"Здравый смысл говорит, что земля - плоская."
Альберт Эйнштейн.
Кратко о содержании статьи:
В данной статье рассматривается совершенно новый технический принцип устройства пистолета, — замена прямолинейных направляющих затвора пистолета на радиальные.
Применение радиальных направляющих, выполненных по пологой дуге окружности большого радиуса, не влияет на автоматику процесса перезарядки, но позволяет поднять затыльник рукоятки пистолета существенно выше, что обеспечивает весьма впечатляющее улучшение одновременно целого ряда характеристик пистолета. Настолько, что это способно буквально претендовать на сенсацию в оружейном мире.
Этот парадоксальный по своей новизне и простоте технического решения принцип очень убедительно опровергает наше прочно укоренившееся заблуждение, что направляющие затвора могут быть только и исключительно прямолинейными.
Данная идея представлена в статье , как результат развития ранее известных технических решений, проверенных временем и успешно зарекомендовавших себя на практике. Приводится её общее техническое и теоретическое обоснование, рассмотрены преимущества, достигаемые применением принципа.
В качестве убедительного доказательства практической осуществимости пистолета с радиальными направляющими затвора (РНЗ) приводится видео стрельбы из его предельно-близкого аналога - уникального экспериментального пистолета Рэнди Нерони (Randy Neroni) из США, с наклонными направляющими затвора, информация о котором лишь недавно впервые появилась в интернете.
Статья ставит целью популяризацию принципа РНЗ, изучаемого автором на протяжении 8 лет.
.....................................................................................
От автора:
Для экономии времени читателей в начале статьи помещён основной её контент - видео "Компьютерная анимация 3Д- модели" и глава "Преимущества, достигаемые при использовании РНЗ" - .
Те, кому будет интересно, смогут далее дочитать вторую часть статьи, "ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА".
..................................................................................................................
Видеоролик1. Компьютерная анимация пистолета с РНЗ
Преимущества, достигаемые при использовании РНЗ.
Изучение принципа РНЗ показало, что при его применении в конструкции пистолета достигаются следующие преимущества:
Во-первых:
- снижение габарита оружия по высоте в среднем на 20 мм и более по сравнению с ближайшими аналогами класса «компакт», напр. Глок-19.
Рисунок 4. Эскиз варианта компьютерной 3Д-модели пистолета с РНЗ с габаритными размерами.
Как видно на рис. 4, пистолет с РНЗ класса «компакт» имеет одинаковую высоту с пистолетом ГЛОК-26 «субкомпакт» (106 мм согласно данным сайта компании). Но в пистолетах класса «субкомпакт» рукоятка для улучшения компактности по высоте укорочена, и мизинец руки в её удержании не участвует. Здесь же обеспечивается полный хват рукоятки всеми пальцами руки (!).
Для пистолетов скрытого ношения класса 'компакт' и 'субкомпакт', занимающих значительную нишу на рынке КСО, выигрыш по высоте на 20 мм является большой величиной, недостижимой для классических аналогов.
Есть все основания утверждать, что данное преимущество способно вывести пистолет в лидеры рынка пистолетов скрытого ношения (!).
Во-вторых:
- снижение высоты оси канала ствола относительно затыльника рукоятки (плеча отдачи) - ориентировочно до 0 мм.
Для сравнения, у пистолета Глок-17 плечо отдачи равно 20 мм , у пистолета Strike One - 12 мм.
Это способно сократить подброс оружия, за счет чего последующий точный выстрел может быть произведён на доли секунды быстрее. Данное свойство может оказаться важным в экстремальных для стрелка ситуациях, а также в спортивных пистолетах.
Прим. автора: Рядом экспертов по стрельбе высказывается мнение, что у среднестатистического организма человека есть предельный порог нервной реакции в 0,12 сек. Существующее оружие работает быстрее этого предела. Вне зависимости от конструкции пистолета, лишь небольшой процент стрелков физически способен повторно нажимать на спусковой крючок стабильно быстрее 0,20 сек., и лишь единицы способны делать это быстрее 0,15 сек. (как правило, при большом объёме тренировок).
