойка. Макси-
мальная энергия бойка при этом:
е =
•^6 шах 2	’
а скорость при падениях оружия
И; =^н\1 + Ь),
где Н— высота падения;
171
b - коэффициент восстановления при падениях на бетон-
ную поверхность (согласно РТМ ВЗ-1206-79 b = 0,2, если
отсутствуют данные испытаний).
Значения Н при испытаниях различных образцов ору>кИя
приведены в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Значения высоты падения при испытаниях оружия
на безопасность обращения
Тип оружия	Образец	
Спортивное и охотничье	Спортивные пистолеты и револьверы	0,5 ± 0,0£
	Охотничьи ружья и карабины	1,5 ±0,01
Боевое стрелковое	Пистолеты-пулеметы, винтовки и автоматы	1,5 _
	Пистолеты	1,0
В заключение следует отметить, что причиной прорыва по-
роховых газов в механизм автоматики является в основном
выштамповка капсюля в отверстия под боек. Для исключения
этого явления ограничивают:
•	наибольший диаметр бойка;
•	отход бойка за зеркало затвора.
Максимально допустимый диаметр бойка определится из
условия прочности капсюля.
Ограничение отхода бойка впервые было использовано в
автомате АК-74, когда столкнулись с аномальным повышением
давления в канале ствола вследствие капиллярного эффекта.
Снижение потерь кинетической энергии ведущего звена при
взаимодействии с УМ может быть реализовано путем умень-
шения продолжительности контакта ведущего звена с курком.
Уменьшение продолжительности контакта достигают за
счет создания понижений на контактирующей (взводящей) по-
верхности, как это сделано, например, на затворной раме вин-
товки СВД «отключением» курка от ведущего звена.
172
Для «отключения» (создания гарантированного зазора меж-
ду курком и ведущим звеном после взведения) могут использо-
ваться:
-	дополнительный боевой взвод, на который становится ку-
рок по инерции. Пример реализации - УСМ автомата АК-74;
-	изменение направления момента силы боевой пружины.
Пример реализации - УСМ ПП «Кедр».
Пример расчета. Рассчитать минимальную энергию и энер-
чгетический запас УМ ПП «Бизон-2» (конструкция ударно-спус-
кового механизма аналогична автомату АК-74) при следую-
щих исходных данных: = 0,0039 кг; тк = 0,0410 кг; /к =
= 0,147-10”4 кг-м2; h = 22,1-10~3 м;М\ = (461,0...588,6)-10“3 Н м;
М2 (735,7. ..971,2)-10'3 Н- м; = 140°; ф2 = 216°.
Отбой курка отсутствует, принудительное разбитие капсю-
ля.
По вышеприведенным зависимостям:
А = Щтт + Ф; -91 = 0 795 д
тш _	2	57д	«
Ек = Mmin = 0,8-0,795 = 0,673 Дж;
Еъ = Ек------ = 0,565 Дж;

2Е
----= 5,75 м/с.
I
т6 + —у
6 kJ
По данным табл. 6.4 для патрона 57-Н-181С (9x18 ПМ) на-
ходим: £(+) = 0,275 Дж; 5(+) = 0,326.
Энергетический запас УМ:
и = ^=0Д65
Ем 0,275
173
6.4.	Проектирование механизма извлечения
и отражения гильзы
Указанный механизм включает в себя два устройства: вы-
брасыватель и отражатель. Выбрасыватель извлекает гильзу ц3
патронника и участвует в процессе удаления стреляной гильзы.
Отражатель удаляет гильзу с линии досылания с последующим
выбрасыванием её из оружия.
Конструкция выбрасывателя в значительной степени опре-
деляется конструкцией и принципом действия механизма пода-
чи патрона в патронник. Различают:
- выбрасыватели, перемещающиеся вместе с затвором в те-
чение всего цикла автоматики;
-выбрасыватели, перемещающиеся независимо от затвора
после его отпирания.
Выбрасыватели первого типа могут быть жёсткими и пру-
жинными. Жёсткие используются при непрямой подаче, пру-
жинные - при любой подаче и конструктивно могут быть вра-
щательного и поступательного движения.
Отражатели должны обеспечивать достаточную скорость
движения гильзы при отражении с целью надёжного её удале-
ния за пределы оружия, а также придания определённого ха-
рактера траектории движения отражённых гильз. По характеру
воздействия на гильзу различают отражатели, действующие на
дно гильзы или на её боковую поверхность. По энергии, ис-
пользуемой для отражения, можно отметить жёсткие отражате-
ли, использующие энергию основного звена автоматики (за-
твора), и пружинные отражатели, обеспечивающие безударное
отражение гильзы. Классификация выбрасывателей и отража-
телей представлена на рис. 6.14.
