Guns.ru Talks
Стендовая стрельба
Системы запирания или как это работает!?

вход | зарегистрироваться | поиск | реклама | картинки | календарь | поиск оружия, магазинов | фотоконкурсы | Аукцион
Temych_19
15-9-2017 10:50 Temych_19
Друзья!
Наткнулся на просторах интернета на статью, состоящую из нескольких частей о том, какие бывают системы запирания, какие нагрузки испытывает ствольная коробка, а также о перспективах развития систем запирания в будущем!
Думаю, что данная серия статей будет полезна не только тем читателям "Ганзы" и просто спортсменам, кто уже остановился на конкретном виде гладкоствольного оружия с вертикальным расположением стволов, но и обычному люду, кто только ищет для себя первое ружье!
Статья заслуживает внимания и чтобы ссылка на нее не пропала - сделаю несколько постов о ней , а в конце каждого поста дам ссылку на каждую часть статьи, т.к. лень подкреплять текст картинками...
P.S. Если мадератор посчитает, что ее нужно перенести в другое место, сильно противится не буду!😀😉
Temych_19
15-9-2017 10:55 Temych_19
Часть 1-ая
"Анализ распространённых схем запирания вертикалок"

Прежде чем перейти к сути, необходимо некое тематическое предисловие. Отечественное производство охотничьего оружия (а речь идёт и пойдет в дальнейшем исключительно о гладкоствольных «вертикалках» пребывает в давно прогнозируемой стагнации. Углубляться в анализ причин этого явления сейчас не имеет смысла и означает просто погоню за ушедшим автобусом. Полагаю, что изначально более продуктивным будет констатация сложившийся ситуации как имеющейся данности, и, соответственно, принятие этой данности за некую точку отсчёта.

Итак, что мы имеем в витринах оружейных магазинов по состоянию на сегодня? А имеем мы тотальную оккупацию этих самых витрин итальянцами, в меньшей степени чехами, немцами и с недавнего времени турками. Ну и, наконец, прилетели первые ласточки из Поднебесной. Мне кажется, китайские клоны «Беретты-686» и некоторые другие образцы от корпорации «Норинко» в силу известных причин скоро благополучно заменят в наших магазинах турецкие карамультуки. Даже если не трогать старую истину относительно «далёкости от народа» наших неразворотливых производителей, то уже с технологической точки зрения происходящее было неизбежно. Повсеместное применение на зарубежных предприятиях станков с ЧПУ вдохнуло новую жизнь в уже хорошо известные конструкции, резко повысив качество сопряжений деталей и, соответственно, живучесть конкретных образцов при массовом производстве. Применение же новых марок высоколегированных сталей и лёгких сплавов вывело на новый уровень прежних тяжеловесов, как пример, модели того же «Браунинга». Нишу дешёвого, надёжного и при этом неприхотливого оружия, то есть того, чем славились отечественные заводы, сегодня агрессивно и, к сожалению, заслуженно, захватили неосмотрительно обученные итальянцами турецкие производители.

Мы в этой ситуации не у дел. О рентабельности наших оружейных грандов говорить давно не приходится — в условиях санкций доходность наших предприятий резко упала, так как она не может строиться только на внутреннем рынке. По-прежнему нужен выход на рынки Европы и США. Санкции рано или поздно будут или свёрнуты или просто найдутся обходные пути, но вот время будет упущено, а при имеющемся ассортименте и нарастающей оружейной экспансии с востока продавать снег зимой в те же США, а уж тем более в Европу скоро будет невозможно. А вернее, уже невозможно.

Общий вид ружья Verney-Carron Sagittaire Becassier. Данное исполнение ружья выполняется с затворной коробкой, изготовленной из лёгкого сплава, конструкция которой не предусматривает наличие дополнительных разгрузочных плоскостей
Общий вид ружья Verney-Carron Sagittaire Becassier. Данное исполнение ружья выполняется с затворной коробкой, изготовленной из лёгкого сплава, конструкция которой не предусматривает наличие дополнительных разгрузочных плоскостей
kiselev3Крайне важно понимание того, с кем и чем мы соперничаем сегодня. Соперничаем же мы с парой десятков относительно небольших (под 50–80 человек персонала на каждой) фирм из Западной Европы и Турции, почти каждая из которых при необходимости шутя, легко закроет дорогу нашим ИЖам (о ТОЗе можно вообще забыть) на свои традиционные рынки сбыта. Причина таких технологических и количественных возможностей кроется в предельной специализации этих предприятий и их ставке на легко варьируемый дизайн как старых, так и новых моделей гладкостволок. В условиях применения современного оборудования с ЧПУ это позволяет при расширении модельного ряда сократить накладные расходы, уменьшив производственные площади и численность персонала. При этом сохраняются (и это исключительно важно!) в неизменности традиционные за последние 100 лет конструктивные схемы.

