Механизм запирания и отпирания канала ствола — совокупность деталей, предназначенных для запирания канала ствола во время выстрела и отпирания после него.
Узел запирания — совокупность деталей, входящих в механизм запирания и отпирания канала ствола, которые в момент выстрела непосредственно обеспечивают удержание гильзы в патроннике ствола. Основной деталью этого узла является затвор.
Механизмы с жёстко сцепляющимся со стволом затвором
Поворотом затвора (боевой личинки, муфты)
При запирании ствола поворотом затвора затворная рама доводит затвор до соприкосновения с казённым срезом, после чего затвор останавливается, а затворная рама продолжает движение вперёд. Скос затворной рамы при этом воздействует на поворачивающий выступ затвора (боевой личинки, муфты, другой детали), что вызывает его вращение вокруг своей оси и заводит запирающие выступы за вырезы в ствольной коробке либо в хвостовике ствола. Весь механизм представляет собой механический триггер Шмитта. Движение затворной рамы к стволу до упора устанавливает триггер в одно состояние, а движение затворной рамы от ствола до упора устанавливает триггер в другое состояние.
Во избежание расклинивания первичный поворот затвор обычно получает от взаимодействия не со скосом затворной рамы, а с наклонным пазом ствольной коробки; поворачивающий выступ затвора при этом находится на перпендикулярной площадке в начале скоса затворной рамы. После того, как поворачивающий выступ затвора выведен на наклонный участок скоса затворной рамы, паз ствольной коробки переходит из наклонного в перпендикулярный, обеспечивая тем самым фиксацию зеркала затвора у казённого среза ствола; поворот затвора в дальнейшем обеспечивается взаимодействием со скосом затворной рамы.
Число запирающих выступов затвора в современных системах варьируется от 2 до 8…10.
Запирание поворотом затвора применяется с Первой мировой войны - пулемёт Льюиса, во Второй мировой войне запирание поворотом затвора применялось в винтовке "Гаранд" - основном оружии пехоты армии США. Сейчас такой способ запирания применяется в системах автоматического стрелкового оружия, принятых в вооружённых силах России, некоторых странах НАТО, КНР, Индии, Израиля, а также в основанных на них образцах для гражданского рынка.
Наиболее известные образцы автоматического и самозарядного стрелкового оружия, использующие принцип запирания ствола поворотом затвора: Lewis (пулемёт Льюис) M1 Garand Автомат Калашникова M14 M16 FN Minimi Steyr AUG L85 HK G36
Перекосом затвора
При запирании перекосом затворная рама в крайней передней точке перемещает всё тело затвора в продольной плоскости (в то время как при запирании поворотом затвора — в поперечной), при этом задний конец затвора заходит за опорную плоскость ствольной коробки. Зеркало затвора после запирания принимает положение, перпендикулярное каналу ствола, и, соответственно, донцу гильзы. Весь механизм представляет собой механический триггер Шмитта. Движение затворной рамы к стволу до упора устанавливает триггер в одно состояние, а движение затворной рамы от ствола до упора устанавливает триггер в другое состояние.
Принцип запирания перекосом затвора пользовался особой популярностью среди конструкторов-оружейников в первой половине XX века. Наиболее известные образцы автоматического и самозарядного оружия, использующие этот принцип запирания:
СВТ-40 Самозарядный карабин Симонова StG-44 АС-44 FN FAL
В настоящее время ввиду ряда своих особенностей, таких, как несимметричность запирания и расположение точки, в которой непосредственно осуществляется запирание, далеко позади казённого среза ствола, в районе заднего среза затвора, что вынуждает выполнять ствольную коробку фрезерованием из стальной поковки, эта схема используется редко.
Запирание качающейся личинкой (рычагом)
При запирании качающейся личинкой (рычагом) фиксация затвора у казённого среза ствола обеспечивается с помощью промежуточной детали, подвижной в плоскости, параллельной оси ствола.