Пружинные отражатели, размещённые на затворе (автома-
тическая винтовка М16А2), требуют дополнительной энергии
при запирании и, кроме того, при интенсивной стрельбе за счёт
нагрева возможна осадка пружины.
174
Рис. 6.14. Классификация выбрасывателей и отражателей стреляных
гильз
Требования, предъявляемые к механизмам извлечения и от-
ражения гильз:
1.	Обеспечение прочности и живучести деталей, работаю-
щих в условиях больших и нестабильных нагрузок. Особенно
это касается выбрасывателя - детали, небольшой по размерам
(должна в большинстве случаев размещаться на затворе), но
испытывающей значительные нагрузки.
2.	Безопасность работы механизмов, что достигается:
а)	надежным захватом и фиксацией гильзы зацепом выбра-
сывателя;
б)	величиной допустимого усилия экстракции (ускорением
гильзы при экстракции);
в)	надёжным отражением и удалением гильзы.
Основные виды возможных отказов при экстракции и уда-
лении стреляных гильз следующие:
•	тугая экстракция, под которой подразумевается срез
фланца гильзы по периметру зуба выбрасывателя, либо полом-
ка самого выбрасывателя. В обоих случаях гильза остаётся в
патроннике;
175
•	потеря гильзы, когда она извлекается из патронника, но до
отражателя не доходит («теряется» по пути к отражателю);
•	прихват гильзы, когда гильза после взаимодействия с от-
ражателем по тем или иным причинам остаётся в ствольной
коробке.
Причиной тугой экстракции может быть высокое давление в
момент извлечения гильзы - так называемое раннее отпирание.
Кроме того, отрицательную роль может сыграть недостаточная
жёсткость узла запирания и патронника. При этом следует учи-
тывать возможность интенсивного нагрева элементов узла за-
пирания и патронника при стрельбе очередями. Жёсткость па-
тронника определяется отношением: a2i=R2/R} (рис. 6.15).
Увеличить жёсткость патронника:
К = 3 Е av -1
п 2^2a22.+l
можно путём увеличения радиуса R2 или с помощью напрес-
совки на казённую часть ствола втулки. Напряжения между
внешней поверхностью патронника и втулкой повысят жёст-
кость патронника без существенного увеличения массы ствола.
Рис. 6.15. Размеры гильзы и патронника
Причинами потери гильзы могут быть:
1.	Инерционное расцепление выбрасывателя с гильзой в
системах запирания с поворотом затвора.
176
2.	Отсутствие самозатягивания выбрасывателя в момент из-
влечения гильзы.
3.	Недостаточное усилие пружины выбрасывателя. При
этом следует напомнить о возможности снижения данного уси-
лия при интенсивном нагреве. При работе выбрасывателя
должно выполняться условие (рис. 6.16):
/йвСОзПДх < nBh,
где тА - масса выбрасывателя;
(в3 - угловая скорость затвора при отпирании;
г\	- расстояние от оси гильзы до центра масс выбрасывателя;
Пе - сила пружины выбрасывателя.
Рис. 6.16. Работа выбрасывателя при повороте затвора:
/ - гильза; 2 - выбрасыватель; 3 - затвор
’Сила инерции Fn=mvafy\ в данном случае выступает как
центробежная сила. Её момент относительно точки приложе-
ния 77в должен быть меньше силы пружины относительно оси
вращения выбрасывателя.
В целом можно констатировать, что проектирование выбра-
сывателей в основном находится в сфере технического, а не
аналитического проектирования. Другими словами - в сфере
конструкторской проработки с последующей эксперименталь-
ной проверкой работоспособности и надежности выбрасывате-
177
ля. Среди варьируемых параметров можно отметить тъ, Дх й
77в, но при увеличении ПЕ возрастают потери энергии на запи-
рание.
Причинами прихвата гильзы при удалении могут быть
слишком малый размер экстракционного окна или смещение
точек приложения сил отражателя и выбрасывателя относи-
тельно оси гильзы. Они должны располагаться на прямой, про-
ходящей через центр гильзы. Важна также ширина выбрасыва-
теля, обеспечивающая свободный поворот гильзы (рис. 6.17).
Для автоматических винтовок и автоматов ширина выбрасыва-
теля h = (50...60) %Dr, где Dr - диаметр дна гильзы. Для пис-
толетов и ПП h = (25...50) %Dr. Закрылки магазина должны
находиться за зоной удаления гильзы.
Рис. 6.17. Расположение выбрасывателя 1 и отражателя 2 гильзы
Наиболее распространены подпружиненные выбрасывате-
ли, расположенные на затворе, и жёсткие отражатели на
ствольной коробке.