Понимая всё это, нужно помнить — старая мудрость о том, что врага нужно бить его же оружием, не потеряла своей актуальности. Совсем полезным будет понимание того, что коммерческие ниши не создаются (если перефразировать известную фразу — всё уже создано до нас), а захватываются. И делается это без экивоков и ненужных любезностей в адрес конкурентов, даже отечественных. Осталось только чуть-чуть помечтать, ну или, если хотите, ещё раз напомнить — настоятельно назрело сокращение бесконечных НИОКР на государственных предприятиях и подготовка в течение 3–4 лет производства «новых» моделей двустволок (здесь как раз уместно передать «поздравления» от турецких оружейников). Разумеется, можно и нужно оставить производство клонов ИЖ-27 и, конечно же, вариантов адаптированных к гражданскому рынку военных образцов, которые так востребованы у любителей пострелушек по бутылкам. Кстати, именно эти модели в стиле «милитари» и есть сильная сторона наших предприятий. За этим должна бы (в идеале) последовать передача привилегии производства нового охотничьего оружия в частные руки с возможностью закупок такими предприятиями основных заготовок (тех же ствольных трубок) на госпредприятиях. Подобный неполный цикл производства для частников резко сократит сроки их выхода на рынок. Безусловно, возможен и полный цикл, тем более что прецеденты уже имеются, но подробности создания производства тех же «Промтехнологий» с их «Орсисом» настолько неправдоподобны для трезво мыслящего среднего отечественного предпринимателя, что данный пример скорее говорит не в пользу создания собственного оружейного предприятия.

Тем ни менее процесс пошёл. Разумеется, ни одно вновь создаваемое частное оружейное производство не сможет изначально получить в своё распоряжение сразу тот перечень станочного парка, который в избытке имеется у конкурентов. А это означает несравнимо меньшие объёмы выпуска и, соответственно, рискованное ценообразование. Тем ни менее выход есть. Суть его в новизне предлагаемого товара. Те герои (а иначе их сложно классифицировать), которые рискнут (а главное, смогут) создать в нашем Отечестве подобные частные оружейные предприятия, должны чётко осознавать достоинства своего возможного изделия, ибо движущую роль рекламы ещё никто не отменял. В любом случае речь должна идти о конструктивно новых схемах, патентно чистых и, соответственно, отличающихся от общеизвестных, в которых к тому же желательно иметь прочностной ресурс для выполнения на их базе штуцеров и оружия для стенда. И вот именно технические аспекты выбора образцов для подобного производства, с учётом вышесказанного, и являются темой настоящей статьи. Для этого придется рассмотреть те недостатки, которые присущи «вертикалкам», выполненным по традиционным схемам, с учётом сил и явлений, действующих и происходящих в момент выстрела и напрямую влияющих на живучесть ружья.

Наш родной Иж-27 имеет классическую систему запирания Браунинга, в которой нижний горизонтальный ригель входит в паз, предусмотренный в нижней части задней муфты блока стволов
Наш родной Иж-27 имеет классическую систему запирания Браунинга, в которой нижний горизонтальный ригель входит в паз, предусмотренный в нижней части задней муфты блока стволов
kiselev5Итак. Что происходит в охотничьем двуствольном ружье с вертикальным расположением стволов в момент выстрела? Кратко можно сказать, что возникновение давления в патроннике и движение снаряда по каналу ствола приводят к разнонаправленному движению узлов ружья и к соответствующей упругой деформации затворной коробки «вертикалки». Силы, стремящиеся отодвинуть ствольный блок от зеркала затворной коробки и одновременно раскрыть ружьё относительно центра шарнирного соединения компенсируются силами упругости, возникающими в ответ в том же шарнирном соединении и контактных плоскостях узлов запирания, одни из которых призваны, по замыслу конструкторов, разгрузить шарнирный узел подвески ствольного блока от продольной нагрузки, а другие предотвратить открытие ружья. Нелишне отметить, что далеко не все конструкции имеют разгрузочные плоскости и в этом случае вся тяжесть выстрела ложится на многострадальный шарнирный болт или узлы боковой подвески ствольного блока. В качестве примера можно смело привести бекасиные бокфлинты французской фирмы «Верней-Каррон» с легкосплавной коробкой. В данном случае весь расчёт строится на прочностных характеристиках «Эргала-55», заведомо уменьшенных навесках дроби и предполагаемом малом настреле.

