Что такое свободный затвор
Пистолет Bergmann model 1894 конструкции Луиса Шмайсера. Это был один из первых в мире пистолетов со свободным затвором (фото J.D.Julia auction house, USA).
Пистолет FN Browning Model 1900, ставший первым действительно успешным самозарядным пистолетом со свободным затвором в мире
При этом следует иметь в виду, что в период наиболее высокого давления в стволе роль пружины в торможении затвора весьма незначительна, основная часть работы приходится на инерцию затвора. Пружина необходима для того, чтобы удерживать затвор в переднем положении до выстрела, а затем после отката полностью или частично затормозить затвор и потом вернуть его в перенее положение, завершив новый цикл перезарядки.
Настоящий успех к пистолетам со свободным затвором пришел в 1900 году, когда в Бельгии на заводе FN начался массовый выпуск одного из самых удачных пистолетов того времени – модели М1900 конструкции американца Джона Браунинга.
В начале 20 века появилось и несколько довольно удачных самозарядных охотничьих карабинов со свободным затвором, в первую очередь карабинов американской компании Winchester.
Пистолет Макарова, широко используемый и сегодня, стал одним из наиболее удачных и успешных пистолетов со свободным затвором
Схема из патента конца 1930х годов, демонстрирующая заложенную еще в MP18 конструкцию пистолета-пулемета со свободным затвором
У ранних образцов пистолетов-пулеметов затвор размещался в ствольной коробке позади казенной части ствола, как у МР.18. Однако с конца 40-х годов все большую популярность стала приобретать схема с «телескопическим» затвором, в которой значительная часть массы затвора находится впереди зеркала затвора (торцевой части, в которую в момент выстрела упирается дно гильзы).
Подобная схема получила распространение в самозарядных пистолетах начиная с пистолетов Браунинга 1900-го и 1903-го годов, а в опытных пистолетах-пулеметах она появилась в начале 30-х годов в японской системе Намбу модель 1.
В годы Первой Мировой войны и после нее схема со свободным затвором получила небольшое распространение в 20 мм автоматических пушках, начиная с германской пушки системы Беккера. В дальнейшем, однако, от такой схемы автоматики в пушках постепенно ушли, так как она не обеспечивала удовлетворения требований к росту баллистики снарядов, что, понятное дело, требовало более высоких давлений в стволе, а значит и непомерно тяжелых свободных затворов.
Возрождение схемы автоматики со свободным затвором в относительно крупнокалиберном оружии произошло в конце 1960-х годов, с появлением автоматических гранатометов калибром 40 мм (а позже и 30-35 мм). Выстрелы для таких гранатометов имели достаточно скромную баллистику и невысокие рабочие давления в стволе, что позволяло успешно применять в них свободный затвор.
Значительные вибрации, создаваемые массивным затвором при стрельбе, также не создают для таких гранатометов существенной проблемы, так как они, во-первых, стреляют со станка, а во-вторых, как правило, применяются «по площадям», где определенное рассеивание попаданий является скорее даже плюсом чем минусом.
В целом, основным достоинством схемы со свободным затвором является ее простота и дешевизна. Основной недостаток этой схемы – это то, что масса затвора и сила пружины должны быть четко сбалансированы с мощностью патрона.
Кроме того, повышение мощности патрона (конкретно – силы давления газов на дно гильзы) по необходимости влечет за собой повышение массы затвора. Как уже упоминалось выше, для типичного винтовочного патрона масса свободного затвора должна достигать 4-5 кг, для промежуточного автоматного – 2-3 кг.
Именно поэтому основное распространение система со свободным затвором получила в оружии под сравнительно слабые пистолетные патроны. Да и то, нужно учесть, что масса затвора для патрона 9х19 Люгер должна составлять несколько сотен грамм, что затрудняет использование этой схемы в обычных пистолетах под этот или более мощные патроны.
Свободный затвор
Свободный затвор, или инерционный затвор — продольно-скользящий затвор, не сцепленный с неподвижным стволом во время выстрела.
Содержание
Принцип действия
При выстреле пороховые газы оказывают давление одновременно на пулю и на донце гильзы, последняя составляющая передаётся затвору. Так как затвор и пуля имеют различную массу, они движутся при этом с различной скоростью: если скорость пули вблизи дульного среза достигает при использовании пистолетных патронов 300—500 м/с, наибольшая скорость затвора обычно не превышает 4 м/с.
Параметры системы подбираются конструкторами таким образом, чтобы за то время, за которое пуля проходит по каналу ствола до дульного среза, затвор успевает отойти лишь на несколько миллиметров, при этом гильза выходит из патронника только своей утолщённой частью, в которой расположен капсюль, что страхует её от разрыва.