И поэтому , как утверждают эксперты, снижение подброса абсолютно лишено смысла.
Однако в служебной или боевой обстановке возможны различные ситуации, например стрельба малотренированным стрелком, в т. ч. с одной руки, или раненым бойцом, напр. в ослабленном состоянии, В этих случаях более комфортный уменьшенный подброс ствола и быстрое возвращение прицельных приспособлений на точку прицеливания может оказаться безусловно полезным свойством.
Таким образом хотя низкая ось ствола и уменьшенный подброс оружия "ничтожны" в глазах ряда скептически настроенных экспертов, в любом случае это является , пусть даже и небольшим, но всё же несомненным преимуществом пистолета.
В-третьих:
- улучшение эргономики пистолета.
Форма рукоятки пистолета с РНЗ благодаря поднятому относительно спусковой скобы затыльнику соответствует эргономике спортивных пистолетов. Подобная форма наилучшим образом соответствует анатомическому строению кисти. Это способно улучшить удобство удержания и контроль оружия при стрельбе, положительно повлиять на повышение точности стрельбы.
В-четвертых:
- центр масс группы деталей затвор-ствол, имеющей массу порядка 400 гр., за счет применения радиальных направляющих смещается вниз и располагается примерно на 20 мм ниже, чем у аналогов.
Благодаря этому центр масс оружия также снижается, и пистолет заметно лучше контролируется при быстром переносе точки прицеливания - нет тенденции к его заваливанию по инерции вбок, что способно обеспечить некоторое преимущество при скоростной стрельбе.
Прим. автора: Низкое положение центра тяжести оружия считается важным достоинством в спортивных пистолетах. Для его снижения стрелки-спортсмены нередко используют специальные балансировочные грузы, закрепляемые под стволом.
Пятое преимущество:
— возможность реализации более высокой подачи патрона из магазина в патронник. Это объясняется тем, что при отходе назад досылающий выступ затвора одновременно приподнимается вверх до 3 мм из-за его движения по дуге направляющих. Поэтому дно очередного досылаемого патрона может быть приподнято на эту величину без риска «двойной подачи» — зацепления нижележащего патрона. Достигается почти прямая подача патрона из магазина в патронник , что повышает надёжность как подачи патрона, так и пистолета в целом.
Шестое преимущество:
- прицельные приспособления, установленные на верхней части затвора, располагаются существенно ниже, Поэтому амплитуда (размах) боковых "микроколебаний" прицельных приспособлений будет заметно меньше. Пистолет более жёстко удерживается рукой. Можно ожидать , что это способно в некоторой степени улучшить удобство и быстроту прицеливания, точность пистолета.
Седьмое преимущество:
- При выстреле в процессе своего отката затвор поворачивается в направлении, противоположном подбросу пистолета на угол около 2 град., уменьшая подброс непосредственно прицельных приспособлений на величину данного угла. Это способно, хотя и незначительно, улучшить контроль прицельных приспособлений при стрельбе.
(В дальнейшем этот факт следует принимать во внимание при разработке пистолетов с РНЗ.)
Итог:
Таковы основные преимущества пистолета с РНЗ , выявленные при его изучении. Ряд других преимуществ дополнительно обеспечивается конструктивными решениями механизмов пистолета.
К основным преимуществам РНЗ следует отнести выигрыш по высоте на 20 мм, улучшение эргономики рукоятки, балансировки оружия, низкую ось ствола, низкие прицельные приспособления и повышение надёжности за счет "прямой" подачи патрона.
......................................................................................
Часть 2: "ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА".
..............................................................................................................................................
Постановка проблемы.
В короткоствольном оружии с момента появления в 1980 году концептуального пистолета Глок-17, удачно воплотившего в себе наиболее проверенные технические решения и прогрессивные технологии, стали постепенно развиваться признаки кризиса дальнейшего развития. Подавляющее большинство новых моделей пистолетов стало представлять собой по существу лишь "вариации" Глок-17 с малозначительными отличиями. Возникло и сформировалось целое направление полимерных пистолетов-страйкеров.
