Вектор отдачи. Резерв улучшения пистолетов
Немного о физике выстрела
Для начала чуть физики выстрела. «Сила действия равна и противоположна по направлению силе противодействия» – хорошо знакомый многим третий закон Ньютона. Или по-другому – закон сохранения импульса. Применительно к оружию он означает, что пока пуля движется вперед, что-то должно двигаться назад:
1. В пистолетах со свободным затвором или коротким ходом ствола при запирании, в ружьях с длинным ходом ствола до вылета пули из ствола двигаются только части оружия, масса которых составляет меньше трети массы оружия, а связь с рамкой – через пружину. То есть до вылета пули детали движутся строго назад по оси.
2. В матчевом пистолете, магазинных винтовках, всех револьверах и «переломных» ружьях отдача действует на всю массу оружия, толкая его назад, а так как центр массы самого оружия ниже ствола, то еще и создавая подброс ствола вверх, а точнее – поворот оружия относительно центра его масс. Участие организма стрелка, как присоединенной к оружию массы через мягкие ткани руки, а для оружия с прикладом – слой одежды и мягкие ткани плеча, во время движения по стволу минимально, так как смещение оружия мало, и происходит сжатие этих самых мягких тканей (прием стрельбы «по-сомалийски» с упиранием приклада в лоб не рассматриваем).
3. Газоотводное оружие разделяет отдачу на две фазы – переданный импульс до отпирания и импульс удара подвижных частей в заднем положении. Причем эти импульсы не совпадают по вектору, до расцепления затвора ускорение получает вся масса оружия, которую закручивает вокруг центра тяжести. А удар подвижных частей в заднем положении прибавляет их импульс, направленный уже не по оси канала ствола, а по оси центра массы подвижной части. После вылета пули из ствола оружие продолжает двигаться по инерции, и вслед за «поджиманием» мякоти руки начинается подъем или поворот оружия и руки либо ее частей вверх. На меткость это уже не влияет, но вот на время возврата прицела на цель – весьма сильно. Есть и третья фаза отдачи – отшатывание или даже падение стрелка назад, при неловкости или помехах под ногами вроде коряг или снега, но в общем они вызываются такими калибрами, при которых быстрый следующий выстрел маловажен.
В первой группе отдача передается на рамку оружия именно ударом подвижных частей.
С точки зрения конструирования оружия борьба с подбросом ствола понятна.
В газоотводном оружии вроде армейского нужно расположить центр тяжести оружия с полным магазином на оси канала ствола, и точку опоры приклада в плечо тоже. При этом отдача до отпирания не будет вызывать подброс. А для устранения подброса после прилета затвора в заднее положение – сбалансировать и затвор, чтобы его ЦТ был на оси. Это частично реализовано в серии винтовок AR15 – M16, хотя мне и неизвестно, руководствовался ли Юджин Стоунер этими соображениями при создании затвора, или оно само получилось.
С пистолетами сложнее
А с пистолетами все намного сложнее. Ствол расположен выше оси лучезапястного сустава руки, и затвор тоже. Удар затвора в заднем положении дает импульс на рамку, направленный выше оси сустава назад, вот и подброс. На видео стрельбы из особо мощных револьверов для охоты иногда можно видеть подброс ствола до 45 градусов, и более даже, в руках мужчин очень крупного телосложения.
Опустить ствол на ось руки – решение так себе, хотя оно и было реализовано в МЦ-3 «Hекорд», он же «рама Шептарского», но феерический рост общей длины пистолета этой системы не дает ему никакого шанса стать компоновочным решением для боевого оружия. Да и магазин резко укорачивается вдвое, что сильно нехорошо. Центр тяжести такого «отбойного молотка» смещается вперед так, что держать его будет крайне непросто для большинства стрелков.
