Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЕ ОГНЕСТРЕЛЬНОЕ ОРУЖИЕ "РЕДУКТОР"

Изобретение относится к ручному полуавтоматическому (самозарядному) огнестрельному оружию, преимущественно к револьверам полицейского вида.

Как показывает анализ работы автоматики современного оружия, вся она базируется либо на внешнем приводе, либо на отводе пороховых газов из канала ствола, либо на использовании силы отдачи, т.е. на законе сохранения количества движения системы из пули (снаряда) и других систем оружия (затвора, ствольной коробки, иных деталей, их комбинаций и всего оружия в целом).

Наряду с длинноствольным оружием и пистолетами, известен и ряд револьверов классического типа, в которых поворот барабана осуществлялся при преобразовании преимущественно прямого движения отдачи во вращательное движение барабана [1. Жук А.Б. Револьверы и пистолеты. – М.:1992. – С. 43, 109, схемы 5.2 – 5.4 Маузер].

При том, что это приводит к перемещению (при стрельбе) рамки со стволом, такой способ обычно ведет и к усложнению конструкции барабана, на которую наносят зигзагообразные пазы (характерный внешний признак таких систем автоматики), а. значит и к силовому принуждению барабана к провороту в условиях неблагоприятного расклада сил – активных и трения).

Как другой пример, в длинноствольном оружии с автоматикой (автоматической пушкой «Владимир»), основанной на использовании внешнего привода [См., например, 2. RU 2342618 С2, F41A 5/06 (2006.01), 27.12.2008] последний выполнен электромеханическим с цилиндрическим зубчатым одноступенчатым мультипликатором (судя по иллюстрации, поскольку в описании назван «редуктором») и вращает ствол и, в параллель одновременно, блок предварительной раскрутки снаряда непосредственно перед его досылкой в патронник ствола во избежание ударных нагрузок.

Однако ствол при этом имеет возможность вращения принудительно от упомянутого электродвигателя, требующего внешнего электропитания, с мультипликаторной (судя по илл.) частью, в целях ускорения вращения снаряда, движущегося по нарезному каналу ствола, т.е. добавочно к скорости закрутки снаряда нарезами канала ствола, а механизм подачи снарядов и не описан и не проиллюстрирован (поз. 10 относится лишь к снарядной/патронной ленте, из чего следует лишь тип механизма – ленточный) оставаясь неким «родным» приводом базового объекта техники. Такое устройство решает, прежде всего, (повторим) проблему скорости раскрутки снаряда/патрона за срезом ствола, к тому же для короткоствольного ручного оружия, к каковому относятся револьверы, неприемлемо.

В классических револьверах, в которых предусмотрена комбинация ударно-спускового механизма с механизмом подачи патронов (проворота барабана на один межкаморный угол φ) с возможностью производства выстрела «самовзводом», нельзя считать «автоматикой», поскольку предварительный (перед выстрелом) проворот барабана обусловлен ручным воздействием на спусковой крючок.

Известны пистолеты фирмы Сэведж армз Ко (США), включающие в себя ствольную коробку и/или рамку, в которой(ых) находится нарезной ствол, затвор, ударно-спусковой механизм (УСМ) и механизм подачи боеприпасов (патронов) (МПБ); при этом ствол на своей наружной поверхности имеет два выступа, один из которых скользит внутри наклонного паза неподвижной коробки и/или рамки, а другой – внутри поперечного паза в затворе, так что вслед за затвором отдача увлекает за собой и ствол, который одновременно пытается провернуться вокруг своей продольной оси за счет реактивного момента взаимодействия пули с нарезами канала ствола, упомянутым вторым выступом прижимаясь к краю продольного и слегка искривленного выреза на кожухе затвора, затормаживая таким образом отход подвижных частей; с выходом особого запирающего выступа из поперечного паза затвора последний освобождается и, продолжая двигаться, по инерции, назад, экстрагирует стреляную гильзу, а также сжимая пружину; а достигнув крайнего заднего положения, возвращается в исходное переднее положение, досылая в патронник ствола очередной патрон [3. Жук А.Б. Револьверы и пистолеты. – М.:1992. – С. 261; 4. Жук А.Б. Револьверы и пистолеты. – М.: Воениздат, 1983. – С. 289-290].