За почти полтора века предыдущего развития нива оружейной механики короткоствольного оружия (далее КСО) оказалась "перепахана вдоль и поперёк" огромным количеством талантливых конструкторов-оружейников неисчислимое число раз. В итоге многообразие конструкций пистолетов фактически достигло " степени насыщения".
Как же преодолеть эту "проблему кризиса развития"?! Неужели дальнейшее развитие КСО застыло на этой "точке замерзания"?..
В поисках ответа на этот вопрос в результате длительного и углублённого поиска удалось найти возможную "точку роста" - ломаные направляющие затвора.
Ломаные направляющие затвора.
Специалистам в области короткоствольного оружия известен спортивный пистолет ХРБ-88 конструкции выдающихся оружейников советского периода Е.Л. Хайдурова и В.А. Разорёнова с участием Г.М. Бучукури под мелкокалиберный патрон калибра 0.22LR.
В настоящее время в Германии производится его современный клон - спортивный пистолет Feinwerkbau AW93.
Уникальным отличием данного пистолета является применение в его конструкции принципа ломаных направляющих затвора. (См. рис. 1)
Суть принципа в том, что передняя часть затвора пистолета движется параллельно стволу, как у обычных пистолетов, а задняя - по наклонным направляющим рамки с некоторым подъёмом вверх.
Незначительный наклон задних направляющих практически не влияет на функционирование как отдельных механизмов, так и пистолета в целом.
Вместе с тем, это конструктивное решение обеспечивает пистолету ряд существенных преимуществ. Оно позволяет поднять затыльник рукоятки пистолета выше, что уменьшает высоту оси канала ствола (плечо отдачи), а следовательно и подброс ствола; улучшает эргономику пистолета, придавая рукоятке наклон, наиболее соответствующий анатомическому строению кисти руки; перемещает центр тяжести оружия ниже, снижая тенденцию к заваливанию вбок при боковом переносе точки прицеливания и улучшая балансировку оружия в целом.
Рисунок 1 Схема пистолета ХРБ-88. (из патента).
Причем эта схема работает более 30 лет в пистолетах высших спортивных достижений, доказав этим свою работоспособность и целесообразность.
Однако при использовании более мощных пистолетных патронов данный принцип неприемлем. Причина этому - возникновение нежелательных ударных процессов в направляющих после выстрела, что приведёт к их ускоренному износу и снижению ресурса пистолета.
Возникает проблема - каким образом устранить данный недостаток при сохранении указанных выше достоинств схемы?!
Предлагаемое решение проблемы.
Для снижения контактных напряжений в точке перелома ломаных направляющих затвора пистолета напрашивается простое решение - скругление угла. Так вот - если это скругление увеличивать и увеличивать "до предела" - мы приходим к замене ломаных направляющих радиальными, тем самым как бы аппроксимируя ломаные направляющие дугой окружности.
Очевидно, что в этом случае ударные процессы на направляющих полностью устранятся, а контакт будет происходить по всей поверхности направляющих, что обеспечит их живучесть. В то же время механика процесса перезарядки останется такой же, как и в случае с ломаными направляющими. Указанные выше достоинства схемы при этом полностью сохранятся.
Таким образом, дальнейшим развитием принципа ломаных направляющих затвора может стать новый принцип - принцип радиальных направляющих затвора пистолета (РНЗ) (см. видео 1).Это простое, и одновременно парадоксальное решение способно открыть возможность для создания пистолетов с радиальными направляющими затвора, имеющих превосходство над классическими образцами по целому ряду значимых характеристик.
Краткое техническое обоснование.
В процессе изучения принципа РНЗ выяснилось следующее.
