Механизмы стрелково-пушечного вооружения

В. А. Власов






                МЕХАНИЗМЫ СТРЕЛКОВО-ПУШЕЧНОГО ВООРУЖЕНИЯ




Учебник










Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 623.4
ББК 68.512
     В58





Рецензенты:
д-р техн, наук, доцент, чл.-корр. РАРАН, директор по научной работе АО «Конструкторское бюро приборостроения им. академика А. Г. Шипунова» (АО «КБП») А. В. Игнатов;
д-р техн. наук, профессор, начальник Военного учебного центра при ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Почетный работник высшего профессионального образования, действительный член Академии проблем качества России НЕ. Стариков;
д-р техн. наук, профессор кафедры «Ракетное вооружение» Тульского государственного университета, Почетный работник высшего профессионального образования, Почетный работник отрасли боеприпасов и спецхимии
В. А.Дунаев




     Власов, В. А.
В58      Механизмы стрелково-пушечного вооружения : учебник / В. А. Власов. - Москва ;
     Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 256 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-1433-3

          Рассматриваются особенности механизмов, устройств и функционирования автоматики стрелкового оружия и отечественных малокалиберных автоматических пушек. Дана дополнительная информация об устройстве патронов, затронуты вопросы эргономики оружия и собраны тактико-технические характеристики современных образцов стрелково-пушечного вооружения (СПВ). Особое внимание уделено анализу работы двигателей автоматики.
          Для студентов и слушателей военных технических институтов, а также инженеров, научных сотрудников, специализирующихся в области создания систем СПВ.

                                                                          УДК 623.4
ББК 68.512













ISBN 978-5-9729-1433-3

               © Власов В. А., 2023
               © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                                      © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

    ОГЛАВЛЕНИЕ



ПРЕДИСЛОВИЕ.......................................................5

ВВЕДЕНИЕ..........................................................7

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ...............11

Глава 2. БОЕПРИПАСЫ СТРЕЛКОВО-ПУШЕЧНОГО ВООРУЖЕНИЯ...................33
  2.1. Патроны для стрелкового оружия................................34
  2.2. Патроны для МАП...............................................47
  2.3. Пороха........................................................53
  2.4. Капсюли-воспламенители........................................54
  2.5. Высокоскоростные патроны под армейские пистолеты..............56
  2.6 Последние разработки боеприпасов...............................60

Глава 3. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СПВ......................................64
  3.1. Пистолеты.....................................................64
  3.2. Пистолеты-пулеметы............................................78
  3.3. Автоматы......................................................88
  3.4. Автоматические винтовки.......................................98
  3.5. Пулеметы.....................................................105
    3.5.1. Ручные пулеметы..........................................106
    3.5.2. Единые пулеметы..........................................108
    3.5.3. Станковые пулеметы.......................................109
    3.5.4. Крупнокалиберные пулеметы................................111
  3.6. Малокалиберные автоматические пушки........................114

Глава 4. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ............126
  4.1. Эргономические особенности формы пистолета.................137
  4.2. Эргономические особенности формы автоматических винтовок.....140
  4.3. Эргономические особенности формы ручных пулеметов и единых пулеметов на сошках......................................143
  4.4. Современные подходы к проектированию форм стрелкового оружия.146

Глава5. ПРИЦЕЛЫ.....................................................153

Глава 6. СТВОЛЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ..............................167
  6.1. Явление выстрела.............................................167
  6.2. Внутреннее устройство стволов................................170
  6.3. Устройство стенок ствола.....................................177
  6.4. Износ канала ствола и способы повышения его живучести........180
  6.5. Способы охлаждения стволов...................................187
  6.6. Крепление ствола к ствольной коробке.........................193


3

Глава 7. СТРУКТУРА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ.................196

Глава 8. ДВИГАТЕЛИ АВТОМАТИКИ.............................202
  8.1. Ствольные двигатели автоматики.....................203
  8.2. Анализ конструктивных особенностей систем автоматического оружия газоотводного типа......................................221
   8.2.1. Регуляторы газоотводных устройств...............246