6.5.	Проектирование спусковых механизмов
Назначение спускового механизма (СМ) - управление рабо-
той УМ. Управление работой УМ включает:
- начало стрельбы (открытие огня);
178
-режим стрельбы (огонь одиночными выстрелами, непре-
рывная стрельба или стрельба очередями фиксированной дли-
ны);
- прекращение стрельбы.
При этом СМ должны обеспечивать безотказную и надёж-
ную работу УМ. Спусковые механизмы функционально и ки-
нематически связаны с УМ. Поэтому во многих случаях, осо-
бенно на системах индивидуального и группового стрелкового
оружия, оба этих механизма объединяются в один узел - удар-
но-спусковой механизм (УСМ).
Классифицировать СМ можно по различным классифика-
ционным признакам. Основной следует считать классифика-
цию по заданным видам огня, представленную на рис. 6.18.
Рис. 6.18. Классификация СМ по режимам стрельбы
Дальнейшая классификация может быть основана на конст-
руктивных признаках СМ, расположении основных деталей
СМ с переводчиком режима огня или основных деталей между
собой. К основным функциональным элементам (основным де-
талям) относятся:
•	шептало - элемент, обеспечивающий удержание пере-
дающего звена (курка или ударника) во взведённом состоянии;
•	спусковой крючок - элемент, передающий управляющее
воздействие стрелка на шептало;
179
•	кинематическая цепь, связывающая спусковой крючок и
шептало.
Наиболее простыми по конструкции являются СМ, обеспе-
чивающие только автоматический огонь. Очень часто такие
СМ включают в себя два основных элемента - шептало и спус-
ковой крючок, а в некоторых случаях шептало выполнено не-
посредственно на спусковом крючке. Такие механизмы исполь-
зуются на отечественных пулемётах ДП и СГ, пистолете-
пулемёте ПП-90, на бельгийском пулемёте MAG фирмы FN и
др. Наиболее сложны по устройству СМ, обеспечивающие раз-
личные режимы огня - одиночный, непрерывный и огонь оче-
редью фиксированной длины (чаще всего короткой очередью
по три выстрела). Спусковой механизм, с одной стороны, -
элемент механизма перезаряжения, а с другой - элемент, свя-
зывающий оружие со стрелком, т. е. элемент системы «стре-
лок-оружие». В соответствии с этим формируется комплекс
требований к СМ, который должен включать:
-	требования по безотказности, надёжности и долговечности;
-	требования по безопасности обращения;
-	эргономические требования.
Для реализации первых двух требований необходимо обес-
печить надёжное удержание передающего звена во взведённом
состоянии, для чего шептало должно обладать достаточной
прочностью. Кроме того, необходимо исключить любую воз-
можность самопроизвольного срабатывания УМ вследствие
срыва передающего звена с шептала. Фактором, обеспечиваю-
щим безопасность СМ, является ликвидация возможности сра-
батывания УМ при неполностью запертом канале ствола, при
недоходе подвижных частей до крайнего переднего положения.
Эргономические требования, кроме удобства обращения, сво-
дятся к требованиям по усилию на спусковом крючке. Для бое-
вого оружия эти требования изложены в «Руководстве по эрго-
номическому обеспечению разработки боевой техники Сухо-
путных войск» - РЭО-СВ-80. Согласно этому документу уси-
180
лие спуска для оружия, стрельба из которого ведётся с упором
в плечо, должно составлять (20 ± 5) Н. Для оружия, предназна-
ченного для стрельбы с руки, - (25...35) Н. При меньших уси-
лиях возможны срывы курка или ударника в условиях реальной
эксплуатации. Указанный документ определяет и некоторые
другие силовые параметры: постановка на боевой взвод < 160 Н,
переключение предохранителя < 65 Н, самовзвод (для пистоле-
тов) 47...73 Н.
Приведем расчёт усилия на спусковом крючке, обеспечи-
вающим спуск ударника, курка или спуск подвижных частей
автоматики (в системах с задним шепталом) с шептала. В са-
мом общем случае усилие на спусковом крючке определяется
по формуле:
где Гш - усилие на шептале;
v - передаточное число СМ (от точки приложения силы Кш
до точки приложения силы на спусковом крючке Fc);
т| - кпд СМ.
Однако на практике для определения усилия спуска исполь-
зуются обыкновенные уравнения статики при условии равнове-
сия отдельных звеньев механизма. Расчёт таким образом сво-
дится к следующим операциям:
-	формирование расчётной схемы, т. е. чертежа СМ в со-
стоянии перед выстрелом (во взведённом состоянии УМ) с ука-
занием необходимых геометрических размеров и точек прило-
жения действующих сил, включая реакции связей между
звеньями и соответствующие им силы трения;
-	составление системы уравнений равновесия звеньев;
-	преобразование системы уравнений с целью выражения
силы Fc через известные значения сил и геометрические пара-
метры.
