«Энигма-3»: записки инженера Никонова

– для положения «лежа с упора» – 1700…3500 см

.

Площади сердцевин рассеивания, определенных для нового образца автомата, исходя из полуторакратного увеличения эффективности, должны составлять для тех же положений и дистанции при стрельбе автоматическим огнем соответственно – 4500 см

, 2500 см

и 500 см

.

Сопоставляя приведенные характеристики нетрудно заметить, что реально достигнутые на автомате АК-74 значения параметров рассеивания весьма далеки от заданного уровня и для обеспечения требуемой величины кучности стрельбы нового автомата необходимы радикальные решения. Следует, однако, еще раз отметить, что результаты испытаний штатных образцов опытными и войсковыми стрелками несоизмеримы. Так кучность стрельбы из автомата АК-74 при оценке опытными стрелками как и при стрельбе из автомата АКМ в среднем в 5 раз выше, чем при оценке войсковыми автоматчиками. Именно это обстоятельство обусловило необходимость оценки конкурсных образцов неопытными стрелками.

Анализ зависимости эффективности от кучности стрельбы и ошибок, сопровождающих стрельбу, показывает, что для повышения эффективности стрельбы из автомата в 1,5–2 раза (при стрельбе войсковыми автоматчиками) кучность стрельбы необходимо повысить приблизительно в 5…10 раз, в частности:

– для положения «лежа с упора» – в 3,5…4,5 раза;

– для положения «лежа с руки» – в 5,5…7 раз;

– для положения «стоя с руки» – в 8…12 раз.

Некоторое повышение эффективности особенно для положения «лежа с упора» и «лежа с руки» можно ожидать при уменьшении ошибок наводки, которое связано с совершенствованием конструкции прицельных устройств.

Таким образом, главным условием повышения эффективности стрельбы, следует считать значительное уменьшение рассеивания. Однако эта задача является сложнейшей технической проблемой и весь опыт экспериментальных и теоретических исследований последних десятилетий свидетельствует о том, сколь незначительные результаты были достигнуты при огромном объеме проведенных работ.

В этом плане не без интересно обобщить некоторые уроки истории. Принятию на вооружение Советской Армии автомата АК-74 предшествовал конкурс, в котором так же, как и в конкурсе по принятию на вооружение автомата следующего поколения, принимали участие все ведущие предприятия оружейной промышленности. Представленные на конкурс образцы были выполнены по двум схемам:

– классической, ударной;

– безударной, с использованием эффекта сбалансированной автоматики.

Из множества образцов на полигонные и войсковые испытания были рекомендованы –5,45мм автомат Калашникова (получивший впоследствии индекс АК-74), выполненный по классической ударной схеме, и автомат конструктора Константинова, являвшегося учеником знаменитого оружейника Шпагина, выполненный по схеме со сбалансированной автоматикой.

Импульс отдачи, оружия, выполненного по традиционной схеме, представляет собой векторную сумму импульсов силы давления пороховых газов в канале ствола, силы давления пороховых газов в газовом двигателе (в частности в газовой камере), силы возвратной пружины, ударов подвижных частей в крайних положениях, суммарной силы реакции ударно-спускового механизма, сил трения и т. п.

График, приведенный на рис. 1, показывает, что импульс отдачи ударных систем имеет сложную форму. Нарастая с нуля от момента первого выстрела, импульс падает во время работы газового двигателя на величину, равную максимальному импульсу затворной рамы, затем снова плавно нарастает за счет давления возвратной пружины, совершает скачок при заднем ударе затворной рамы, вновь плавно нарастает при накате затворной рамы до величины, превосходящей величину баллистического импульса патрона, и становится равным ему скачком к концу цикла работы автоматики.

При стрельбе очередью стрелок воспринимает серию подобных импульсов. При невысоком (до 5 Нс) баллистическом импульсе патрона и традиционном темпе (600–900 выстр/мин) такой характер изменения импульса отдачи приводит к некоторому уменьшению углов отклонения системы стрелок-оружие и, следовательно, к сокращению рассеивания, однако при использовании 7,62 мм патрона образца 1943 года (с импульсом отдачи до 8 Нс) эти преимущества значительно падают.