Однако, при всей своей оригинальности и практическом значении, как видим, тенденция ствола к вращению от движущейся по нарезам пули не есть «проворот» в прямом понимании этого слова и используется не для подачи патронов на линию выстрела, а для торможения откатных частей. Кроме того, это представляет интерес в приложении к пушечному оружию, а в части ручного стрелкового оружия – лишь к пистолетам. Для револьверов такое устройство тоже неприменимо.

Наиболее близким к заявленному изобретению по назначению и совокупности конструктивных признаков (прототипом) является полуавтоматическое (самозарядное) огнестрельное (стрелково-пушечное) оружие (для обеспечения способа автоматизации), содержащее нарезной ствол, установленный в ствольной коробке с возможностью его вращения вокруг продольной своей оси вследствие движения снаряда по нарезному каналу ствола, магазин под боеприпасы, механизм подачи боеприпасов (МПБ) и ударно-спусковой механизм (УСМ) с использованием упомянутого вращения ствола [5. RU 2295101 C2, F41A 25/22 (2006.01), 27.10.2006].

В нем предусмотрен продольно-движущийся затвор, магазин – ленточного типа, а УСМ и привод МПБ описаны только в части привода затвора, выполненного и функционирующего следующим образом.

На внешней поверхности ствола закреплены ролики и на ствол надета муфта, имеющая на внутренней поверхности копиры, взаимодействующие с роликами для обеспечения возвратно-поступательного движения затвора относительно ствольной коробки, между муфтой и задним выступом на ствольной коробке установлена пружина сжатия, при этом муфта соединена с затвором, а со стороны казенника ствол выполнен с выступами или вырезами, входящими при вращении ствола в зацепление с соответствующими вырезами или выступами затвора для запирания канала ствола на время выстрела.

Однако, и устройство-прототип [5], при всех своих неоспоримых положительных качествах, непригоден в таком виде к использованию в оружии револьверного типа, прежде всего в короткоствольном относительно небольшого калибра – револьверах. А в револьверах классических компоновок, как следует «попутно» отметить, особо остро стоит проблема уравновешенности (поскольку ось канала ствола расположена относительно высоко над рукояткой оружия – возвышается, как правило, над осью вращения барабана на величину радиуса расположения осей камор в барабане).

Технической проблемой (задачей), на решение которой направлено заявленное изобретение, является целесообразность, во-первых, распространения принципа автоматики с использованием вращения нарезного ствола движущимся по нему снарядом также и на оружие револьверного типа (с соответствующим конструктивным усовершенствованием), во-вторых, упрощения при этом системы автоматики, а следовательно – облегчения конструкции, повышения надежности работы и удешевления оружия, в третьих, расширения возможности общей компоновки и уравновешенности оружия, а также, в-третьих, расширения спектра систем револьверного типа в условиях конкурентного оборота оружия.

Решение поставленной комплексной технической проблемы (задачи) достигается тем, что в полуавтоматическом огнестрельном оружии, содержащем нарезной ствол, установленный в ствольной коробке с возможностью его вращения вокруг продольной своей оси вследствие движения снаряда по нарезному каналу ствола, магазин под боеприпасы, механизм подачи боеприпасов с использованием упомянутого вращения ствола и ударно-спусковой механизм, согласно заявляемому изобретению, магазин выполнен в виде барабана револьверного типа, а механизм подачи боеприпасов – в виде механического редуктора с продольно ориентированными осями зубчатых колес, ведущее колесо которого неподвижно относительно ствола, а ведомое – относительно барабана.

Решение технической проблемы достигается также за счёт дополнительных конструктивных признаков (при сформулированной выше основной совокупности признаков):

– барабан и редуктор могут быть выполнены цилиндрическими, редуктор – одноступенчатым, при этом ведущее колесо редуктора – внешнего зацепления и расположено на пеньке ствола, а ведомое – внутреннего зацепления и выполнено в виде зубчатого венца на цилиндрическом козырьке, предусмотренном на переднем торце барабана (Это оптимизирует конструкцию по высоте, за счет минимизации межцентрового расстояния зубчатой пары, использования внутреннего объема в пределах наружного диаметра барабана, а также способствует герметизации смазываемых частей оружия, чувствительных к загрязнению извне);

– ось вращения барабана может быть расположена выше продольной оси канала ствола на величину радиуса расположения продольных осей камор в барабане (Это приближает линию выстрела к центру масс оружия и к рукоятке, удерживаемой кистью руки стрелка, обеспечивая тем самым лучшую балансировку оружия, а значит и точность стрельбы).