В качестве примера можно рассмотреть СМ ПП «Бизон» в
режиме автоматической стрельбы. Размеры, действующие силы
181
и моменты показаны на рис. 6.19. Уравнение равновесия для
спускового крючка:
Fza - N(bcosa - Ssino.) - y?/(8cosa - Z>sina) = 0,
или
Fca - N[(b +/8) cosa - (8 +fb) since] - 0,
rjig f - коэффициент трения;
_	,r(b+ /8) -cos a -(8 + /Z>)-sina
Fc = N ----J—+------------L_1-------.	(6.7)
a
Рис. 6.19. Расчётная схема CM:
7 - спусковой крючок с шепталом; 2 - курок
Силу реакции W можно найти из уравнения равновесия курка:
Мпр - Mcosa + rsina) - /2V(csina - ecosa) = 0.
Зная значение У и подставляя его в формулу (6.7), после
преобразований получаем:
182
Mnp b + f Ъ + (6 + f 6)tga
~	r r r '	(6-8)
a c-je + (e + f <?)tga
Подставляя в выражение (6.8) следующие исходные дан-
ные: Mip = PnpJ; Pnp = 78,7 Н; d = 0,011 м; /= 0,2; 5 - 0,01 м; b =
= 0,004 м; a - 15° (tga = 0,268); а = 0,018 м; с = 0,034 м;
е = 0,003 м, получаем значение усилия на спусковом крючке: Fc
= 12 Н.
При работе СМ необходимо также определить время подня-
тия шептала на величину полного выхода. Это время долж-
но быть меньше времени движения основного звена за шептало
в крайнее заднее положение и обратно к шепталу. Особенно
это важно для систем с задним шепталом. Указанное время пе-
ремещения основного звена определяется из анализа движения
автоматики. Время поднятия шептала определяется через вели-
чину полного перемещения шептала и его среднюю скорость,
т. с.: tm = ЖР, где Иср = | Итах.
Максимальная скорость Ктах определяется из условия ра-
венства кинетической энергии работе силы пружины шептала
на перемещении ДУ:
W? 1/	1
=1(Р1+Р2)дур,
где т - масса шептала;
Р\ - сила, соответствующая расжатой пружине шептала;
Р2 - сила сжатой пружины (перед началом подъёма);
р = 0,7.. .0,8 - коэффициент потерь на деформацию пружи-
ны шептала при её растяжении.
После преобразований получим выражение для времени
поднятия шептала на величину полного хода:
I 4тДУ
= ^(Р,+Р2)'
Примеры СМ некоторых ПП представлены на рис. 6.20 -
6.23.
183
6
Рис. 6.20. Положение частей УСМ:
а - перед выстрелом; б - после выстрела при переводчике, установленном
на одиночный огонь; 1 - спусковой крючок; 2 - сектор переводчика; 3 -
замедлитель курка; 4 - курок; 5 - шептало автоспуска; 6 - затворная рама
Важным вопросом при проектировании СМ (и УСМ в це-
лом) является вопрос об обеспечении режима стрельбы оди-
ночными выстрелами. Поскольку основным видом огня ПП яв-
ляется огонь очередями - короткими или непрерывной очере-
дью, задача конструктора заключается в проектировании двух-
режимяого СМ.
184
Для обеспечения стрельбы одиночными выстрелами необ-
ходимо после каждого выстрела фиксировать на шептале курок
(или ударник). В общем фиксация может осуществляться двумя
способами. Первый способ - за счет дополнительного шептала.
В этом случае СМ будет включать в себя одиночное шептало и
автошептало. Второй способ - за счет разрыва кинематической
связи между спусковым крючком и шепталом.
Наиболее наглядным примером реализации первого спо-
соба является УСМ пистолета-пулемёта «Бизон-2», факти-
чески являющийся аналогом СМ автоматов М. Т. Калашникова
(см. рис. 6.20). Одиночное шептало при полностью выжатом
спусковом крючке входит в зацепление с боевым взводом кур-
ка при откате ведущего звена. При отпускании спускового
крючка, когда одиночное шептало освобождает курок, авто-
шептало его перехватывает.
Второй способ обеспечения одиночного огня может быть
реализован несколькими конструктивными схемами. На рис.
6.21 показан СМ Шпагина (ППШ-41).
Положение для одиночного огня - переводчик оттянут на-
зад. При нажатии на спусковой крючок его гнеток утапливает
вниз спусковой рычаг. Затвор, двигаясь вперёд, нажимает на
передний конец разобщителя, а его головка утапливает гнеток
спускового крючка внутрь. При этом спусковой рычаг освобо-
ждается от воздействия спускового крючка и поднимается
вверх, удерживая затвор перед каждым выстрелом. Для произ-
водства следующего выстрела требуется отпустить спусковой
крючок.