По результатам контрольных испытаний, проведенных в 1971 году, автомат Константинова по кучности стрельбы превзошел автомат Калашникова (АК-74) в 1,1–1,6 раза в зависимости от положений для стрельбы. По результатам войсковых испытаний 1971 года автоматы Калашникова (АК-74) и Константинова по показателям боевой эффективности практически равноценны между собой и превосходили штатный 7,62 мм автомат АКМ на 30 %.

Сравнение образцов ижевских автоматов АЛ-6М со сбалансированной автоматикой, выполненных под патрон 7,62?39 и под патрон 5,6?39, проводилось при испытаниях на заводе «Ижмаш» и подтверждалось испытаниями во внешних организациях. По результатам испытаний автоматы калибра 5,6мм превзошли автоматы 7,62мм при стрельбе автоматическим огнем («лежа с упора» в 1,67 раза; «лежа с руки» в 1,79 раза; «стоя с руки» в 1,63 раза) и уступили при стрельбе одиночным огнем в 1,48 раза.

Как отмечалось выше, с принятием на вооружение автомата АК-74 проблема обеспечения требуемого уровня боевой эффективности не была решена полностью. Теоретические исследования оборонных организаций, устанавливающие зависимость рассеивания от темпа стрельбы различных схем функционирования, и анализ предшествующих работ показывают, что для достижения 5–10 кратного превосходства по кучности стрельбы нового автомата по отношению к штатному автомату АК-74, классическая схема не перспективна, поскольку требует обеспечения сверхвысокого темпа. Зависимость кучности стрельбы от темпа для классической схемы, показывает, что возможности такого типа конструкции весьма ограниченны и в принципе не обеспечивают достижения требуемых параметров.

Рис. 1. График зависимости уровня роста кучности стрельбы от темпа для классической ударной схемы

Натурные испытания высокотемпных автоматов подтверждают этот вывод. Достигнутое за счет реализации высокого темпа и применения массивных надульных устройств с повышенной эффективностью, преимущество по кучности стрельбы (в среднем в 2 раза) по отношению к штатному автомату АК-74 недостаточно для удовлетворения выдвинутых военными новых тактико-технических задач. Кроме того, рост темпа стрельбы сопровождается, как правило, форсированием режимов работы автоматики (увеличением скоростей подвижных частей и импульсов их ударов в крайних положениях), сокращением временных параметров работы подающего устройства, увеличением деформаций ствольной группы, вызванных ударами, что весьма отрицательно сказывается на кучности стрельбы из устойчивых положений и надежности работы оружия.

Рис. 2 показывает, что для систем со сбалансированной автоматикой повышение кучности стрельбы в 5–10 раз может быть обеспечено при достижении темпа стрельбы порядка 4000–5000 выстр/мин.

Рис. 2. График зависимости уровня роста кучности стрельбы от темпа для систем со сбалансированной автоматикой

Однако реализация главного достоинства автоматов со сбалансированной автоматикой – полное исключение отрицательного влияния ударов подвижных частей на рассеивание выстрелов в очереди является сложной технической задачей, поскольку предполагает абсолютное равенство масс противоположно движущихся деталей и размещение их центров на линии действия движущих сил. Вместе с тем, обеспечение темпа порядка 4000–5000 выстр/мин на одноствольных образцах и в данных конструкциях, так же как в традиционной, ударной схеме, трудно достижимо и связано с усложнением механизмов и потерей надежности работы изделия.

Учитывая фундаментальный физический закон неуничтожимости импульса, схема автомата со смещением импульса отдачи по отношению к моменту вылета из ствола кинетических поражающих элементов (реализуемая подвижной установкой ствольной группы в лафете), является идеальной с точки зрения создания образца под патрон с любой энергоемкостью. Схема компоновки и характер изменения импульса отдачи для систем с лафетной схемой, приведены на рис. 3.

Схема компоновки образца со смещением импульса отдачи

Рис. 3. График изменения импульса отдачи для систем с лафетной схемой.

График показывает, что при использовании лафетной схемы стрелок до завершения очереди воспринимает лишь незначительный импульс сил противооткатного устройства, суммирующий силу пружины амортизатора и силы трения в базирующих стреляющий агрегат опорах. Силы трения в базирующих опорах преобретают при стрельбе относительно большие значения в результате действия динамических моментов. Основную долю суммарного импульса отдачи группы выстрелов стрелок воспринимает лишь после завершения очереди. Таким образом, исключается главный фактор, определяющий рассеивание при автоматической стрельбе. При этом повышение кучности стрельбы в 5–10 раз, по отношению к автомату АК-74, для данной схемы, в соответствии с теоретической зависимостью рассеивания от темпа, представленной на рисунке 4, может быть обеспечено в условиях реально достижимого темпа стрельбы порядка 1800 выстр./мин.