Затвор при откате отклоняется по дуге окружности направляющих на угол всего лишь около 2° . Данный угол характеризуется следующими тригонометрическими коэффициентами: cos 2° = 0.999 (практически ≈1); sin 2° = 0.04, (всего лишь 4%, т.е практически ≈ 0). Для сравнения, при прямолинейных направляющих угол поворота затвора равен нулю (cos 0° =1, sin 0° = 0). Следовательно, движение затвора на длине отката лишь незначительно отличается от прямолинейного . Проще говоря, основные действующие силы лишь незначительно изменятся по направлению и величине. Подобными малыми величинами, как известно, в инженерных расчетах принято пренебрегать, поскольку они не выходят за пределы естественных погрешностей.
Также, при откате затвора в момент выстрела теоретически появятся дополнительные силы трения из-за центробежной силы, возникающей на направляющих.
Проведённые расчеты показали, что данные силы трения даже при наихудших условиях - коэффициенте трения 0.3 и жёстко зафиксированной рамке пистолета, - поглощают не более 2,7% от общей энергии затвора при откате. Подобная величина также находится в пределах естественных погрешностей, поэтому ею можно пренебречь.
Однако в реальных условиях выстрела пистолет не зафиксирован жёстко. Он удерживается в руке и имеет некоторую подвижность, в результате чего происходит подброс ствола. По мере отката затвора дульная часть пистолета поднимается вверх и геометрический центр дуги окружности направляющих уходит назад (!). В результате происходит, условно говоря, «развертка» окружности (см. галерею из 2-х рисунков, рис. 3). Более того, угол подброса (порядка 10...15 град.) существенно больше, чем угол поворота затвора (ок. 2 град.) и последний оказывается поглощён первым. Поэтому центробежная сила будет существенно меньше указанной выше величины, либо вообще не возникнет (!) в процессе отката - из-за указанного "поглощения" угла поворота затвора .
Данный вопрос требует углубленного теоретического анализа и практической проверки, Но из простейшего анализа начальных и конечных положений центров тяжести затвора в случае прямолинейных и радиальных направляющих (рис.3) можно оценить динамику процесса и сделать вывод, что в целом конечные положения центров тяжести в обоих случаях близки, а следовательно поперечные силы инерции при РНЗ по существу не увеличиваются по сравнению с прямолинейными направляющими.
Наоборот, за счет ожидаемого уменьшения подброса пистолета (из-за уменьшения плеча отдачи !) поперечные силы, ( а следовательно силы трения и износ направляющих) вероятно будут даже меньше (!)
Особенности принципа РНЗ.
Применение в пистолете принципа РНЗ хотя в целом и не отличается по процессу перезаряжания от классических пистолетов, имеет в некоторых чертах свою собственную определённую специфику.
Одной из особенностей принципа РНЗ является извлечение гильзы из патронника с некоторым перекосом относительно патронника, поскольку зеркало затвора при его откате движется не прямолинейно, а по дуге окружности РН.
Однако, как известно, в принципе запирания Браунинга в результате опускания казённой части ствола при отпирании затвора перекос также имеет место, но проблем с экстракцией гильзы при этом нет. Известен и пистолет-пулемёт Яти-Матик с движением затвора по наклонным направляющим, в котором извлечение гильзы также обеспечено. Поэтому несоосное извлечение гильзы может быть реализовано известными способами.
Из этого следует и другой вывод. Применение в пистолете с РНЗ принципа запирания Браунинга нежелательно, поскольку это ещё больше увеличит перекос гильзы при экстракции. В связи с этим необходим другой механизм запирания (МЗ) , обеспечивающий прямолинейное движение ствола на коротком ходе.
Автором разработан новый, ранее не применявшийся в конструкциях пистолетов механизм запирания подствольной личинкой. Механизм выполнен в духе классических канонов оружейной механики и основан на множестве аналогичных по своей сути конструкций. Он прост, технологичен, не требует, в отличие от МЗ пистолета Вальтер Р-38, увеличения толщины оружия, способен выдерживать высокие нагрузки и возможно в качестве дополнительной функции будет способен уменьшать усилие отдачи за счет использования инерционной массы ствола на величину порядка 20...25%, что требует проверки на практике.