Положение для непрерывного огня - переводчик в перед-
нем положении и разобщитель удалён от гнетка спускового
крючка. Последний, при движении под действием затвора, не
воздействует на гнеток и спусковой рычаг остаётся утоплен-
ным вниз до прекращения очереди.
В ПП «Кедр» реализована схема с принудительным разры-
вом кинематической связи за счет воздействия ведущего звена
автоматики на одно из звеньев кинематической цепи, связы-
вающей спусковой крючок с шепталом. Схема УСМ 9-мм ПП
«Кедр» показана на рис. 6.22.
185
б
Рис. 6.21. Спусковой механизм ППШ-41:
а - положение для одиночного огня; б - положение для непрерывного огня;
1 - спусковой рычаг с пружиной; 2 - разобщитель; 3 - гнеток спускового
крючка с пружиной и штифтом; 4 - спусковой крючок с пружиной; 5 - пе-
реводчик; 6 - основание
Механизм позволяет вести одиночный и автоматический
огонь.
Ударно-спусковой механизм построен по схеме с перехва-
том курка при одиночном огне. Особенностью механизма явля-
ется отсутствие второго перехваточного шептала, как, напри-
мер, в АКМ. Зависание курка на «взводе» до отпускания спус-
кового крючка осуществляется за счет перевода курка с рыча-
гом за положение мертвой точки.
186
5
6
a
б
187
Рис 6.22. Ударно-спусковой механизм 9-мм ПП «Кедр»:
а - положение при постановке переводчика на автоматическую стрельбу;
б - положение перед выстрелом при автоматической стрельбе; в - положе-
ние при постановке переводчика на одиночную стрельбу; г - при постанов-
ке на «предохранитель»; А - поверхность; 1 - шток боевой пружины; 2 -
боевая пружина; 3 - курок; 4 - разобщитель; 5 - затвор; б - автоспуск; 7 -
предохранитель взвода затвора; 8 - переводчик огня; 9 - спусковой крючок;
10 - рычаг; 11 - ось автоспуска; 12 - выступ разобщителя; 13 - боевой взвод
курка; 14 - шептало; 75 - подвижная ось курка; 16 - подвижная ось авто-
спуска; 7 7 - подвижная ось разобщителя
188
При постановке на автоматический огонь (см. рис. 6.22, а)
переводчик огня 8 поднимает рычаг 10, Ось автоспуска 11 за-
креплена на рычаге переводчика. Поэтому автоспуск поднима-
ется вместе с рычагом 10 и вводится в работу. При откате за-
твора 5 курок 3 поворачивается, вводится боевой пружиной 2
со штоком 1 за мертвую точку и остается в этом положении до
тех пор, пока затвор не придет в крайнее переднее положение.
В этом положении (см. рис. 6.22, б) затвор поворачивает авто-
спуск 6, который, воздействуя на ось 11, выводит курок из по-
ложения мертвой точки. После этого курок под действием бое-
вой пружины наносит удар по капсюлю. Разобщитель 4 при
этом отбит затвором в заднее положение и в работе не участву-
ет. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет отпущен
хвост спускового крючка 9.
При постановке переводчика огня 8 в положение одиночной
стрельбы (см. рис. 6.22, в) рычаг 10 опускается и выводит авто-
спуск 6 из работы. В этом положении затвор самостоятельно не
может осуществить спуск курка. После отката затвора курок со
штоком 1 вводится боевой пружиной 2 за мертвую точку и ос-
таются в этом положении. Отсекается один выстрел. При от-
пускании спускового крючка 9 он под действием своей пружи-
ны (не показана на рисунке) поворачивается против часовой
стрелки на неподвижные оси 11 и помещает шептало 14 перед
боевым взводом курка 13. Далее подвижная ось разобщителя
17 автоспуска опускается. Автоспуск взаимодействует с дном
ствольной коробки и поворачивается. При этом выступ раз-
общителя 12 воздействует на подвижную ось курка 75 и выво-
дит его со штоком за мертвую точку. Курок начинает вращать-
ся в направлении затвора и садится боевым взводом 13 на шеп-
тало 14. Механизм готов к следующему одиночному выстрелу.
При постановке в положение на «предохранитель» (см.
рис. 6.22, ?) переводчик поднимает предохранитель взвода, вво-
дя его в зацепление с затвором. Одновременно переводчик
поверхностью А стопорит спусковой крючок от поворота. В
этом положении невозможно зарядить оружие или нажать на
спусковой крючок.
189
Спусковой механизм израильского 9-мм ПП Uzi представ-
лен на рис. 6.23.
