Техника и вооружение 2002 10

О классификации автоматического оружия

(Окончание. Начало в "ТиВ" № 10/2001, 1, 3, 5, 7–9/2002).

До сих пор рассматривались обычные одноствольные системы. Однако в общем случае автоматическое оружие группируют по числу стволов и патронников. По числу стволов различают одноствольное, двуствольное и многоствольное оружие. При этом речь идет не о комплексированных установках самостоятельно работающих автоматов, а о случаях, когда одна система автоматики «обслуживает» механизмы двух или более стволов. По числу патронников различают оружие обычное (один ствол — один патронник) и многокаморное, в котором патронником служит камора вращающегося барабана или другого устройства. В обычном ("классическом") одноствольном оружии с последовательным выполнением всех операций цикла автоматики возможности повышения темпа стрельбы ограничены предельно возможными скоростями соударения подвижных деталей, размерами и прочностью патрона и звеньев системы питания. Двуствольные, многоствольные и многокаморные схемы допускают совмещение операций во времени, значит — существенное повышение темпа стрельбы и при классических патронах.

Классификация автоматов по числу стволов и патронников (камор)

Принципиальная схема работы многокаморного (барабанного) автоматического оружия:

1 — ствол, 2 — кожух, 3 — барабан, 4 — камора (патронник) барабана, 5 — патрон, 6 — досылатель, 7 — стреляная гильза.

Схемы с автоматическим поворотом барабана и взведением ударного механизма за счет отдачи (револьвер «Веблей-Фосбери») или отвода пороховых газов (ружье Куртиса) появились уже в XIX веке, но были лишь «автоматизацией» имевшихся револьверных схем и не смогли конкурировать с другими системами автоматики. Положение изменило более «активное» использование камор барабана не только для хранения патронов, но и для подачи патронов к стволу, выброса стреляной гильзы. Так, при четырехкаморном барабане перезаряжание производится при его повороте на 90 градусов. На начальном участке поворота происходит отпирание стреляющей каморы, на конечном — постановка следующей каморы с очередным патроном соосно каналу ствола и ее запирание. Во время выстрела и поворота барабана производится досылание патрона в пустую камору, экстракция гильзы из соответствующей каморы и подача следующего патрона на линию досылания. То есть операции досылания и экстракции выносятся за пределы цикла выстрела, совмещаются по времени друг с другом и с другими операциями, что и позволило достичь высокого темпа стрельбы и сократить длину системы. Время t u складывается из времени выстрела (барабан неподвижен) и времени досылания, которое и определяет угловую скорость поворота барабана. Увеличивая число камор, можно растянуть досылание на несколько выстрелов, так что темп стрельбы будет ограничиваться только живучестью ствола — последняя ограничивает число камор обычно 4–5. Перегрузка ствола по тепловому режиму не позволяет использовать все возможности револьверной схемы по повышению боевой скорострельности, однако сочетание возросшей скорострельности с размерами, ненамного превышающими размеры обычной одноствольной схемы, делает ее весьма привлекательной прежде всего для авиационных автоматических пушек. Правда, требуются специальные устройства обтюрации пороховых газов. Многокамерные одноствольные системы с газоотводным (советская пушка Р-23, английская "Аден", германская ВК27 "Маузер") или откатным (автомат НН-30 советской корабельной установки АК-230) двигателем используются в авиационном стрелково-пушечном вооружении и зенитных автоматах. НН-30 А.Э. Нудельмана и В.Я. Неменова имеет барабан с четырьмя каморами. Канал ствола запирается поворотом казенника. При этом патрон заводится за донную стенку (зеркало) короба. Предварительный сдвиг стреляной гильзы из каморы производится клиновым извлекателем, а выброс — пороховыми газами, отводимыми из надульного устройства. При откате подвижных частей основная энергия отката аккумулируется пружинами накатника, который и производит накат подвижных частей. Досылка патрона в патронник осуществляется за счет сжатого воздуха пневмосети. Темп стрельбы — 1000 выстр./мин. Темп стрельбы германской авиапушки ВК27 "Маузер" достигает 1700 выстр./мин. Многокаморные схемы позволяют также сократить длину оружия за счет подачи патрона в камору спереди, как в авиационной пушке Р-23 системы А.А. Рихтера, но для этого требуется патрон особого устройства.