При анализе движения затвора в момент выстрела выяснилась также одна существенно-важная положительная особенность. Поскольку основная часть массы затвора , в силу его естественной конфигурации, расположена выше оси ствола (см. рис. 6), то и центр тяжести затвора будет находится выше оси ствола. Поэтому в момент выстрела возникнет не только усилие отдачи, толкающее затвор назад, но и вращательный момент на плече между осью ствола и центром тяжести затвора, стремящийся повернуть затвор в направлении, препятствующему подбросу ( дульной частью вниз). При этом вектор импульса отдачи , условно говоря, поворачивается вдоль радиальных направляющих. Это будет способствовать движению затвора по радиусу направляющих, уменьшая силу трения и подброс оружия.
Другая особенность принципа РНЗ в том, что затвор пистолета с РНЗ имеет уменьшенную высоту в задней части. Поэтому перезаряжание удобнее производить за переднюю часть затвора. Необходимо предусмотреть обеспечение "ухватистости" затвора .
В связи с уменьшением размеров задней части затвора, а также сокращением пространства в затыльнике рукоятки пистолета, требуется разработка компактного УСМ специальной конструкции.
В формате компьютерной 3Д-модели найдены возможные варианты механизмов пистолета с РНЗ с учетом специфики применения радиальных направляющих: принципиально-новый механизм запирания подствольной личинкой, компактный ударно-спусковой механизм ударникового типа, механизмы экстракции гильзы, затворной задержки, фиксатора магазина, уменьшающего риск утери магазина, индикаторы наличия патрона в патроннике, взведения УСМ и др.
Имеется вариант 3Д-модели пистолета с полимерной рамкой.
Особое внимание уделено технологичности изготовления радиальных направляющих. Для этого найдены оптимальные конструкторские и технологические решения. Разработана технологичная форма затвора, для реализации которой потребовалась разработка специальной конструкции УСМ,
Возможное мнение, что радиальные направляющие приведут изготовление пистолета к значительному удорожанию нельзя признать компетентным и обоснованным. Утверждать подобное могут только те, кто не обладает даже минимально-достаточными знаниями в технологии обработки металлов и абсолютно далек от тематики оружейного производства. Обработка деталей по окружности, в данном случае по радиусу является вполне технологичной и простой операцией, поддающейся автоматизации. Высокий уровень развития современных ЧПУ-технологий металлообработки позволяет вполне эффективно решать подобные задачи.
Габаритно-эргономический макет.
Для более углублённого исследования принципа изготовлен опытный (небоеспособный) габаритно-эргономический макет пистолета с РНЗ в натуральную величину (рис. 8). С помощью данного макета прояснены многие важные вопросы по конструкции, компоновке и эргономике.
Макет изготавливался впервые, подвергался неоднократным переделкам и содержит ряд ошибок.
Тем не менее он наглядно демонстрирует принципиальную возможность осуществления движения затвора по радиальным направляющим (см. видео 2), удобную эргономику, низкий центр тяжести оружия, существенно улучшенную балансировку, реальное уменьшение габарита по высоте и большее удобство прицеливания за счет низкой прицельной линии, подтверждая этим целесообразность применения принципа РНЗ.
Видеоролик 2. Движение затвора модели пистолета с РНЗ.
Пистолет - компактное оружие ближнего боя. Одно из его главных свойств - необременительность в ношении, а во многих случаях — и удобство для скрытого ношения. В этой связи принцип РНЗ позволяет достичь габаритного совершенства по высоте, толщине и длине оружия. Так при работе над компоновочной 3Д-моделью удалось достичь минимально возможной толщины оружия - 26 мм исходя из толщины магазина 22 мм и толщины стенок рукоятки пистолета 2 мм. Пистолеты-аналоги типа Глок имеют толщину порядка 31 мм — на 5 мм больше.