– оружие может быть выполнено ручным короткоствольным, в виде револьвера, при этом ствол установлен в ствольной коробке на рамке с рукояткой, а боеприпасы выполнены пулевыми (Это в большей степени проявляет преимущества заявляемого устройства в силу сложившейся практики реализации револьверного типа оружия именно как ручного короткоствольного, а также не приведет к существенным затратам на ранних стадиях внедрения);

– барабан может быть выполнен с рельефной наружной цилиндрической поверхностью, рельеф которой образован продольными выборками в количестве, равном количеству камор и расположенными с одинаковым угловым шагом между каморами (Этот, казалось бы, устоявшийся и весьма распространенный конструктивный признак револьверов в данном случае дает несколько больший положительный эффект, как существенно повышающий сцепление пальцев кисти руки стрелка с барабаном при его ручном провороте, в условиях несколько повышенного сопротивления провороту по причине мультипликаторного режима прокрутки редуктора);

– барабан может быть выполнен, по меньшей мере, с пятью каморами под пистолетный патрон калибром 9 мм (Это дополнительно расширяет возможности стрелковой системы по унификации боеприпасов с ориентацией на имеющийся или перспективный спектр пистолетных патронов в России, а также оптимизирует количество патронов в боекомплекте полностью снаряженного револьвера, как альтернативные варианты на выбор Заказчика и Производителя оружия).

Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной. В то же время, именно за счёт последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей.

На чертежах изображён один из возможных примеров конструктивной реализации заявляемого полуавтоматического (самозарядного) огнестрельного оружия – шестизарядный одноствольный концепт револьвера с однорядным цилиндрическим барабаном под патрон 9 мм:

на фиг. 1 показан револьвер, вид сбоку (слева) в разрезе по корпусу, где d – калибр револьвера и патронов к нему; R_к – радиус расположения камор в барабане; L и H – габаритные длина и высота револьвера;

на фиг. 2 – то же, общий внешний вид сбоку (справа),

на фиг. 3 – то же, общий вид спереди, где B – габаритная толщина револьвера;

на фиг. 4 – то же, общий вид справа-спереди-сверху, 3D-изображение;

на фиг. 5 – то же, без ствольной коробки (для демонстрации зубчатого редуктора между пеньком ствола и барабаном);

На чертежах основные упоминаемые в описании револьвера составные его части обозначены номерами позиций:

1 – ствол; 2 – ось ствола; 3 – нарезы канала ствола; 4 – канал ствола; 5 – нижнее отверстие в ствольной коробке; 6 – ствольная коробка; 7 – поперечный шарнир крепления ствольной коробки; 8 – пружинный фиксатор ствольной коробки; 9 – пружина раскрытия револьвера; 10 – рамка револьвера; 11 – подшипники(ик) установки ствола в ствольной коробке; 12 – боеприпасы (патроны); 13 – барабан; 14 – ось барабана; 15 – ведущее зубчатое колесо редуктора; 16 – ведомое зубчатое колесо редуктора; 17 – спусковой крючок; 18 – ударник; 19 – толкатель ударника; 20 – поперечная ось (шарнир) взаимосвязи спускового крючка и толкателя ударника; 21 – боевая пружина; 22 – винт крепления боевой пружины; 23 – пластинчатая отжимная пружина толкателя ударника; 24 – возвратная пружина толкателя ударника; 25 – каморы барабана под боеприпасы (патроны); 26 – устройство фиксации барабана; 27 – цилиндрический козырек барабана; 28 – рукоятка револьвера; 29 – полость (шахта) рукоятки; 30 – винты крепления рукоятки; 31 – продольные выборки на барабане; 32 – диск экстрактора; 33 – ось экстрактора (она же – активная часть фиксатора ствольной коробки); 34 – возвратная пружина оси экстрактора; 35 – рычажок (верхний отросток) оси экстрактора; 36 – окно ствольной коробки; 37 – резьбовая пробка-заглушка-упор пружины экстрактора; 38 – верхнее отверстие ствольной коробки.