Справедливости ради нужно констатировать тот факт, что при конструировании «вертикалок» конструкторы попадают в сложное положение — они вынуждены учитывать векторную разнонаправленность сил, стремящихся отодвинуть ствольный блок и сил, стремящихся повернуть его относительно узлов подвески. А эта разнонаправленность, в свою очередь, требует введения в конструкцию ружья элементов запирания, отдельных для каждого направления сил и со своими запирающими плоскостями, а это не всегда возможно при желании удешевить продукт. В итоге, в силу общепринятой боковой проекции ружья и принятой конструктивной схемы, указанные запирающие и разгрузочные плоскости зачастую расположены не оптимально относительно тех сил, которым они призваны противодействовать. Усугубляет ситуацию тот факт, что привод всех систем запирания — ручной, и синхронный для всех пар плоскостей в разных по назначению узлах запирания, а следовательно, одинаковое по плотности запирание во всех узлах (до момента «притирания» невозможно. Проще говоря, теоретически мы получаем плотное запирание или в паре плоскостей, обеспечивающих разгрузку шарнирного соединения, или же в паре, предотвращающей раскрытия ружья. В реальных конструкциях сопряжение запирающих плоскостей ригеля или ригелей (а в случае с «Береттой» пары штифтов), запирающих ружьё от раскрытия, с запираемыми плоскостями ствольного блока обеспечивается линейным приближением данных плоскостей друг к дружке (это вхождение конуса в конус до момента «притирания). С плоскостями же разгрузки ситуация иная, поскольку их сопряжение по установившейся конструкторской практике вторично. Приближение одной плоскости к другой происходит по радиусу, определяемому расстоянием от данной плоскости до центра вращения блока стволов в шарнирной подвеске.

Ружьё A.Zoli, модель Columbus. Особенности схемы запирания с сегментными выступами, применённой в частности в этом ружье, позволяют увеличить ресурс оружия, а также снизить высоту затворной коробки
Ружьё A.Zoli, модель Columbus. Особенности схемы запирания с сегментными выступами, применённой в частности в этом ружье, позволяют увеличить ресурс оружия, а также снизить высоту затворной коробки
kiselev7На практике в тех случаях, когда разгрузочные плоскости представляют собой именно плоскости, сопряжение этих плоскостей на этапе закрытия часто не происходит, и не происходит именно из-за конструктивного приоритета сопряжения плоскостей для запирания от раскрытия. То есть мы плотно захлопнули ружьё, а вот плотную разгрузку шарнирной подвески всё же не обеспечили. В любом случае подобные конструкции предпочтительней по сравнению с другим вариантом конструктивного оформления, когда разгрузочные плоскости не являются по сути плоскостями, а представляют собой радиальные поверхности с общим центром в шарнирном узле подвески, радиально скользящие друг относительно друга. В таком варианте сопряжение разгрузочных радиальных поверхностей по законам механики возможно только точечно — это прилегание цилиндра к внутренней стенке другого цилиндра. Но и с этим точечным «прикосновением» не всё так просто. Необходимо помнить, что для движения одной поверхности относительно другой необходим так называемый «ходовой» зазор. И он есть во всех конструкциях переломных ружей. Разумеется, за счёт точной подгонки и изначально точного изготовления данный зазор стремятся уменьшить, но окончательно его убрать нереально, поскольку неукоснительно действует золотое правило механики — без зазора нет движения. Ликвидация этого зазора между разгрузочными поверхностями в современных, предельно точно изготовленных на станках с ЧПУ ружьях происходит во время первой фазы выстрела, когда упругая деформация шарнирной подвески блока стволов в затворной коробке и непосредственно самой затворной коробки «схлопывает» данный зазор и большая часть выстрела происходит при сопряженных разгрузочных поверхностях. Но первоначальный зазор — всё-таки зазор. И тогда, если наложить боковую проекцию ружья на систему координат XY, в которой ось Х совпадает с продольной осью ствольного блока, мы при закрытом ружье фактически получим неплотно зафиксированный в продольном направлении ствольный блок, имеющий возможность микроперемещения в момент выстрела на некое расстояние, равное величине этого самого «ходового» зазора.