Сравнение габаритных характеристик с ближайшими аналогами класса «компакт» представлено в таблице 1. Таблица наглядно демонстрирует убедительное преимущество по габаритам, обеспечиваемое пистолету при использовании принципа РНЗ.
Таблица 1.
На принцип РНЗ и механизм запирания подствольной личинкой получен патент РФ .
Экспериментальный пистолет Рэнди Нерони - ближайший аналог по принципу устройства.
Доказательством, способным устранить последние сомнения в практической осуществимости и реальной работоспособности пистолета с РНЗ является его предельно-близкий по принципу устройства аналог - уникальный опытный пистолет талантливого оружейника из США Рэнди Нерони (Randy Neroni) с наклонными направляющими затвора (рис.9).
Пистолет выполнен в боевом варианте в калибре 9х19 Люгер. Информация об этом исключительно интересном пистолете лишь недавно появилась в сети Интернет.
Данный принцип наклонных направляющих затвора интересен тем, что он близок по своей сути к принципу радиальных направляющих и обеспечивает практически те же преимущества.
Приведённое ниже видео стрельбы из данного пистолета, наглядно и убедительно свидетельствует о работоспособности принципа наклонных, и как следствие из этого - радиальных направляющих затвора (прим: на данном видео имеются проблемы с экстракцией гильзы, позже устранённые автором пистолета путём замены экстрактора).. Характер движения затвора с РНЗ можно сравнить по видео 2 выше по тексту.
Видеоролик 3. Стрельба из пистолета Рэнди Нерони (прим: на данном видео имеются проблемы с экстракцией гильзы, позже устранённые автором пистолета путём замены экстрактора).
Автор статьи в процессе работы над изучением РНЗ рассматривал также и этот вариант с наклонными направляющими, но пришел к выводу, что радиальные направляющие всё же имеют предпочтение .
Тем не менее, результат, достигнутый Neroni, косвенно доказывает - раз работают "наклонные", - будут работать и радиальные!
Своей работой Randy Neroni расширил представления о возможных конструкциях пистолета и этим безусловно внёс важный вклад в развитие современных представлений о механике короткоствольного оружия.
Заключение.
В научном и техническом отношении появление нового принципа РНЗ имеет исключительно важное значение, поскольку может стать новой ступенью, прорывом в дальнейшем развитии короткоствольного оружия. Речь идет не о каком-то отдельном принципиально-новом механизме или опции - речь идёт о новом фундаментальном базовом принципе.
Применение принципа РНЗ способно существенно улучшить компактность, эргономику, контроль оружия при стрельбе и др. характеристики пистолета. Очевидно, что преимущество в уменьшении высоты оружия способно вывести пистолет в лидеры рынка пистолетов скрытого ношения. В целом, по совокупности всех характеристик речь вполне обоснованно может идти о подавляющем превосходстве пистолета с РНЗ над классическими пистолетами. Окончательные выводы можно сделать лишь после изготовления опытного образца и проведения его испытаний.
Резюме.
К сожалению переписка с организациями отрасли на протяжении 5 лет, несмотря на понимание и поддержку со стороны ряда руководителей и специалистов-оружейников, оказалась безрезультатной.
В настоящее время ситуация в российской оружейной отрасли не способствует, а иногда и всячески препятствует продвижению в жизнь новых идей, которые могли бы в свою очередь способствовать улучшению этой ситуации.
Повторяется ситуация, как было множество раз прежде, когда наши перспективные изобретения и научные открытия находили применение сначала за границей, и лишь затем возвращались обратно "на родину" , но уже за другие деньги, приносили прибыль и давали рабочие места другим людям, способствуя развитию промышленности других стран...
............................................................................................................
Автор предлагает данную статью широкой аудитории профессионалов-оружейников, любителей оружия и стрелков-спортсменов для ознакомления с новым принципом и его популяризации.
В.Е. Шершнёв, г. Санкт-Петербург. октябрь 2021г.
#радиальные направляющие затвора
#пистолет
#пистолет шершнёва
#короткоствольное оружие
#короткоствол
#оружие
#пистолеты и револьверы