Пистолет со свободным затвором для высокоимпульсных патронов
Введение
В настоящее время основным видом короткоствольного оружия, используемого в армии, правоохранительных органах, частных охранных предприятиях и гражданском обороте, являются самозарядные пистолеты с подвижным стволом и жестко скрепленным с ним затвором, предназначенные для применения высокоимпульсных патронов калибров 9х19 и 9х21 мм. Более простые модели пистолетов с неподвижным стволом и свободным затвором, использующие низкоимпульсные патроны калибров 9х17 и 9х18 мм, постепенно снимаются с вооружения и вытесняются из оборота. Это связано с недостаточным останавливающим эффектом и пробивной способностью последних в условиях распространения бронежилетов.
Кроме того, подвижный ствол снижает кучность стрельбы из короткоствольного оружия, ограничивая дистанцию ведения эффективного огня 25 метрами. Неподвижный ствол позволяет увеличить эту дистанцию до 50 метров.
В начале 1990-х годов в нашей стране была предпринята попытка модернизации наиболее распространенного пистолета ПМ со свободным затвором путем создания патронов с большей навеской порохового заряда, совпадающих по габаритам со стандартными патронами 9х18 мм. Модернизированные пистолеты ПММ поступили на вооружение правоохранительных органов, но вскоре были направлены на складское хранение в связи с малым ресурсом оружия из-за высокого импульса отдачи.
Для устранения указанной проблемы в начале 2000-х годов был разработан пистолет ОЦ-27 под патрон 9х19 мм со свободным затвором, тяжелым затвором и эластомерным буфером, который решил проблему малого ресурса рамы, но имел большой вес, что делало его неконкурентоспособным по сравнению с такими широко распространенными пистолетами как Глок-17 меньшей массы. В немецком пистолете HK VP70 со свободным затором калибра 9х19 мм, принятом на вооружение в 1970 году, был использован пружинный буфер отката затвора, также существенно увеличивший массу пистолета.
Применение свободного затвора в пистолетах калибра 9х19 мм и более осложнено двумя факторами:
— разрывом стреляной гильзы в процессе её выхода из ствола в условиях давления пороховых газов до момента вылета пули (безопасный конструктивный выход гильзы равен 3 мм, что обеспечивается в пистолетах с подвижным стволом и сцепленным с ним затвором);
— кратно увеличенной скоростью отката свободного затвора по сравнению со скоростью отката сцепленных ствола и затвора, в результате чего рамка испытывает большие нагрузки при ударе в неё затвора.
Разрыв гильзы устраняется повышением массы затвора с 300 до 400 грамм. Снижение ударной нагрузки на раму достигается применением буфера, в том числе пневматического – самого легкого из известных, примененных в конструкциях пистолетов-пулеметов со свободным затвором: финского КР-31 Suomi и немецкого МР-38/40. В первом ПП рабочий цилиндр пневматического буфера размещался за затвором и был оборудован клапаном, который срабатывал в момент прихода затвора в крайнее заднее положение, сбрасывая давление в цилиндре. Во втором ПП рабочий цилиндр был выполнен в виде телескопического кожуха возвратной пружины, оснащенного дроссельными отверстиями с проходным сечением на порядок меньшим, чем у кожуха.
В обоих случаях пневматическое устройство работало в качестве двустороннего тормоза/амортизатора затвора – в режиме компрессора на этапе отката и в режиме насоса на этапе наката (в отличие от возвратной пружины, тормозящей затвор при его откате и ускоряющей при его накате).
Пневматический буфер не получил дальнейшего распространения в автоматических ПП из-за быстрого нагрева рабочего цилиндра при стрельбе очередями. С другой стороны, данное устройство не использовалось и в конструкции самозарядных пистолетов в связи со значительными габаритами известных конструкций пневматического буфера.
Предлагаемое техническое решение
С целью снижения массы пистолета со свободным затвором калибра 9х19 мм и более до уровня его конкурентов с подвижным стволом и сцепленным с ним затвором в концепте пистолета ВП-20 предлагается:
— уменьшить вес затвора до уровня ПМ (300 грамм) за счет увеличения дистанции безопасного выхода гильзы путем «утопления» гильзы патрона в патроннике ствола и захода выбрасывателя в патронник;
— использовать интегрированный пружинно-пневматический тормоз отката затвора, скомпонованный в габаритах передней части пистолета вокруг его ствола без увеличения размеров конструкции.
Досланный в ствол патрон погружен в патронник на 1 мм глубже, чем в обычных пистолетах так, что за казенным торцом ствола выступает только фланец гильзы. Выбрасыватель стреляных гильз заходит вглубь патронника ствола на 1 мм (толщину проточки гильзы). Размеры паза в патроннике составляют 1х1х2 мм, что сопоставимо с габаритами канавок Ревелли в патронниках стволов оружия с полусвободными затворами, которые обеспечивают допустимую пластическую деформацию металлической гильзы при выстреле.