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................252

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................253

    ПРЕДИСЛОВИЕ


     Кафедра «Стрелково-пушечное вооружение» Тульского государственного университета была образована в 1937 году.
     За эти годы кафедра подготовила тысячи специалистов, как для России, так и для зарубежных стран, среди которых известные ученые, крупные руководители, Герои Социалистического Труда, сотни лауреатов различных премий.
     Гордостью кафедры являются ее выдающиеся выпускники-оружейники с мировыми именами: В. П. Грязев, А. Г. Шипунов, Н. Ф. Макаров, И. Я. Стечкин, Л. В. Степанов, П. Г. Якушев, Б. А. Борзов и др.
     Основателем и первым заведующим кафедрой был выдающийся ученый, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор М. А. Мамонтов. В последующие годы кафедрой руководили А. М. Богородицкий, В. Л. Чернопятов, Л. А. Устинов, В. П. Грязев, В. Л. Баранов. В настоящее время кафедру возглавляет д-р техн. наук В. К. Зеленко.
     Кафедра готовит высококвалифицированных и востребованных сегодня специалистов в области проектирования, технологии и автоматизации производства стрелково-пушечного вооружения.
     За прошедшие годы на кафедре сложилась своя система подготовки оружейников, в которой основным профилирующим курсом специальных дисциплин является курс по изучению конструкций стрелкового оружия и малокалиберных автоматических пушек. Среди многообразия стрелково-пушечного вооружения предпочтение в изучении отдается образцам, стоящим на вооружении многих стран мира, при этом выбираются разнообразные по устройству и функционированию изделия. Особое внимание уделяется современному российскому оружию, стоящему на вооружении армии и специальных силовых структур, причем чаще внимание акцентируется на образцах тульских конструкторов.
     Описанием стрелкового оружия своего поколения занимались известные ученые, начиная с А. А. Благонравова, однако в настоящее время отсутствует современный учебник по конструкциям новых образцов.
     За прошедшие послевоенные годы разработаны новые виды и конструкции стрелкового оружия, получило развитие его современное направление - малокалиберные автоматические пушки с более сложными техническими решениями, устройство которых только начинает рассматриваться в учебной литературе.
     Удобным в познании оружия оказался учебник Э. А. Горова «Механизмы стрелкового оружия (принципы устройства)», изданный в Артиллерийской ака

5

демии им. Дзержинского в 1956 году, где каждому, известному на тот момент механизму посвящена отдельная глава, в которой рассмотрены схемы устройств и даны описания различных образцов вооружения. Данный подход используется и в этом учебнике, но многообразие современных конструкций увеличило количество механизмов и описание представляет достаточно большой объем информации, что заставило разместить учебник в двух частях.
     За основу данного учебника взяты конспекты лекций «Конструкция автоматических машин», «Конструкции оружия и систем вооружения» которые создавались предыдущими поколениями лекторов кафедры, а в последние десятки лет реализуются автором этой книги. Кроме того, кафедра располагает обширным фондом материальной части как стрелкового оружия так и малокалиберных пушек, многие образцы которого участвуют в учебном процессе, и для которых разработаны кафедральные методички, что явилось базой при работе над данным учебником.
     При изучении сложных технических решений, иногда проще иметь их принципиальные схемы, чаще специально упрощенные, которые позволяют быстрее понимать сложные конструкции. Для более простого восприятия сложный узел может быть представлен несколькими схемами.
     В первой части учебника кратко дана дополнительная информация о связанных с оружием разделах: история становления стрелкового оружия; особенности конструкций патронов; вопросов проектирования с учетом эргономических параметров, в нее вошли материалы по устройству стволов и конструкциям двигателей автоматики.
     Учебник ориентирован на подготовку конструкторов и технологов по стрелково-пушечному вооружению.

    ВВЕДЕНИЕ


     В настоящем учебнике рассмотрены принципы устройств, конструкции, основные особенности стрелково-пушечного вооружения (СПВ). К СПВ будем относить стрелковое оружие, начиная с малых калибров и кончая крупнокалиберным оружием, а также малокалиберные автоматические пушки (МАП) калибром до 57 мм включительно. Совместное рассмотрение стрелкового и пушечного вооружения определяется общностью многих конструктивных решений, близостью и сложностью кинематических схем, опытом конструкторской работы.
     Современное СПВ представляет собой сложную систему образцов, различных по степени автоматизации, принципам устройства, организационной принадлежности, назначению и условиям обслуживания.
     Дадим некоторые определения видов СПВ:
       • по назначению:
         1) боевое СПВ - предназначено для поражения живой силы и техники;
         2) служебное, пристрелочное, учебное, спортивное, охотничье оружие - решает специальные задачи по корректировке стрельбы, обучения приемам обращения ит. п.;
       • по характеру стрельбы:
         1) стрелковое оружие одиночной стрельбы, для которого единственно возможным является одиночные выстрелы;
         2) стрелковое оружие непрерывной стрельбы, для которого при достаточно длительном воздействии стрелка на спусковой механизм и при наличии патронов в механизме или ленте единственно возможным видом стрельбы является непрерывная стрельба;
         3) стрелковое оружие серийной стрельбы - оружие непрерывной стрельбы со спусковым механизмом, осуществляющим отсечку очереди;
         4) стрелковое оружие комбинированной стрельбы - оружие со спусковым механизмом, позволяющим вести как одиночную, так и непрерывную стрельбу;
       • по источнику энергии и типу двигателя для метания поражающего элемента:
         1) огнестрельное оружие, в котором для метания поражающего элемента используется энергия горения пороха или другого топлива;