При использовании автоматики на основе отдачи ствола запирание осуществляется за опорные поверхности на стволе либо на затворе. После выстрела подвижный ствол проходит некоторый путь в запертом состоянии, после чего личинка встречает уступ ствольной коробки (рамы пистолета), сдвигается в плоскости, перпендикулярной оси ствола, отпирая его и давая отойти затвору.
В системах с газовым двигателем автоматики опорные поверхности, за которые заходит личинка при запирании, располагаются на ствольной коробке; сдвиг личинки в вертикальной плоскости происходит с началом движения газового поршня, воздействующего на затворную раму.
Для сочленения личинки с подвижными частями автоматики могут использоваться как копирные поверхности (например, в пулемёте Browning M1917), так и шарниры (например, в автоматической винтовке Browning BAR M1918).
Запирание личинкой широко используется в самых различных видах стрелкового оружия: автоматах и пулемётах, пистолетах, самозарядных охотничьих дробовиках.
Примеры самозарядных винтовок, автоматов и пулемётов, использующих принцип запирания качающейся личинкой: Автомат Фёдорова семейство пулемётов французской фирмы Hotchkiss Браунинг M1917 (Ckm wz.30) Браунинг M1919 Браунинг М2 Браунинг M1918 FN MAG CZ SA Vz.58
Примеры пистолетов, использующих принцип запирания качающейся личинкой: Mauser C96 Walther P38 Намбу Тип 14 Lahti L-35 Beretta 92
Примеры самозарядных дробовиков, использующих принцип запирания качающейся личинкой: Бекас-Авто Browning Auto-5
Запирание раздвижными боевыми упорами (парой боевых личинок) В определённой степени напоминает предыдущий вариант, но боевых личинок / упоров два и расположены они по бокам затвора. Применено во всех пулемётах Дегтярёва, в том числе — ДП и его вариантах, РП-46, РПД, ДШК, и ряде основанных на них конструкций. Автоматика этих пулемётов приводилась в действие отводимыми из канала ствола пороховыми газами. После прихода в переднее положение, затвор утыкается в казённый срез ствола, а затворная рама с ударником продолжает по инерции движение вперёд. Утолщённая часть соединённого с затворной рамой ударника разводит в стороны боевые упоры, расположенные по бокам затвора и соединённые с ним при помощи копирных пазов; при запирании они качаются в горизонтальной плоскости, сцепляя его с затворной коробкой. Отпирание производится за счёт газоотводного двигателя с длинным ходом поршня, который после выстрела отводит назад затворную раму с ударником и специальным фигурным выемом на ней сводит боевые упоры. Также из иностранных образцов с аналогичным принципом запирания можно отметить швейцарский единый пулемёт MG 51, в котором, однако, для работы автоматики используется отдача ствола с коротким ходом.
Этот механизм запирания очень надёжен и сравнительно прост конструктивно, но требует тщательной подгонки каждого боевого упора по месту для соблюдения симметричности запирания, а кроме того — массивных и прочных стенок ствольной коробки, за вырезы в которых осуществляется запирание, что повышает металлоёмкость и массу оружия.
Роликовое запирание
В немецком пулемёте MG-42 применялось роликовое запирание при автоматике, работавшей от отдачи ствола с коротким ходом.
Затвор пулемёта состоит из двух частей: боевой личинки, на которой выполнены зеркало затвора и направляющие для роликов, и стебля затвора, в передней части которого имеется клин. Между скосами клина и боевой личинкой находится пара роликов. При запирании клин раздвигает ролики, заводя их в пазы на муфте ствола и фиксируя боевую личинку у казённого среза. После выстрела ствол некоторое время отходит назад в запертом состоянии, после чего ролики сводятся наклонными пазами ствольной коробки, попутно выталкивая назад стебель затвора. В определённый момент ролики выходят из пазов на муфте ствола, и боевая личинка может отойти назад вместе со стеблем затвора.