В результате наличия этого зазора основным запирающим элементом до момента соприкосновения разгрузочных плоскостей является только само шарнирное соединение, кстати тоже со своими индивидуальными зазорами. Следовательно, до начала соприкосновения между разгрузочными поверхностями мы получаем вполне серьёзную нагрузку на шарнирное соединение, а также почти ударную нагрузку на разгрузочные плоскости, что с увеличением настрела ружья приводит к их остаточной деформации, а иначе говоря, к наклёпу. И чем больше наклёп, тем больше первоначальный зазор. В системах же с радиальными разгрузочными поверхностями, где взаимодействие сведено до точечного контакта, ситуация ещё больше критична. Наклёп в таких системах более очевиден, и в результате его возникновения мы получаем уже не точку, а целое пятно контакта. И здесь возникает замкнутый круг. Чем плотнее мы хотим запереть ружьё по оси Х, то есть обеспечить полную разгрузке шарнирной подвески блока стволов, тем выгоднее нам расклёп, который увеличивает пятно контакта и объективно увеличивает устойчивость запирающих поверхностей к смятию. И соответственно мы получаем увеличенный «ходовой» зазор и всё большую нагрузку на шарнирное соединение в первой фазе выстрела. Всё начинается сначала и с течением времени приводит к радиальному шату блока стволов. Рано или поздно это происходит даже с оружием, где разгрузочные поверхности достаточно развиты, то есть имеют, казалось бы, достаточную площадь для сопротивлению наклёпу.

Ружья с запиранием «капюшоном» по схеме Петрика стали первыми массово используемыми в оружии для стендовой стрельбы. Перед нами ружьё Krieghoff K-80, построенное по такой схеме и относящееся к оружию, предназначенному для стрелков высокого класса
Ружья с запиранием «капюшоном» по схеме Петрика стали первыми массово используемыми в оружии для стендовой стрельбы. Перед нами ружьё Krieghoff K-80, построенное по такой схеме и относящееся к оружию, предназначенному для стрелков высокого класса
kiselev9Разумеется, весь процесс износа сопрягаемых поверхностей в данном случае происходит значительно медленнее, нежели на системах вообще без разгрузки шарнирной подвески. Там ситуация с наклёпом поперечного болта или боковой цапфенной подвески аналогична, но процесс происходит несоизмеримо быстрее. Скорость же деформации определяется всего двумя параметрами — величиной первоначального «ходового» зазора, полученного при изготовлении ружья и устойчивости к смятию того или иного сорта стали, идущего на изготовления коробки ружья и запирающих элементов конструкции. Проблема плотности прилегания в нескольких парах сопрягаемых плоскостей, одна из которых радиально-подвижная, в настоящее время кардинально не решена в массовых (с минимумом ручной подгонки) конструктивных системах «вертикалок». Естественно, можно ввести в конструкцию ружья различного типа пружинные доводчики, но это полностью ликвидирует контроль человека над плотностью запирания в условиях загрязнения или низких температур. Повторюсь, в настоящее время над этой проблемой задумываются мало, отдавая решительное предпочтение плотности запирания от раскрытия. Но поскольку от проблемы не уйти, частично она решается введением в узлы разгрузки различного рода твердосплавных сменных вкладышей, накладок и т.п., уменьшающих «ходовой» зазор. Далеко за примерами ходить не нужно. Это и компенсационный вкладыш в коробке ИЖ-27, и латунная прокладка за зеркалом коробки ТОЗ-34 и, наконец, накладки на боковых «клыках» в дорогих моделях ружей от «Беретты». Складывается впечатление, что современные конструкторы смирились с неоптимальным расположением узлов запирания и разгрузки, и основная живучесть ружья обеспечивается не за счёт грамотного расположения данных узлов, а за счёт качества применяемых материалов и точности изготовления, уменьшающей «ходовой» зазор.