Сравнение схем многокаморного оружия: А — с заряжанием с казенного среза, Б — со специальным патроном и заряжанием с переднего среза; I — ствол, 2 — кожух, 3 — барабан, 4 — камора (патронник) барабана, 5 — патрон, 6 — досылатель, 7 — стреляная гильза.

Работа автомата револьверной схемы с газоотводным двигателем

Схема органически спаренного автомата (пулемет Гаста): а — до выстрела, б — во время выстрела, в — после выстрела; 1 — короб, 2 — качающийся рычаг, 3 — упор-ускоритель, 4 — затвор, 5 — крановый боевой упор. 6 — ствол.

Стремление использовать преимущества многоствольных схем для увеличения скорострельности привело к созданию «органически спаренных автоматов». Цикл автоматики равен здесь двум циклам выстрела. Принцип работы подобной системы можно рассмотреть на примере пулемета Гаста 1918 г. (1600 выстр./мин). В качестве ведущих звеньев автоматики выступают подвижные стволы. Их продольно скользящие затворы связаны друг с другом равноплечим качающимся рычагом, ось которого неподвижно укреплена в коробе. При движении одного ствола с затвором под действием отдачи назад жестко связанный со стволом упор- ускоритель отводит одно плечо рычага назад, упираясь в него недалеко от оси вращения. Это же плечо, взаимодействуя своим концом с кулисным пазом затвора, отводит его назад. Ствол расцепляется с затвором. За счет разности плеч скорость отхода затвора выше скорости отхода ствола (рычаг играет роль ускорителя), и затвор отходит от ствола на расстояние, достаточное для перезаряжания. Но в это же время противоположное плечо качающегося рычага толкает вперед затвор второго ствола, т. е. первая половина цикла одного ствола по времени совпадает со второй половиной цикла другого ствола — обе группы "ствол-затвор" работают как бы в противофазе. В обычной системе скорость отхода подвижной системы назад выше, чем скорость возвращения под действием возвратной пружины. Здесь же скорости движения назад и вперед оказываются равны, и общий темп стрельбы органически спаренных автоматов оказывается выше, а размеры и масса — меньше, чем при комплексировании двух обычных автоматов. Поскольку выстрелы четко разнесены по времени, то и импульсносиловая нагрузка на установку (опору) оказывается ниже — максимальная сила отдачи не превышает ее величины при одном выстреле. Кроме того, появляется возможность объединить некоторые механизмы, исключить возвратные пружины Органически (кинематически) спаренными выполняются и автоматы с газоотводным двигателем, связь между автоматами может осуществляться и через зубчатые рейки и шестерню («механическая спарка LUKAC»). Из серийных систем наиболее удачно идея органически спаренного автомата была реализована в середине 1960-х годов В.П. Грязевым и А.Г. Шипуновым в 23-мм пушке ГШ-23 (затем — в 30-мм ГШ-30) — двуствольном органически спаренном автомате с газоотводным двигателем и качающимся связующим рычагом. Работа газового поршня, по сути, является двухтактной — ход назад под действием газов одного выстрела, ход вперед — за счет энергии следующего. Дабы предотвратить преждевременное отпирание канала ствола, необходим определенный свободный, холостой ход «спаривающего» механизма.

Возможно использование в спаренных автоматах и свободного затвора. Т.е по типу двигателя органически спаренные автоматы не составляют отдельный класс или группу. При всех достоинствах органически спаренных автоматов в них сохраняется проблема прерывчатой работы системы питания и подачи патрона. Органически спаренными могут выполняться и многокаморные автоматы.

Автомат многоствольной схемы ("системы Гатлинга"): а — разрез, б — блок стволов с внешним приводом.

Принципиальная схема работы многоствольного автомата с внешним приводом ("системы Гатлинга"): 1 — блок стволов, 2 — центральная "Звезда", 3 — затвор, 4 — ведущий ролик, 5 — кожух, 6 — копирный паз.