Рис. 6.23. Спусковой механизм 9-мм ПП Uzi:
а - положение при автоматической стрельбе; б - при одиночной стрельбе;
в - при постановке на «предохранитель»; А - рабочая поверхность защелки;
7 - пружина шептала; 2 - шептало; 3 - затвор; 4 - переводчик-предохрани-
тель; 5 - защелка; 6 - спусковой крючок; 7 - пружина спускового крючка;
8 - неподвижные оси; 9 - подвижная ось защелки; 10 - выступ защелки
190
Спусковой механизм обеспечивает ведение одиночного и
автоматического огня. Для освобождения шептала при одиноч-
ном огне используется способ разрыва механической цепи при
довороте спускового крючка после выстрела. Такой способ ис-
пользовался ранее в винтовке Браунинга обр. 1917 г. и в авто-
мате Судаева обр. 1944 г.
При постановке переводчика на автоматический огонь (см.
рис. 6.23, а) переводчик-предохранитель 4 перемещается дале-
ко вперед и в работе не участвует. При нажатии на спусковой
крючок 6 он через подвижную ось защелки 9 опускает защелку
5 вниз, которая воздействует своей рабочей поверхностью А на
выступ шептала 2 и опускает его вниз. Затвор 3 срывается с
боевого взвода. Производится выстрел. Последующие выстре-
лы происходят до тех пор, пока нажат спусковой крючок.
При постанове переводчика-предохранителя 4 в положение
одиночного огня он подводится под защелку 5. При нажатии на
спусковой крючок 6 шептало 2 опускается и затвор 3 срывается
с боевого взвода. Происходит выстрел, при этом палец стре-
ляющего по инерции продолжает поворачивать спусковой
крючок 6, который, поворачиваясь, осаживает защелку 5 и вво-
дит ее в соприкосновение с переводчиком-предохранителем 4.
Выступ защелки 10 взаимодействует с поверхностью перево-
дчика и поворачивает защелку. Выступ шептала выскальзывает
из-под рабочей поверхности А защелки, шептало поднимается
под действием пружины 1 и останавливает затвор на боевом
взводе. Для производства следующего выстрела необходимо
отпустить спусковой крючок и снова его нажать. При отпуска-
нии спускового крючка пружина 7 воздействует на защелку и
вводит ее в зацепление с шепталом 2. При следующем нажатии
на спусковой крючок шептало снова опускается и освобождает
затвор. Происходит следующий одиночный выстрел.
При постановке переводчика-предохранителя 4 в положе-
ние на «предохранитель» (см. рис. 6.23, в) переводчик переме-
щается еще ближе к спусковому крючку 6 и блокирует его от
возможности поворота. Одновременно выступ тяги предохра-
нителя (на рисунке не показан) перемещается под шептало и
191
блокирует его от возможности поворота. Этим достигается
предохранение от случайного выстрела при инерционном по-
вороте шептала в результате падений и ударов оружия.
В целом можно констатировать большое разнообразие кон-
струкций и компоновочных схем спусковых и У СМ. Это раз-
нообразие характерно для всех классов индивидуального
стрелкового оружия, в том числе для ПП.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пистолет-пулемёт - мощное и эффективное оружие ближ-
него боя. По дальности стрельбы и плотности огня он значи-
тельно превосходит любой армейский пистолет, даже если по-
следний имеет возможность ведения стрельбы очередями, как,
например, отечественный пистолет Стечкина (АПС). Уступая
автоматической винтовке или автомату по эффективной даль-
ности, современный ПП, как правило, более компактен и менее
массивен. Некоторые современные ПП по массе и размерам
приближаются к армейским пистолетам. Существует вполне
разумное мнение о целесообразности замены пистолета лёгким
и компактным ПП. По крайней мере, такой сценарий можно
рассматривать для некоторых категорий военных. Чрезвычайно
перспективно использование ПП в правоохранительных струк-
турах, при охране объектов и отдельных физических лиц и в
некоторых других случаях.