Давайте попробуем с этой точки зрения рассмотреть наиболее распространенные затворные системы «вертикалок». Для более полного акцентирования внимания на элементах запирания и разгрузки имеет смысл вывести за скобки данного рассмотрения остальные механизмы данных образцов, хотя, конечно же, эти узлы в немалой степени влияют на геометрические параметры систем запирания.

Начнём мы с наиболее распространённой в прошлом веке системе «Браунинга», к которой относится и наш родной ИЖ-27. Здесь всё просто. Нижний горизонтальный ригель входит в паз в нижней части задней муфты блока стволов и за счет клинообразной формы плотно запирает ружьё от раскрытия, но не играет ни малейшей роли в разгрузке осевого болта подвески. Функцию разгрузки выполняет задний крюк задней муфты, который с уже известным нам «ходовым» зазором входит в нижний паз затворной коробки. Не будем снова говорить о компенсационном вкладыше, лучше рассмотрим геометрическое расположение узлов запирания и разгрузки.

Общий вид ружья Beretta 692. Схема, применённая в этом ружье, представляет собой ещё одну попытку оптимизировать распределение нагрузок, возникающих во время выстрела в затворной группе. Один из характерных элементов — «клыки», входящие в вырезы в боковых стенках затворной коробки
Общий вид ружья Beretta 692. Схема, применённая в этом ружье, представляет собой ещё одну попытку оптимизировать распределение нагрузок, возникающих во время выстрела в затворной группе. Один из характерных элементов — «клыки», входящие в вырезы в боковых стенках затворной коробки
kiselev111Совершенно очевидно, что это расположение было вызвано всего лишь требованиями компоновки узлов в боковой проекции ружья и удобства привода нижнего ригеля от общепринятого верхнего ключа В. Ричардса, что напрямую отсылает нас к схемам привода запирания на ружьях с горизонтальным расположением стволов. Имеет смысл вспомнить, где у затворной коробки «вертикалки» наиболее опасное место с точки зрения прочности, так называемое опасное сечение. Это область соединения верхних граней боковых стенок коробки с зеркалом коробки. Логика подсказывает (и практика тоже), что уменьшить усилие запирания от раскрытия (а на двуствольных штуцерах оно вполне приличное) можно, если приблизить узел запирания от раскрытия к области опасного сечения. Аналогично, для более равномерной разгрузки шарнирного соединения узел разгрузки было бы также логично разместить там же, примерно на уровне межствольных планок или выше. В системе Браунинга всего этого нет и в помине. Оптимальность расположения узлов запирания принесена в жертву компоновке. В результате имеющихся «ходовых» зазоров в первой фазе выстрела низкорасположенный осевой болт присутствует в продольной силовой схеме запирания, что приводит к его остаточной деформации и износу, а нижнее расположение разгрузочных поверхностей на нижнем крюке задней муфты блока стволов к тому, что упругие деформации затворной коробки при выстрелах из нижнего или верхнего стволов совершенно различны. И именно в силу большой удалённости узлов запирания от опасного сечения затворной коробки нагрузка на вышеупомянутое опасное сечение значительно выше. Поэтому при конструировании двойников по схеме Браунинга верхний ствол в подавляющем числе случаев выполняется гладкоствольным или же нарезным, но достаточно незначительного калибра.

Ружья МХ8 (вверху) всемирно известной компании Perazzi имеют запирание на боковые крюки Босса. Конструктивно эта схема может быть реализована по-разному: боковые крюки ствольного блока могут входить в выборки в стенках затворной коробки или же контактировать с выступами, расположенными внутри затворной коробки, толщина стенки которой при этом остаётся постоянной (слева)
Ружья МХ8 (вверху) всемирно известной компании Perazzi имеют запирание на боковые крюки Босса. Конструктивно эта схема может быть реализована по-разному: боковые крюки ствольного блока могут входить в выборки в стенках затворной коробки или же контактировать с выступами, расположенными внутри затворной коробки, толщина стенки которой при этом остаётся постоянной (внизу)
kiselev131

Перейдём к системе запирания, принятой в частности на фирмах «А.Золи», «Перацци» и некоторых других. Что мы видим? А видим мы явный прогресс по сравнению с «Браунингом», но достаточно половинчатый. Разгрузка нижним крюком с её неоптимальностью при выстреле из верхнего ствола по-прежнему на месте. И «ходовой» зазор по-прежнему в наличии. Но вот запирание от раскрытия уже иное и оно оптимизировано, явно исходя из понимания необходимости снижения нагрузки на данный узел, да ещё с учётом желания конструкторов снизить высоту затворной коробки.