Рис. 4. График зависимости уровня роста кучности стрельбы от темпа для систем со смещением импульса отдачи

Таким образом, исходя из теоретических предпосылок и всего опыта предшествующих работ, можно сделать вывод, что задача создания образца, превосходящего по кучности стрельбы в 5–10 раз штатный автомат АК-74, наиболее реальным путем может быть решена при использовании лафетной схемы.

Разработка автомата АН-94

Схема со смещением импульса отдачи по отношению к моменту вылета из ствола снаряда, используется в оружии с появлением в конце XIX века артиллерийских систем с подвижной установкой ствольной группы на лафете. Для стрелкового оружия, учитывая в сравнении с артиллерией, небольшие баллистические импульсы боеприпасов, идея установки ствольной группы на лафете казалась тем более заманчивой, что в принципе позволяла на определенное время нейтрализовать воздействие отдачи не одного, а группы выстрелов на стрелка, удерживающего лафет. В этом случае автоматчик воспринимал бы суммарный импульс отдачи серии выстрелов лишь после завершения очереди, что исключает главный фактор, определяющий рассеивание, при автоматической стрельбе – воздействие отдачи.

Несмотря на предполагаемые, и казалось бы очевидные преимущества систем с лафетной схемой, за всю, более чем столетнюю историю развития автоматического оружия, эта схема не находила применения в силу необычайной сложности практического воплощения. Сформировавшийся облик принятых на вооружение образцов, обусловленный требованиями эргономики и множеством присоединительных мест для комплекса боевой техники делал, казалось бы, невозможным размещение сложных механизмов в требуемых очертаниях лафета. Кроме того, реализация схемы требовала решения технических проблем, связанных с обеспечением подачи патронов в движущийся ствол, предельным уменьшением перемещения ствольной группы в процессе отката, разработкой прицельных механизмов, учитывающих это перемещение. Уменьшение перемещения ствольной группы зависит от успеха в разработке устройств, повышающих темп стрельбы без форсирования скоростей подвижных частей оружия, и создания более эффективных, по сравнению с известными, тормозов отката. Сочетание подвижной установки стреляющего агрегата с высоким темпом стрельбы позволяет уменьшить расхождение углов вылета пуль, однако требует разрешения противоречия между потребностью в высоком темпе для производства прицельных, результативных выстрелов и экономным расходованием боеприпасов в режиме непрерывной стрельбы. В конкурсных автоматах АС и АСМ (АН-94), это противоречие решено автоматическим изменением темпа стрельбы, реализованным разработкой комплекса технических мероприятий, защищенных несколькими патентами, позволяющими устанавливать три режима стрельбы (одиночным огнем, фиксированной очередью и непрерывную стрельбу) с изменением, не зависящим от стрелка, способа воспламенения заряда курком в режиме одиночного огня и первых выстрелов в очереди, на стрельбу с инициацией выстрелов затворной рамой (стрельбу с «заднего шептала»).

При стрельбе из автоматов фиксированными очередями в процессе отката ствольной группы совершается 3–2 выстрела с темпом 1800–2000 выстр/мин. При стрельбе непрерывным огнем первые 2–3 выстрела совершаются с темпом 1800–2000 выстр/мин, затем автоматически совершается переход на стрельбу с темпом (500–600 выстр/мин).

Высокий темп стрельбы из автоматов обеспечивается за счет короткого (равного длине патрона) хода затворной рамы, разделения процесса подачи на две фазы, первая из которых совершается в процессе отката затворной рамы, вторая – в процессе наката (технические решения защищены рядом патентов), введением защищенного патентом буферного устройства, воздействующего как на затвор, так и на затворную раму, сокращением времени переднего стояния затворной рамы за счет присоединения к ней поступательно движущегося курка и иных защищенных патентом приемов.

Экспериментальные автоматы Никонова

НА-2

НА-4

АС-1

АС-2

АС-3

Опытные образцы – предшественники автомата АС

АСМ-1

АСМ-2

АСМ-3

АСМ-4