Относительно малая мощность пистолетных патронов, ква-
зицилиндрическая форма их гильзы и малые размеры предо-
пределяют использование в ПП простых по устройству и, сле-
довательно, технологичных и дешёвых схем автоматики с
инерционным запиранием, в основном автоматики со свобод-
ным затвором. Анализ истории рассматриваемого вида оружия
свидетельствует о практически монопольном господстве инер-
193
ционного привода в автоматике ПП. Именно поэтому авторы
сделали основной упор на анализ работы автоматики с инерци-
онным запиранием, тем более что отдельных работ по всесто-
роннему исследованию данного типа автоматического оружия
практически не было. Важнейшим выводом исследований сле-
дует признать вывод о переменности коэффициента фиктивно-
сти массы свободного затвора, что позволяет получать более
достоверные расчётные данные на стадиях аналитического
проектирования оружия. Авторы сознательно несколько сокра-
тили раздел, посвященный проектированию отдельных узлов
механизма перезаряжания, сосредоточив внимание читателя на
особенностях проектных расчётов именно ПП, а не на их кон-
кретном содержании. Методы и подходы к проектированию
исполнительных устройств механизмов перезаряжания во мно-
гом идентичны для различных схем автоматики, будь то газо-
отводные системы или системы с отдачей ствола. Конкретным
методикам оценочных и, в некоторой степени, оптимизацион-
ным расчётам механизмов подачи и досылания, ударным и
спусковым механизмам посвящена достаточно обширная ли-
тература [6, 7, 16, 17, 20, 21, 26, 27, 31], как изданная достаточ-
но давно, так и новейшая. При написании книги авторы широко
использовали опубликованные результаты исследований учё-
ных Ижевского государственного технического университета,
Тульского государственного университета, Московского госу-
дарственного технического университета им. Н. Э. Баумана.
Прелагаемая работа предназначена в первую очередь для
студентов высших учебных заведений, обучающихся по специ-
альности «Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное
оружие». Однако она может быть полезна и оружейникам-
практикам - конструкторам и расчётчикам, создателям новых
образцов оружия с инерционным приводом. Разумеется, в кни-
ге проанализированы не все вопросы проектирования данного
вида оружия, но авторы и не стремились к этому. Целью пред-
194
принятых исследований было дать как можно более глубокий
анализ автоматических систем с инерционным запиранием. Это
позволит улучшить качество проектирования и, тем самым, со-
кратить объём и стоимость экспериментальной отработки и до-
работки проектируемых образцов. Отдельные частные вопросы
могут быть рассмотрены при дальнейших исследованиях. Их
авторы не намерены прекращать.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Алексеев С. А. Определение оптимальной массы свобод-
ного затвора из условия обеспечения поперечной прочности
гильзы // Оборон, техника. - 2003. - № 5. - С. 63 - 66.
2.	Алексеев С. А. Проектирование автоматического оружия
с инерционным запиранием канала ствола: Учеб, пособие.-
Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007.
3.	Алексеев С. А. Формализация процесса проектирования
автоматического оружия // Вести. ИжГТУ. - Ижевск: Изд-во
ИжГТУ, 1994. - Вып. 4. - С. 28-29.
4.	Алексеев С. А. Особенности проектирования автоматики
с полусвободным затвором // Сб. тр. Всерос. науч.-метод. конф.
«Развитие оборонных кафедр в современных условиях». -
Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005. - С. 40 - 48.
5.	Алексеев С. А. Современные отечественные пистолеты-
пулемёты: Учеб, пособие. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2000.
6.	Алфёров В. В. Конструкция и расчёт автоматического
оружия. -М.: Машиностроение, 1977.
7.	Благонравов А. А. Основания проектирования автомати-
ческого оружия. - М.: Оборонгиз, 1940.
8.	Болотин Д. Н. История советского стрелкового оружия и
патронов. - СПб.: Полигон, 1995.
9.	Военный энциклопедический словарь / Пред. гл. ред. ко-
мис. Н. В. Огарков. - М.: Воениздат, 1984.
10.	Ганичев А. Н., Никитин В. А. Современные вопросы
функционирования гильз. - М.: ЦНИИ НТИ, 1976.
11.	ГОСТ 28653-90. Стрелковое оружие. Термины и опре-
деления.
12.	Драгунов М. Е. и др. Справочные материалы по курсу
«Проектирование автоматического оружия». - Ижевск: Изд-во
ИМИ, 1991.
13.	Жук А. Б. Винтовки и автоматы. - М.: Воениздат, 1983.
14.	Ильюшин А. А., Охибалов П. М. Упругопластические
деформации полых цилиндров. - М.: Изд-во МГУ, 1960.
196
15.	Криминавигатор: основные термины и определения
криминалистической техники и судебной экспертизы / Авт.-
сост.: В. А. Ручкин и А. А. Шнайдер. - Саратов: СЮИ МВД
России, 2005.
16.	Коновалов А. А. Удары в оружии. - Ижевск: Изд-во
«Удмуртский ун-т», 2001.
17.	Королёв А. А., Матасов В. Ф., Чёрный В. Г. Расчёт и
проектирование автоматических машин: Сб. задач. - Тула: Изд-
во ТулГУ, 2002.
18.	Ландшуп Р., Воллерт Г. Стрелковое оружие вчера / Пер.
с нем. В. М. Жабцева. - Минск.: ООО «Попурри», 2003.
19.	Малимон А. А. Отечественные автоматы (записки испы-
тателя-оружейника). - М.: Изд-во МО РФ, 1999.