Последовательность движения затвора в "системе Гатлинга".

К использованию внешних источников энергии, не связанных с энергией пороховых газов выстрела, прибегают, когда последней оказывается недостаточно для перемещения деталей автоматики с требуемыми скоростями и на требуемое расстояние. Примером одноствольной системы с внешним приводом служит система «Чэйн Ган», использованная в пушках М230, М242 «Бушмастер» (максимальная скорострельность 500 Быстр./мин), пулемете L94A1. Электродвигатель приводит в движение роликовую цепь Галля, перекинутую через четыре ролика, один из них является ведущим, второй передает движение системе питания. Одно звено цепи имеет ведущие выступы, приводящие в движение затворную раму с затвором и шток выбрасывателя. Фирма "Филко-Форд" в пушке ХМ 140 применила электродвигатель к револьверной схеме. К достоинствам внешнего подвода энергии относится независимость темпа стрельбы от мощности патрона и возможность изменять его в широких пределах, общим недостатком является сравнительная громоздкость и зависимость от внешнего источника, а также высокая вероятность аварий при затяжном выстреле или утыкании патрона при дослылании. Применяются такие системы в вооружении бронемашин, летательных аппаратов, боевых кораблей.

К "самозарядному" оружию с внешним приводом можно отнести и револьверные гранатометы и дробовики с пружиной, заводящейся при заряжании («Страйкер», РГ-6) и проворачивающей барабан при каждом нажатии спускового крючка.

Системы автоматики с внешним приводом (называвшиеся также «механизированными») можно отнести к V классу автоматики. Они ведут свое происхождение от «картечниц» середины XIX века с мускульным приводом механизмов от качающейся или вращающейся рукоятки. Наиболее перспективной из этих «картечниц» оказалась система, разработанная Р.Дж. Гатлингом в 1862–1865 гг. Ведущим звеном здесь выступает блок стволов, вращающийся вокруг продольной оси внутри неподвижного короба. Каждый ствол имеет свой скользящий затвор, движение затвора относительно ствола обеспечивается взаимодействием его кулачка с замкнутым наклонным копирным пазом в форме эллипса на внутренней поверхности короба — таким образом вращение блока стволов преобразуется в возвратно-поступательное движение затвора. Больший участок копирного паза соответствует операциям извлечения и выбрасывания гильзы, участок, соответствующий переднему положению затвора, почти спрямлен в поперечном сечении и служит запирающей поверхностью, обеспечивающей плотное прилегание затвора к стволу. Ударник затвора взводится, скользя своей головкой по специальному поперечному копирному пазу короба. Когда ствол с затвором приходит в положение для выстрела, и затвор запирает ствол, головка ударника выходит из паза, ударник разбивает капсюль патрона. Темп стрельбы определяется скоростью вращения блока стволов, причем высокая скорострельность достигается без излишнего разогрева стволов, поскольку они стреляют поочередно. К достоинствам схемы относится непрерывность движения блока стволов и связанных с ним механизмов, полное совмещение операций, равномерная и безударная работа системы питания. Растянутость цикла автоматики на несколько выстрелов уменьшает скорости соударения деталей. Как и многокаморное оружие, многоствольное не боится осечек, но та же непрерывность вращения может привести к серьезной поломке при затяжном выстреле — отпирание канала ствола произойдет при высоком уровне давления. Обеспечение безопасности требует введения специальных датчиков.

Система Гатлинга была «переведена» в автоматическую добавлением внешнего привода — впервые применить к ней электродвигатель пытались еще в 1890–1893 гг., но вернулись к этой идее только с появлением маневренной реактивной авиации. Результатом стали, например, авиационный пулемет М134 «Миниган» и пушка М61 «Вулкан» (темп стрельбы — 6000 выстр./мин) фирмы «Дженерал Электрик», а позже облегченные системы вроде трехствольного пулемета GAU-19/A. В 30-мм пушке GAU- 13/А (2400 выстр./мин) вращение блока стволов осуществляется с помощью сжатого воздуха. Считается, что системы с вращающимся блоков стволов наиболее оптимально сочетают возможности повышения скорострельности по режимам работы ствола, затворной группы и по прочности патрона.