7

         2)  газовое, пневматическое, механическое, электрическое стрелковое оружие, в котором для метания поражающего элемента используется энергия сжатого газа, сжатого воздуха, механическая, электрическая энергия;
         3)  реактивное стрелковое оружие, в котором для метания пули используется энергия реактивного двигателя, расположенного в пуле;
       • по обслуживанию в бою:
         1) индивидуальное стрелковое оружие - оружие, обслуживаемое в бою одним стрелком;
         2)  групповое оружие - оружие, обслуживаемое в бою группой стрелков (расчетом, экипажем);
       • по калибру:
         1) стрелковое оружие малого калибра - оружие калибра до 6,5 мм;
         2)  стрелковое оружие нормального калибра - оружие калибра от 6,5 до 9 мм;
         3)  стрелковое оружие крупного калибра - оружие калибра больше 9 до 20 мм;
         4)  малокалиберная пушка - оружие калибра от 20 до 30 мм (в отдельных случаях калибр оружия может быть более 30 мм);
       • по количеству стволов:
         1) одноствольное оружие;
         2)  двухствольное оружие;
         3)  многоствольное оружие - оружие, имеющее более двух стволов;
       • по конструктивным особенностям канала ствола:
         1) нарезное оружие - оружие, в канале ствола которого имеются винтовые нарезы, обеспечивающие пуле, снаряду вращательное движение;
         2)  гладкоствольное оружие - оружие, в канале ствола которого отсутствуют винтовые нарезы;
       • по способу использования:
         1) ручное стрелковое оружие - оружие, приспособленное для стрельбы с рук или с сошки;
         2)  станковое стрелковое оружие - оружие, устанавливаемое для стрельбы на специальный станок;
         3)  танковое, бронетранспортерное, авиационное, корабельное оружие -оружие, в конструкции которого учтены специфические требования монтажа и условии эксплуатации на танках, бронетранспортерах, боевых машинах пехоты, летательных аппаратов, на кораблях;

8

       • по видам поражаемых целей:
         1) противопехотное оружие - оружие, предназначенное для поражения живой силы противника;
         2) зенитное оружие - оружие, предназначенное для поражения воздушных целей;
         3) противотанковое оружие - оружие, предназначенное для поражения наземных бронированных целей;
       • по способу управления, и удержания:
         1) пистолет - стрелковое оружие, управляемое и удерживаемое при стрельбе одной рукой;
         2) револьвер - пистолет с вращающимся блоком патронников или стволов;
         3) пистолет-пулемет - оружие с использованием пистолетного патрона и предназначенное для непрерывной стрельбы с использованием второй руки в качестве дополнительной опоры;
         4) винтовка - стрелковое оружие, управляемое и удерживаемое при стрельбе двумя руками с упором приклада в плечо;
         5) снайперская винтовка - винтовка, конструкция которой обеспечивает повышенную точность стрельбы;
         6) карабин - облегченная винтовка с укороченным стволом;
         7) автомат - облегченная автоматическая винтовка непрерывного или комбинированного огня с укороченным стволом;
         8) пулемет - стрелковое автоматическое оружие, устанавливаемое при стрельбе на специально сконструированную для него опору и предназначенное для ведения длительного непрерывного огня;
         9) ручной пулемет - пулемет, предназначенный для стрельбы с сошек с упором приклада в плечо;
        10) станковый пулемет-пулемет, предназначенный для стрельбы со специального станка;
        11) единый пулемет - пулемет, предназначенный для использования в качество как ручного, так и станкового;
        12) крупнокалиберная винтовка;
        13) крупнокалиберный пулемет;
        14) малокалиберная автоматическая пушка;
       • по степени автоматизации:
         1) неавтоматическое оружие - оружие, в котором досылка каждого патрона производится стрелком вручную;
         2) самозарядное стрелковое оружие - оружие, в котором все процессы перезаряжания происходят без участия стрелка;