Существенное преимущество свободного затвора состоит в том, что при выстреле он испытывает только деформацию сжатия. Эту деформацию способны успешно воспринимать многие виды материалов, что позволяет использовать для изготовления свободного затвора сравнительно малопрочные, но дешёвые и простые в обработке материалы — сырую малоуглеродистую сталь, литую алюминиевую бронзу (как у части выпуска британского STEN-a), цинк-алюминиевый литьевой сплав ZAMAK (пистолеты и карабины фирмы Hi-Point Firearms), и так далее. Для сравнения, например, при запирании затвора поворотом его боевые упоры испытывают во время выстрела деформацию на срез, для противодействия которой необходима очень качественная углеродистая или легированная сталь (в практике отечественной оружейной промышленности используются углеродистые пружинные стали 50А, 50РА или аналогичные; за границей стандартом считается хром-молибденовая сталь ANSI 4130 ChroMoly или аналогичная), прошедшая термическую обработку.
Работа системы со свободным затвором требует выполнения того условия, чтобы сила давления пороховых газов на донце гильзы была больше суммарной силы, оказывающей сопротивление движению затвора назад. Эта сила имеет следующие составляющие:
Таким образом, условие работоспособности системы со свободным затвором приобретает следующий вид:
где: Р — давление газов внутри гильзы; S — площадь дна гильзы; R — сила трения гильзы в патроннике.
Для цилиндрической гильзы с равномерной толщиной стенок это условие, после подстановки соответствующих формул для вычисления площади дна гильзы и силы трения её стенок о патронник, принимает следующий вид:
где: 
— внутренний диаметр гильзы; 
— наружный диаметр гильзы; 
— длина корпуса гильзы.
Кроме того, для обеспечения нормальной работоспособности системы со свободным затвором необходимо, чтобы за время выстрела (то есть, до того момента, как пуля покинет канал ствола) затвор вместе с гильзой отошёл на определённую величину — как правило не более 2 мм, что соответствует длине утолщённой части гильзы, в которой находится капсюль и на которой расположена кольцевая проточка. При нарушении этого условия вероятен продольный разрыв гильзы, так как до момента вылета пули из канала ствола в нём сохраняется высокое остаточное давление пороховых газов.
где: 
— масса подвижных частей; 
— масса пули; — путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола; 
— длина нарезной части ствола.
Существует и другой вариант эмпирической зависимости для примерного определения необходимой массы затвора:
где: — масса подвижных частей; — масса пули; 
— путь, проходимый затвором за время нахождения пули в канале ствола; — длина нарезной части ствола; 
— масса порохового заряда в патроне.
В иностранной литературе также приводится следующая оценочная формула для определения потребной массы свободного затвора:
где: 
— масса подвижных частей в фунтах; 
— масса пули в фунтах; 
— скорость пули в футах в секунду; 
— диаметр зеркала затвора в дюймах; — диаметр основания пули в дюймах.
Международная терминология
В англоязычной терминологии термин «свободный затвор» как таковой отсутствует. Вместо этого используется термин blowback («блоу-бэк»), используемый для обозначения любого принципа работы автоматики, основанного на отдаче затвора — как свободного, так и полусвободного или свободного с замедлителем отхода. Системы со свободным затвором при этом обозначают как «прямой» (straight), «простой» (simple) или «чистый» (pure) blowback.
Аналогичная терминология используется и во многих других языках.
См. также
Источники и примечания
Ссылки
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Свободный затвор» в других словарях:
затвор — а, м. 1. Запор, засов. 2. Преграда. ► Любовь и дружество до вас Дойдут сквозь мрачные затворы, Как в ваши каторжные норы Доходит мой свободный глас. // Пушкин. Стихотворения // … Словарь забытых и трудных слов из произведений русской литературы ХVIII-ХIХ веков
Полусвободный затвор — В пулемёте Шварцлозе перераспределение энергии отдачи между передней и задней частями затвора достигалось за счёт системы связывающих их рычагов закреплённого на остове затвора шатуна и к … Википедия
Скользящий затвор — Продольно скользящий затвор винтовки Генри Винчестера с кривошипно шатунным запиранием. Открывается и закрывается движением спусковой скобы … Википедия
вальцовый затвор трубопровода — Затвор, состоящий из корпуса, в котором установлены выполняющие роль клапана два круговых цилиндра, в каждом из которых сделаны выемки глубиной равной радиусу перекрываемого трубопровода, вследствие чего при полном открытии между вальцами… … Справочник технического переводчика
вальцовый затвор трубопровода — 3.12.26 вальцовый затвор трубопровода: Затвор, состоящий из корпуса, в котором установлены выполняющие роль клапана два круговых цилиндра, в каждом из которых сделаны выемки глубиной равной радиусу перекрываемого трубопровода, вследствие чего при … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Механизмы запирания и отпирания канала ствола — 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… … Википедия
Пистолет-пулемёт Дегтярёва — Пистолеты пулемёты Дегтярёва … Википедия
Steyr-Solothurn S1-100 — Неполная разборка. Виден затвор с длинным стержнем толкателем Тип: п … Википедия