Предельно низкий ствол реализован в прорывном по ряду конструктивных решений пистолете Laugo Alien, но из-за сложности изготовления и высокой цены он не имеет никаких шансов оказаться на вооружении даже очень богатых армий или ЧВК. В «Алиене» впервые применен укороченный гребень затвора, то есть при движении назад затвор толкает патроны вниз, после перебега зеркала затвора за донце патрона верхний патрон поднимается вверх и досылается. Именно это решение позволило реализовать короткий затвор, ходящий перед рукой стрелка. Падающий курок там позаимствован у Хайдурова. К сожалению, экстракция у него вправо, поэтому стрелок-левша, взяв пистолет двумя руками, должен проявлять крайнее внимание, чтобы не перекрыть окно выброса гильз пальцем правой.
Гашение импульса затвора демпфером, как в AW93 и ХР-64 – ХР-82, годится для .22 Шорт, и с трудом работает для .22 LR, сделать демпфер для поглощения импульса хотя бы 9х19 намного сложнее, да и нагреваться он будет, что нехорошо для стрельбы длинных упражнений в IPSC или при боевом применении в штурме построек. Возникнет и эффект масштаба – хорошо работающее в артиллерии решение при серьезном уменьшении в десять раз по линейным размерам резко потеряет надежность, а вот требования к качеству обработки деталей возрастут. Поэтому пистолеты с демпфером хоть и есть, например у «Пардини», но переносить их нужно в герметичном кейсе, и раз в год возить на обслуживание в авторизованный сервис-центр для замены уплотнений. Носить пистолет такой компоновки в пустыне или джунглях не стоит и пытаться – отказ обеспечен.
Вероятное решение в том, чтобы после перебега за магазин затвор ударился по некоей детали, назовем ее балансиром, которая расположена так, чтобы общий центр масс затвора и балансира по высоте был на оси руки. При этом отдача через пружину балансира и его удар в заднем положении будут переданы на рамку пистолета и руку на оси сустава, а не выше, и вместо подброса будет только толчок назад.
Макетно этот принцип был испробован автором много лет назад, но так как макет крепился к «марголину» хомутами с винтами, чтобы не портить казенное оружие, то его пришлось разобрать перед возвратом оружия в оружейку тира. Но сам принцип – работает.
Три варианта решения
Размышляя о компоновке пистолета с линейной отдачей, автор пришел к трем решениям.
Первая компоновка. Груз расположен впереди спусковой скобы, удар затвора через муфту на его передней части. Во избежание травм стрелка балансир должен иметь кожух из тонкого металла или пластика. Недостатки этой компоновки – рост видимых габаритов пистолета, поэтому для него придется делать необычную кобуру, и снижение удобства ношения. Зато эта компоновка достаточно безопасна, а рукоятка обычного обхвата.
Для понимания идеи нарисовал иллюстрацию, на которой для удобства восприятия не показаны ни магазин, ни УСМ и прицел, а рукоятка условно обозначена двумя линиями.
Вторая компоновка – это «перевернутый парабеллум», при которой на месте нижней части рамки находятся два рычага, которые при выстреле двигаются вниз-назад, и после перебега зеркала затвора за магазин происходит удар рычагов о выступ на спусковой скобе. Этот вариант пока не прорисован автором.
Достоинства – пистолет будет иметь почти обычный силуэт, сможет влезать во многие уже имеющиеся в продаже кобуры и станет удобнее для ношения. Огромный недостаток – риск изувечить палец второй руки, положив его на спусковую скобу спереди. Невозможность крепления всяких подствольных фонарей и прочих модных тактических приспособлений.
Третья компоновка – это груз в виде п-образной рамки, движущейся вокруг магазина внутри рукоятки оружия. При этом убираются недостатки двух предыдущих компоновок, зато сильно возрастает обхват рукоятки пистолета, отчего она станет не очень удобна стрелкам с небольшой ладонью. По прикидкам (проектирование пока не сделано), обхват будет как у «Дезерт Игла» 50-го калибра, при калибре 9х19, рукоятка которого уже находится на грани неудобства. А уж для выходцев из ЮВА или женщин невысокого роста с небольшими ладонями такая компоновка и вовсе негодна.
P. S.
Из-за ковидных ограничений, приведших к снижению зарплаты и закрытию границ интересных своими законами об оружии стран, автор пока не имел возможности проверить выводы практически: созданием пистолета и стрельбой из него.
Информация