9

         3)  автоматическое стрелковое оружие - стрелковое оружие непрерывной или комбинированной стрельбы.
      Работа автоматического оружия представляет собой систему последовательных операций и взаимодействия исполнительных механизмов, которые можно разделить на основные, необходимые для производства выстрела и на механизмы управления и регулирования.
      К основным механизмам автоматической стрельбы можно отнести:
       •  патроноподающие;
       •  патронодосылающие;
       •  закрывания канала ствола;
       •  запирания затвора;
       •  воспламенения;
       •  процесс выстрела;
       •  двигатель автоматики;
       •  отпирания затвора;
       •  открывания канала ствола;
       •  извлечения гильзы (осечного патрона);
       •  отражения гильзы (осечного патрона);
       •  удара (разворота) в заднем положении.
      К механизмам системы управления и регулирования автоматики относятся:
       •  спусковые, ударно-спусковые;
       •  предохранительные;
       •  перезарядки;
       •  замедлительные;
       •  ускорительные;
       •  противоотскоки;
       •  подтяга патрона к затвору перед выстрелом;
       •  обтюрации;
       •  буферные;
       •  дульные;
       •  откатники.
      В некоторых видах оружия основные механизмы (операции) могут быть совмещены, а некоторые механизмы управления могут отсутствовать.

    Глава 1 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ


     Основной особенностью метательного оружия является метание снаряда в цель с использованием какого-то вида энергии - мускульная энергия, силы упругости, энергия сжатого воздуха и газа и энергия порохового заряда (рис. 1.1), электроэнергия и др.


Рис. 1.1. Схема первых образцов огнестрельного оружия:
1 - правило;2 - затравочное отверстие; 3 - ствол;
4 - снаряд; 5 - крепление ствола; 6 - обтюратор;
7 - пыж; 8 - пороховой заряд

     Стремление первобытного человека увеличить силу удара, оставаясь на сравнительно безопасном расстоянии от зверя или противника, привело к изобретению боласа, пращи, дротика и других метательных орудий.


     Улучшение способов заряжания огнестрельного оружия
     Заряжание первых ружей осуществлялось с дульной части путем поочередной засыпки пороха (пороховой мякоти), вставления пыжа и снаряда. Все это уплотнялось шомполом. Скорострельность таких ружей составляла один выстрел в 2-3 мин. Порох засыпали на глаз, что не обеспечивало однородной баллистики отдельных выстрелов.
     В начале XVI века порох научились делать зернистым, чтобы не прилипал к стенкам ствола, и, кроме того, появились приспособления, позволяющие отмеривать необходимые объемы пороха. Эти мероприятия позволили увеличить скорострельность.


11

     В конце XVII века был введен патрон, представлявший собой бумажный цилиндр с заклеенным в нем зарядом пороха и пули. Перед заряжанием патрон разрывали зубами («скусывали»), часть пороха отсыпали на затравочную полку, остальную высыпали в ствол, куда вкладывали и пулю, а бумажный корпус патрона использовался в качестве пыжа.
     Неудобства и трудности заряжания огнестрельного оружия с дула послужили причиной и привели к созданию казнозарядного оружия. Заряжание с казны начало осуществляться в первой половине XIX века, когда появились казнозарядные ружья ударно-капсюльной системы с вкладной каморой или затвором (рис. 1.2).


Рис. 1.2. Схема казнозарядного капсюльного ружья:
1 - курок; 2 - капсюль; 3 - отверстие; 4 - обертка; 5 - порох;6 - пуля;
7 - ствол;8 - ложа;9 - скоба; 10 - спусковой крючок

     Заряжание казны имело целый ряд преимуществ. Оно удобнее уже потому, что стрелку для заряжания не нужно было каждый раз поворачивать ружье дульной частью к себе и становиться во весь рост. Кроме того, заряженные с казны пули могли решить вопрос обтюрации (предотвращения прорыва пороховых газов) со стволом. Заряжание с казны открывало путь к созданию унитарных патронов и дальнейшему совершенствованию механизмов ружей.
     Известно множество систем казнозарядных капсюльных ружей, но все они были принципиально одинаковыми. Так или иначе, в них открывался доступ в канал ствола со стороны казенной части, в зарядную камору вводились пуля и заряд (часто объединенные бумажным пакетом в единое целое), после чего ствол запирался. Затем взводился курок, на затравочный стержень надевался капсюль, и ружье оказывалось готовым к выстрелу.
     Много хлопот доставил конструкторам прорыв пороховых газов со стороны казенной части. Ни тщательные подгонки, ни применение разного рода прокладок не обеспечивали надежной обтюрации, т. е. герметичность зарядной

12