20.	Матасов В. Ф.,Ульянцев В. П. Расчет автоматического
оружия. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2001.
21.	Матасов В. Ф.,Ульянцев В. П. Проектирование автома-
тики оружия. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2001.
22.	Михайлов Л. Е. Стрелковое оружие: Терминологический
словарь.—М.: Руссо, 1988.
23.	Политехнический словарь / Редкол.: А. Ю. Ишлинский
(гл. ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп - М., 1998.
24.	Полная энциклопедия: Оружие, вооружение всех времён
и народов. - СПб.: Изд. дом «Нева». - М.: ОЛМА-ПРЕСС,
2002.
25.	Проектирование ракетных и ствольных систем / Под
ред. Б. В. Орлова. - М.: Машиностроение, 1974.
26.	Расчёт и проектирование механизмов перезаряжания ав-
томатического оружия / Под ред. Б. В. Орлова. - М.: ЦНИИ
НТИ, 1977.
27.	Проектирование спецмашин. Проектирование стрелко-
во-пушечного вооружения: Учеб. /А. Г. Шипунов, В. П. Грязев,
В. Ф. Матасов и др. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.
28.	Словарь военных терминов / Сост. А. М. Плехов. - М.:
Воениздат, 1988.
29.	Словарь ракетных и артиллерийских терминов / Отв.
ред. Г. Е. Передельский. - М.: Воениздат, 1968.
197
30.	Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М.
Прохоров. - 2-е изд.-М.: Сов. энцикл., 1983.
31.	Теория и расчёт автоматического оружия / Под ред.
В. М. Кириллова. - Пенза: Изд-во ПВАИУ, 1973.
32.	Ударные и спусковые механизмы автоматического и
стрелкового оружия / В. И. Бакалов, Н. П. Левшцев, Ю. П. Пла-
тонов и др. - М.: НТЦ «Информтехника», 1992.
33.	Фёдоров В. Г. Эволюция стрелкового оружия. Ч. 2. - М.:
Воениздат, 1939.
34.	Физические основы устройства и функционирования
стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия. Ч. 1:
Физические основы устройства и функционирования стрелко-
во-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия / Под. ред.
А. А. Королёва и В. Г. Кучерова. - Волгоград: РПК «Политех-
ник», 2002.
35.	Чёрный В. Г. Введение в теорию автоматического ору-
жия: Учеб, пособие. - Саратов: СЮИ МВД России, 2004.
36.	Чёрный В. Г., Сахнов Н. А., Скоробогатский В. Н. Ав-
томатические системы. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана,
1993.
37.	Шипунов А. Г. и др. Эффективность и надёжность
стрелково-пушечного вооружения: Учеб, пособие. - Тула: Изд-
во ТулГУ, 2002.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.....................................................5
Глава 1. Пистолет-пулемёт как класс индивидуального ав-
томатического стрелкового оружия .......................10
1.1.	Особенности пистолета-пулемёта ....................10
1.2.	Исторический очерк развития пистолета-пулемёта.....16
1.3.	Области использования пистолета-пулемёта ..........23
Глава 2, Анализ схем автоматического оружия с инерци-
онным запиранием .......................................30
2.1.	Системно-функциональный анализ узлов запирания ....30
2.2.	Конструктивные пути повышения эффективности систем
с инерционным запиранием ............................36
Глава 3. Анализ работы гильзы при выстреле в оружии с
инерционным запиранием .................................48
3.1.	Определение условий движения и заклинивания гильзы
в патроннике ........................................48
3.2.	Условие прочности гильзы при выстреле для систем с
инерционным запиранием .................................66
Глава 4. Решение задачи динамики свободного затвора........... 77
4.1.	Уравнение движения свободного затвора с учётом силы
сопротивления гильзы путем введения коэффициента
массы затвора...........................................77
4.2.	Решение задачи динамики свободного затвора при явном
учете в уравнении движения силы сопротивления гильзы..83
4.3.	Определение силы сопротивления гильзы, импульса этой
силы и коэффициента фиктивности массы затвора ........91
Глава 5. Проектирование двигателей автоматики оружия с
инерционным запиранием.................................100
5.1. Проектирование двигателя автоматики со свободным за-
твором................................................100
5.2. Особенности проектирования двигателя автоматики с
полусвободным затвором..............................124
Глава 6. Расчёт и проектирование механизмов пистолета-
пулемёта.............................................  140
6.1.	Общая компоновка пистолета-пулемёта...............140
6.2.	Проектирование досылания патрона и механизма подачи.147
6.3.	Проектирование механизмов воспламенения...........161
6.4.	Проектирование механизма извлечения и отражения
гильзы..............................................174
6.5.	Проектирование спусковых механизмов ..............178
Заключение ................................................193
Список литературы .....................................196
199