Работа автомата многоствольной схемы с продольным движением ствола и неподвижным затвором.

Автоматическая пушка М242 "Бушмастер" системы "Чэйн Ган".

Принципиальная схема системы "Чэйн Ган": 1 — затвор с затворной рамой, 2 — ведущая шестерня, 3 — направляющие шестерни, 4 — цепь Галля, 5 — эжектор, 6 — шептало привода цепи, 7 — храповое устройство,8 — коническая передача,9 — муфта регулятора оборотов, 10 — подвижная вертикальная ось, 11 — шестерня привода, 12 передача привода цепи, 13 — основание привода затвора, 14- двигатель, 15 — электроспуск, 16 — ведущее звено цепи, 17 — предохранитель, 18- фиксатор ствола, 19 — казенник, 20 — противооткатные устройства.

Использование для вращения блока стволов газоотводного двигателя "вернуло" многоствольные автоматы в оружие II класса. В советских авиационных пушках ГШ-6-23 и ГШ-6-30 (4600–5100 выстр./мин) системы Грязева и Шипунова применен двигатель, использующий энергию пороховых газов, подводимых поочередно из каналов стволов в его газовую камеру. Два газовых поршня, связанные единым штоком, совершая возвратно-поступательное движение, через механизм кривошипно-шатунного типа, конический редуктор затыльника и центральную звезду обеспечивают вращательное движение блока стволов, т. е. привод автоматики напоминает поршневой роторный двигатель внутреннего сгорания. За один выстрел блок стволов поворачивается на 60 градусов. Резкое повышение темпа стрельбы позволяет повысить отношение его производительности к массе оружия. На тех же принципах основаны схемы 4-ствольных пулеметов ГШГ-7,62 и ЯкБ-12,7 (в ЯкБ с продольным движением поршня блок стволов вращается за счет взаимодействия роликов продольно движущегося движка с криволинейными пазами неподвижного короба, темп стрельбы — 4000–4500 выстр./мин). Инерционность блока стволов определяет главный недостаток многоствольных систем — для выхода на режим им требуется 0,5–1 сек (у револьверных пушек — около 20 мс). Это делает необходимым мощный стартер для быстрой начальной раскрутки блока стволов. В ГШ-6-30 используется мощный пневмостартер, ГШ- 6-23 — газопороховой с шестью пиропатронами, в ЯкБ-12,7 — пружинный, запасающий энергию последней очереди, в ГШГ — электростартер.

Автоматическое оружие без подвижных деталей пока не вышло из стадии опытных образцов. Примером может служить оружие австралийца О'Дуайера, который расположил последовательно в заранее снаряжаемом «стволе» пули и метательные заряды, снабдив их электрокапсюлями. Несколько таких стволов (до 15 «выстрелов» в каждом), снабженных электронной системой инициирования, позволяют в короткое время развить чрезвычайно высокую скорострельность и изменять ее в широких пределах. По сути, речь идет о совмещении и "автоматизации" старинных идей многоствольных "органов" и многозарядных "эспинолей". Предел скорострельности определяется уровнем давления в канале ствола и высокой опасностью самовоспламенения зарядов. К тому же, для получения кучной стрельбы требуется подбор массы пуль и зарядов в зависимости от положения вдоль канала ствола.

Классификация систем автоматики, конечно, не дает полного представления о системах оружия. Из перечня операций, составляющих цикл автоматики, видно, что оружие должно иметь: механизм запирания и отпирания канала ствола, механизм извлечения и удаления стреляной гильзы, механизмы питания, ударно-спусковой механизм. Кроме того, условия эксплуатации оружия требуют предохранительных механизмов, прицельных приспособлений, органов управления, дульных устройств и т. д. Все эти механизмы, устройства и приспособления могут иметь различные реализации, а сочетание их дает почти бесконечное разнообразие конструкций.

Алексей СТЕПАНОВ