Револьвер «Редуктор», как частный случай, пример полуавтоматического (самозарядного) огнестрельного оружия, содержит: ствол 1 калибра d с продольной осью 2 и нарезами 3 его канала 4, установленный в нижнем отверстии 5 ствольной коробки 6, связанной поперечным шарниром 7 ее поворота вверх-вперед, пружинным фиксатором 8 и пружиной 9 раскрытия револьвера, с рамкой (корпусом) 10, при этом ствол 1 установлен на подшипниках(е) скольжения 11 с возможностью вращения ствола 1 вокруг продольной своей оси 2 вследствие движения снаряда (пули) по каналу 4 ствола 1 с нарезами 3; магазин барабанного типа под унитарные боеприпасы (патроны) 12 калибра d, далее – цилиндрический барабан 13 с продольной осью 14 его вращения/поворота; механизм подачи боеприпасов, далее – МПБ (см. подробнее ниже по тексту) с использованием упомянутого вращения ствола 1 и независимый от МПБ ударно-спусковой механизм, далее – УСМ (подробнее также см. ниже).

МПБ выполнен в виде механического редуктора (передаточное отношение от ведущего колеса 15 к ведомому 16 больше единицы) с продольно ориентированными осями зубчатых колес 15, 16. Ведущее колесо 15 редуктора неподвижно относительно ствола 1, а ведомое колесо 16 – относительно барабана 1, при этом они могут быть выполнены, разумеется, заодно целое с «несущими» зубчатые венцы (15 и 16) деталями – стволом 1 и барабаном 13 соответственно.

УСМ включает в себя: спусковой крючок 17; ударник 18; толкатель 19 ударника 18 от спускового крючка 17, объединенный с крючком 17 поперечной осью 20 и имеющий задний косой срез для взаимодействия с ударником 18; плоскую боевую пружину 21 на винте 22, непосредственно за ударником 18; пластинчатую опорную пружину 23 крючка 17 непосредственно за ним; возвратную пружину 24 крючка 17 с толкателем 19.

Передаточное число редуктора (15-16), угловой шаг φ барабана 13 по числу камор 25 в нем под боекомплект – боеприпасы (патроны) 12, шаг и длина нарезов 3 канала 4 ствола 1 соответствующим образом согласуют c энергией снаряда (пули) боеприпаса (патрона) 12, жесткостью фиксации кинематическим и динамическим расчетами в каждом конкретном случае (при проектировании и испытаниях).

Предусмотрено также устройство 26 фиксации барабана 13 в «боевых» положениях, количество которых, как обычно, определяется количеством и расположением камор 25 с угловым шагом φ. Оно выполнено традиционно для револьверов – с зубом, входящим в углубления (не показаны), предусмотренные на заднем торце барабана 13 с угловым шагом φ.

Для зарядки/перезарядки револьвера здесь предусмотрена широко распространенная схема с возможностью расфиксации и поворота блока «ствол 1 – барабан 13» в продольной вертикальной плоскости на шарнире 7 с горизонтальной поперечной осью. Поскольку для заявляемого технического решения схема, например, с откидным барабаном не годится (редуктор препятствует боковому откидыванию).

Дальнейшее описание устройства относится в основном к частным примерам (случаям) выполнения заявляемого оружия (револьвера), как правило, с дополнительными, в сравнении с описанным «базовым», техническими преимуществами.

Барабан 13 и редуктор 15-16 выполнены цилиндрическими, редуктор – одноступенчатым (т.е. в виде уже упомянутой пары зубчатых колес 15-16), при этом ведущее колесо 15 редуктора – внешнего зацепления и расположено на пеньке ствола 1, а ведомое 16 – внутреннего зацепления и выполнено в виде зубчатого венца 16 на цилиндрическом козырьке 27, предусмотренном на переднем торце барабана 1.

Ось 14 вращения барабана 13 расположена выше продольной оси 2 канала 4 ствола 1 на величину радиуса R_к расположения продольных осей камор 25 в барабане 13. При этом величина R_к совпадает с величиной межцентрового расстояния колес 15, 16 редуктора.