В данном случае, наиболее существенным преимуществом этой схемы было запирание за отросток ствола, что позволило выполнить ствольную коробку пулемёта в виде дешёвой штампованной детали, в отличие от очень сложной в производстве фрезерованной у предыдущего образца.
Аналогичный принцип запирания применительно к самозарядному пистолету был реализован чехословацкими конструкторами в модели CZ 52. Слабым местом этого оружия считается участок кожух-затвора в районе одного из запирающих роликов, в котором иногда возникают усталостные трещины металла, особенно при стрельбе усиленными патронами того же калибра, предназначенными для пистолетов-пулемётов.
Запирание коленчатой парой рычагов (кривошипно-шатунное)
При использовании данного принципа запирания затвор фиксируется у казённого среза ствола парой сочленённых рычагов. Свободный конец одного из рычагов шарнирно закреплён на затворе, другого — на неподвижных деталях оружия. Рычаги находятся в мёртвой точке, то есть угол между их плечами близок к 180 градусам, так, что при откате подвижных частей автоматики рычаги не складываются в сторону, а сохраняют это положение до тех пор, пока их сочленение не встретит специальный уступ на неподвижной ствольной коробке. После этого рычаги могут сложиться, а затвор — самостоятельно отойти назад.
Конструкции, использующие этот принцип запирания, отличаются сложностью изготовления, и современные конструкторы его практически не применяют. В то же время запирание ствола коленчатой парой рычагов применялось сразу в трёх хорошо известных исторических образцах стрелкового оружия: пулемёте Максима (таким образом, это был первый принцип запирания канала ствола, реализованный в массово производимом автоматическом оружии), пистолете «Парабеллум» системы Георга Люгера, и магазинных винтовках Генри и Генри — Винчестера, за исключением модели 1895 года c клиновым запиранием. Из современных образцов кривошипно-шатунное запирание используется, например, на малокалиберных карабинах БИ-7 и «Соболь», а также — созданной на их базе снайперской винтовке СВ-99, что позволило создать оружие с очень быстрой и удобной перезарядкой.
Запирание запирающим клином Сцепление затвора со ствольной коробкой и стволом осуществляется деталью, называемой клином, движущейся в плоскости, точно или примерно перпендикулярной оси канала ствола (причём обычно — вертикальной). Клин входит в поперечный паз на затворе, надёжно запирая его. Запирающий клин может располагаться как в передней, так и в задней частях затвора. В первом случае узел запирания получится компактным, но может взаимодействовать с механизмом подачи патронов, снижая надёжность работы автоматики. Во втором случае узел запирания часто имеет большой габарит по высоте, что вынуждает конструктора делать высокую ствольную коробку.
Использовалось, например, в винтовке АВС (клин расположен в передней части затвора) и пулемётах Браунинга начиная с M1917 (заднее расположение клина). Позволяет создать очень короткий запирающий механизм, но при этом не достигается симметричности запирания.
Перекосом ствола
Данный принцип запирания используется в системах автоматики, работающих от отдачи ствола с коротким ходом, причём как правило — в пистолетах. Ствол остаётся сцепленным с затвором до тех пор, пока не зайдёт своим выступом в фигурный вырез на неподвижной раме (вместо выступа и выреза может использоваться шарнирное сочленение — серьга). Под воздействием фигурного выреза ствол снижается и опорные поверхности затвора теряют свой контакт со стволом.
Снижением ствола Запирание (сцепление боевых упоров ствола с соответствующими выступами затвора) происходит при накате затвора и при плоско-параллельном перемещении ствола вперёд-вверх. Необходимый закон движения ствола обеспечивается боковыми выступами ствола, скользящими в наклонных пазах неподвижной ствольной коробки (или пистолетной рамки). Отпирание происходит в обратном порядке — при совместном откате ствола и затвора при плоско-параллельном перемещении ствола назад-вниз. После расцепления ствол останавливается, а затвор продолжает откат на длину большую длины патрона.