Выбрасыватель размещен в верхней точке зеркала затвора, поэтому фланец патрона свободно заходит под его зуб (в отличие от бокового размещения выбрасывателя в известных пистолетах). Отражатель стреляных гильз/осечных патронов установлен на рамке в одной вертикальной плоскости с выбрасывателем с незначительным смещением влево для выброса гильз в направлении вперед-вверх-вправо.
Пружинно-пневматический тормоз состоит из возвратной пружины, надетой на ствол, но при этом контактирующей только с внутренней поверхностью затвора, и рабочего цилиндра пневматического буфера, сформированного в кольцевом пространстве между стволом и внутренней цилиндрической поверхностью затвора. С противоположных сторон пространство рабочего цилиндра ограничено торцами затвора и казенника ствола.
Витки возвратной пружины, навитой из проволоки квадратного сечения, смыкаются при откате затвора в крайнее заднее положение. Возвратная пружина прижимает к торцу затвора дроссельную втулку, к торцу казенника ствола – компрессионное кольцо.
Дроссельная втулка перекрывает зазор между торцом затвора и поверхностью ствола при быстром откате затвора после выстрела (увеличивая силу торможения за счет подключения пневмобуфера) и не перекрывает указанный зазор при медленном отводе затвора в процессе ручного перезаряжания (уменьшая усилие стрелка до величины силы сжатия возвратной пружины). Компрессионное кольцо перекрывает тепловой зазор между затвором и казенником ствола.
На внутренней поверхности затвора нанесены пазы, проходящие над компрессионным кольцом в момент достижения КЗП затвора, с целью сбрасывания давления в рабочем цилиндре до атмосферного, после чего пневмобуфер начинает работать в режиме насоса при накате затвора под действием возвратной пружины, смягчая удар затвора о раму в крайнем переднем положении.
Деталировка концепта пистолета
Концепт пистолета скомпонован по типу пистолета ПМ, отличаясь от него рукояткой под двухрядный магазин, ударниковым УСМ и отсутствием каких-либо органов управления на боковых поверхностях. В состав органов управления входят только спусковая клавиша, расположенная внутри защитной скобы, и защелка магазина, размещённая на переднем нижнем приливе рукоятки пистолета.
Предохранение от случайного выстрела при падении пистолета обеспечивается инерционными устройствами в составе УСМ. Отключение затворной задержки происходит автоматически при извлечении пустого магазина из пистолета.
Внешние габариты пистолета выбраны в соответствии с его целевым назначением – служить в качестве основного короткоствольного оружия для армии, правоохранительных органов и гражданского применения (в рамках действующего законодательства). В связи с этим длина ствола пистолета принята в размере 115 мм (против 114 мм у «Глока-17»). Длина пистолета составляет 185 мм (против 202 мм) за счет неподвижного ствола и более компактной конструкции УСМ, высота – 132 мм (против 138 мм), ширина – 25 мм (против 25,5 мм по затвору и 34 мм по боковым органам управления).
Длина прицельной линии составляет 176 мм (против 164 мм у «Глока-17»), наклон рукоятки – 107 градусов (против 108 градусов), расстояние от затыльника рамки до оси стола – 14 мм (против 18 мм) при сохранении нормального хвата руки стрелка в отличие от заваленного спортивного хвата у ПЛ-15. Нормальный хват позволяет на короткой дистанции интуитивно наводить пистолет на цель без использования прицельных приспособлений, ориентируясь по направлению указательного пальца руки, лежащего на спусковой клавише.
Вместимость магазина составляет 15 патронов (против 17 у «Глока-17») в связи с вкладыванием заряженного магазина в пистолет только при расположении затвора в крайнем переднем положении и ограниченной шириной рукоятки пистолета. Увеличенная до 50 мм длина казенной части ствола с большей толщиной стенок позволяет применять усиленные патроны типа 9х19+P+ и 9х21 мм с максимальным давлением в стволе до 3000 атмосфер.
Глушитель устанавливается свободной посадкой на выступающую за торец затвора гладкую дульную часть ствола с креплением зацепами за боковые направляющие рамы. Длина боковых направляющих достаточна для одновременной установки с глушителем подствольного тактического фонаря/лазерного указателя и надствольного оптического прицела (неподвижного относительно затвора).
За счет оптимизации конструкции концепт пистолета без магазина включает всего лишь 16 сборочных единиц, что почти в два раза меньше, чем у «Глок-17» (29 единиц). Затвор состоит из кожуха и личинки, установленной в казенной части кожуха с помощью целика с креплением в шип типа «ласточкин хвост». Направляющей для затвора служит муфта рамы с ножевыми выступами на внешней поверхности.