Оружие выполнено (повторим, как частный, преимущественный случай) ручным короткоствольным, в виде револьвера, при этом ствол 1 установлен в рамке 10, с рукояткой 28 (с полостью или «шахтой» 29) на двух винтах 30, а боеприпасы 12 выполнены пулевыми.

Допустимо расположение рукоятки 29 как за барабаном 13, так и под барабаном 13 с его частичной посадкой в полость (шахту) 29 рукоятки 28 для снижения высоты H оружия.

Барабан 13 выполнен «традиционно» с рельефной наружной цилиндрической поверхностью, рельеф которой образован продольными (показано на фиг. 2, 4 и 5) или уголковыми выборками 31 в количестве, равном количеству камор 25 и расположенными с одинаковым угловым шагом φ между каморами 25. Однако здесь эта «традиционность» приобретает особое значение: ручной проворот барабана 13 в данной схеме требует несколько большего прикладываемого крутящего момента в связи с мультипликаторным режимом работы редуктора 15-16 при этом.

В ствольной коробке 6 установлен также экстрактор, включающий в себя расположенный непосредственно за барабаном 13 захватный диск 32 с осью 33, цилиндрическую возвратную пружину оси 34 с ручным рычажком (верхним отростком) 35 в направляющем окне 36 (одновременно образующем рукоятку для открытия оружия) ствольной коробки 6, и резьбовую пробку 37 в качестве заглушки-упора для пружины 34, при этом элементы (33, 34, 37) встроены в верхнее отверстие 38 ствольной коробки 6, с возможностью ручного смещения оси 34 вперед (расфиксация ствольной коробки) и назад при открытой (повернутой на шарнире 27) ствольной коробке 6 (экстракция). В данном случае был применен частный пример под гильзы 9ПМ с проточками, но в случае с гильзами с закраинами форма экстрактора может быть упрощена.

Может быть применена схема с заменой барабана 13 и поочередной экстракцией гильз из вынутого барабана 13. Эта схема не требует экстрактора, что также упрощает конструкцию револьвера, но возможно потребует нанесения фасок на лобовые поверхности зубьев 15, 16 для упрощения сопряжения ствола 1 и барабана 13 при одевания последнего на ось 14.

Барабан 13 выполнен, с шестью (в общем случае – по меньшей мере, пятью) каморами 25 под револьверный или пистолетный патрон 12 калибра d = 9 мм.

Немаловажное положительное значение имеет герметичность оружия, свойственная заявляемой конструкции.

В данном конкретном примере реализации изобретения револьвер имеет габаритные длину × высоту × толщину L × H × B соответственно 155 × 132 × 40 мм и массу 0,750 кг, что вполне вписывается в среднестатистические массогабаритные показатели автоматических револьверов и пистолетов.

Заявляемое устройство на примере револьвера работает (им пользуются) следующим образом (опишем сначала только принцип действия, особенности работы, связанные с новизной устройства, а затем – подробности, связанные с конкретным примером конструкции).

При ручном провороте непосредственно барабана 13 (например, при выборе определенной каморы 25 с патроном в качестве «боевой» для первого выстрела, при выборе типа патрона в пределах боекомплекта, при фрагментарном заряжании / подзаряжании, или в игре в «русскую рулетку») проворачивается, естественно, и ствол 1. Однако свободная его установка с незначительным сопротивлением вращению (на подшипнике скольжения 11 в масле) обеспечивает отсутствие проблем с ручным проворотом в условиях мультипликаторного режима работы редуктора 15-16. Наличие же упомянутых развитых продольных или уголковых выемок 31, определяющих рельефность («зубчатость») наружной цилиндрической поверхности барабана 13, значительно облегчает осуществление таких эксплуатационных режимов.

При «боевом» нажатии на спусковой крючок срабатывает УСМ и пуля, переместившись из каморы 25 в канал 4 ствола 1 и двигаясь по его нарезам 3 (с шагом, отличным от нулевого), не только раскручивается (основное назначение нарезов 3), но и вызывает вращение самого ствола 1 (дополнительное назначение нарезов 3 при такой схеме работы автоматики устройства подачи патронов 12) по причине свободной установки ствола 1. Вращение же ствола 1 вызывает вращение зубчатой пары (редуктора 15-16 и, далее, вращение барабана 13, которое сопровождается силовым снятием барабана 13 с фиксатора 26 и автоматическим же прерыванием вращения постановкой его на фиксатор через угловой шаг φ. С фиксацией барабана 13 стопорится и ствол 1.

Далее – подробное описание работы примера устройства.

При нажатии указательным пальцем стрелка на спусковой крючок 17 последний, скользя верхней частью, смещается назад (на фиг. 1 – вправо), преодолевая сопротивление возвратной пружины 24, и, будучи объединённым через ось-шарнир 20 с толкателем 19, смещает его назад (на фиг. 1 – также вправо), вводя во взаимодействие с ударником 18. Ударник 18, преодолевая сопротивление боевой пружины 21, смещается назад до тех пор, пока задний косой срез толкателя 19 (на фиг. 1 виден, но не обозначен позицией ввиду высокой насыщенности мелких деталей) не войдет во взаимодействие с вырезом (виден там же) на задней стенке рамки 10, после чего толкатель 19, преодолевая сопротивление пружин 23 (главное) и 24, поворачивается на небольшой угол вокруг оси 20, выходя из зацепления с ударником 18. Освободившийся ударник 18 под действием боевой пружины 21 накалывает капсюль гильзы патрона 12. Происходит выстрел!

При отпускании пальцем спускового крючка 17 последний под действием своей возвратной пружины 24 тянет за собой толкатель 19, который, поворачиваясь под действием пластинчатой пружины 23 вокруг оси 20, входит выступом за передний срез ударника 18.

При выстреле пуля патрона 12, врезаясь в нарезы 3, начинает поворачивать ствол 1, который проворачивает барабан 13, с выводом зуба устройства фиксации 26 из углубления на поверхности и ускорит вращение барабана 13. Дальнейшее вращение барабана 13 должно проходить до попадания зуба устройства фиксации 26 в следующее углубление.

Для производства каждого очередного выстрела вновь нажимают на спусковой крючок 17, вызывая очередной полный цикл работы УСМ.

Для перезарядки револьвера рычажок (верхний отросток) 35 оси 33 экстрактора сперва подают вперед для выхода оси 33 из отверстия (в данной конструкции – ответной части фиксатора 8) на рамке 10, после чего ствольную коробку 6 откидывают на шарнире 7 вверх-вперед (на фиг. 1 – против часовой стрелки) при серводействии пружины 9 раскрытия револьвера и экстрактор перемещают тем же рычажком 35 назад для выброса, как правило, гильз и/или осечных патронов 12 захватным диском 32. После этого отпущенный экстрактор под действием возвратной пружины 34 возвращается в нейтральное положение, и револьвер может быть перезаряжен и закрыт в обратном порядке.

При расположении оси 14 вращения барабана 13 выше продольной оси 2 канала 4 ствола 1 на величину радиуса R_к расположения продольных осей камор 25 в барабане 12, момент отдачи оружия, с учетом удержания кистью руки стрелка за рукоятку 28, существенно меньше, чем в «классических» схемах с расположением оси вращения барабана ниже продольной оси канала ствола.

Таким образом, использование изобретения позволяет получить следующий технический результат:

– распространить (адаптировать) известный принцип (способ) автоматики с использованием вращения нарезного ствола движущимся по нему снарядом также и на оружие револьверного типа (с соответствующим конструктивным усовершенствованием);

– упростить при этом систему автоматики, а следовательно – облегчить конструкцию, повысить надежность работы и удешевить оружие;

– расширить возможности общей компоновки и уравновешенности оружия;

– расширить спектр систем револьверного типа в условиях конкурентного оборота оружия.

Заявляемое оружие револьверного типа, естественно, не предназначено для полной замены собою всех существующих ныне систем, но рекомендуется для разумно-ограниченного производства и использования, в порядке расширения номенклатуры огнестрельного оружия, прежде всего ручного короткоствольного.

Весте с тем, ликвидация обычных недостатков традиционных полуавтоматических револьверов плюс герметизация его механизмов и могут сделать такое оружие, в отличие от его нынешних конкурентов, не коллекционным и спортивным, а серьезным служебным оружием.

Изобретение создано в свободное от основной работы время и без использования информации, составляющей государственную или коммерческую тайну.