Ствол установлен в отверстии муфты рамы с помощью термодиффузионной сварки с целью образования неразборной конструкции для препятствования нештатной замены в процессе эксплуатации. Безопасный выход стреляной гильзы составляет 3,83 мм.
В качестве конструкционного материала предлагается использовать нержавеющую сталь с литьем деталей под давлением в выплавляемые формы (по типу технологии производства пистолетов ЧЗ). С последующей станочной обработкой, ротационной ковкой ствола, электрохимической полировкой контактных поверхностей, дробеструйной обработкой (матированием) видимых поверхностей, а также финишным оксикарбонитрованием всех деталей.
Вес цельнометаллического пистолета без магазина оценивается в пределах 700 грамм за счет компактности конструкции, небольшого веса затвора и глубоких выборок поверхности рамы и затвора (средней толщиной 2 мм) путем рифления рукоятки, формования боковых направляющих рамы и насечки кожуха затвора для ручного перезаряжания.
Ударно-спусковой механизм концепта пистолета
В предлагаемом пистолете использован ударниковый УСМ только двойного действия без предварительного взведения боевой пружины.
Спусковая часть УСМ включает спусковую клавишу, спусковую тягу и возвратную пружину.
Спусковая клавиша установлена в посадочном месте в передней стенке рукоятки и перемещается только в продольном направлении.
Спусковая тяга с одной стороны шарнирно связана с клавишей, а с другой стороны – с выступом ударника. Своим торцом тяга контактирует с направляющей рамы так, что при движении назад тяга снижается и выходит из зацепления с выступом ударника. После выстрела и снятия нажатия со спусковой клавиши связанная с ней тяга возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины. В качестве последней используется одно из перьев двуперой пластинчатой пружины, размещенной внутри затыльника рукоятки. Другое перо служит возвратной пружиной для затворной задержки.
Ударная часть УСМ полностью смонтирована в личинке затвора и включает в свой состав ударник, боевую и отбойную винтовые пружины, навитые из проволоки прямоугольного сечения. Ударник состоит из головной части диаметром 2 мм (расположенной в полости личинки и служащей направляющей для отбойной пружины) и хвостовой части диаметром 8 мм (расположенной за пределами полости личинки и служащей направляющей для боевой пружины). Между ними расположена опора для спусковой тяги.
Профиль витков боевой пружины по отношению к оси ударника ориентирован аксиально (что обеспечивает для неё малый рабочий ход при минимальном предварительном сжатии). Профиль витков отбойной пружины – радиально. Боевая пружина опирается на внутреннюю поверхность затыльника личинки затвора, отбойная пружина – на внутреннюю поверхность зеркала затвора. При нажатии на спусковую клавишу хвостовик ударника выходит на 8 мм за продольный габарит пистолета через соответствующее отверстие в торце личинки затвора.
Ударная часть УСМ является неразборной в процессе эксплуатации (по типу карабина «Тигр») – головная и хвостовая часть ударника с насаженными на них пружинами соединяются с помощью температурного натяга непосредственно в полости личинки затвора. Демонтаж полученного соединения осуществляется в условиях оружейной мастерской с применением разнонаправленного нагрева/охлаждения деталей.
Очистка ударниковой части от порохового нагара в процессе эксплуатации осуществляется с помощью мыльного раствора, авиационного керосина или специализированных чистящих средств.
В состав УСМ входят два инерционных предохранителя.
В качестве инерционного блокиратора ударника используется отбойная пружина, навитая из прямоугольной пластины с большим соотношением ширины к толщине (2х0,5 мм). В ненагруженном состоянии витки пружины располагаются нормально к поверхности ударника. В случае ударной нагрузки со стороны ствола пистолета витки занимают положение под острым углом к поверхности ударника, блокируя его перемещение за счет роста жесткости пружины. При прекращении ударной нагрузки витки возвращаются в исходное положение.
В качестве инерционного блокиратора спусковой клавиши применен легковесный П-образный одноплечий рычаг, расположенный внутри клавиши и опирающийся на винтовую пружину кручения. При ударе со стороны затыльника пистолета рычаг отклоняется вплоть до упора в магазин, блокируя инерционное перемещение клавиши и связанной с ней спусковой тяги. После прекращения ударной нагрузки рычаг возвращается в исходное положение под действием пружины кручения.
Заключение
Представленный концепт пистолета со свободным затвором отличается повышенной точностью стрельбы.
Имеет широкий температурный диапазон эксплуатации от –50 до +70 °C (в отличие от температурного диапазона пистолетов с пластиковой рамкой от –30 до +50°C).
Может использоваться в качестве оружия скрытого ношения. Вдвое меньше по сложности конструкции по сравнению с известными моделями.
Безопасен в применении без использования ручного предохранителя.