Разумеется, при таком запирании ресурс ружья резко вырос. Приятным побочным следствием стало снижение высоты затворной коробки, так как нижний крюк уже не нёс поперечной выемки под ригель, что позволило оптимизировать форму ложи. В этой же конструктивной нише, с верхним узлом запирания исключительно от раскрытия, лежат, например, ружья с запиранием по схеме Петрика, которые стали первыми массово используемыми при стендовой стрельбе.

Идём далее и переходим к наиболее успешной среди массовых «вертикалок» попытке оптимизировать расположение, количество и силовую схему узлов запирания. Это, конечно же, конструктивная схема концерна «Беретта». Два конусных штифта входят в сверления боковых «клыков» задней муфты блока стволов. И здесь «ходовые» зазоры (тем более радиальной геометрии, между «клыками» и вырезами в боковых стенках затворной коробки) никуда не делись, хотя они и снивелированы в значительной степени компенсационными накладками на «клыках». Но вот более высокое расположение данных узлов и, соответственно, более грамотное перераспределение сил на коробку и боковые полушарниры подвески позволило еще больше снизить высоту коробки и существенно улучшить эргономику ружья. Эти факторы и привели «Беретту» в клуб именитых производителей стендового оружия.

Затворная коробка ружья Perazzi МХ12. Хорошо видны боковые сегментные выступы на внутренней поверхности затворной коробки
Затворная коробка ружья Perazzi МХ12. Хорошо видны боковые сегментные выступы на внутренней поверхности затворной коробки
Опять-таки, справедливости ради, следует напомнить и о менее распространённой системе, в которой привод от верхнего ключа по-прежнему приводит в движение горизонтальный нижний ригель или пару боковых ригелей, а вот элементы разгрузки выполнены на задней муфте ствольного блока уже не в виде нижнего крюка, а в виде боковых сегментных выступов, входящих в соответствующие вертикальные пазы, выполненные в боковых стенках коробки. По сути это просто более развитый вариант разгрузки, предшествующий ранним схемам «Беретты», к тому же значительно более трудоёмкий с технологической точки зрения.

В литературе подобное запирание именуется запиранием боковыми крюками Босса. Яркими представителями клонирования подобной схемы являются некоторые модели фирмы «Риццини» и опять-таки «Перацци». И как раз именно эти модели с развитыми боковыми сегментными выступами требуют при изготовлении значительной доли ручной работы при подгонке ствольного блока к коробке, что не лучшим образом сказывается на их ценообразовании. Недостатки же, связанные с радиальным «ходовым» зазором, никуда не делись. Конструктивное решение этой проблемы «переломок» и будет темой следующей статьи.

http://www.kalashnikov.ru/kak-eto-rabotaet/

edit log

Temych_19
15-9-2017 11:00 Temych_19
Часть 2-ая
Те или иные недостатки, присущие наиболее распространённым (или просто более дешёвым) системам, не позволяют рассматривать их в качестве точки отсчёта при проектировании новых образцов, и в связи с этим будет нелишне упомянуть системы, в которых оружейники учли те неприятности, которые возникают в ружье при наличии «ходовых» зазоров в системе разгрузки, а также при геометрически неоптимальном размещении узлов запирания. Были придуманы конструкции, в которых одна и та же деталь осуществляет беззазорное запирание ружья от раскрытия и, одновременно, также без зазоров фиксирует ствольный блок по продольной оси Х, эффективно разгружая шарнирное соединение.

Охотничье ружьё Merkel 200E — типичный представитель немецкой школы, в котором применяется запирание Керстена
Охотничье ружьё Merkel 200E — типичный представитель немецкой школы, в котором применяется запирание Керстена
Таких систем немного и наиболее распространённые легко перечислить:

Запирание Керстена («двойной Гринер» , изредка с применением поперечного ригеля Скотта, прямоугольного в сечении. Более всего популярно в Германии.
Затвор Егера и его новая модификация с вертикальным движением боевого вкладыша-затвора. Разновидности затвора Егера применяются повсеместно, на разнообразном охотничьем оружии.
Запирание ещё одной модификацией затвора Егера, совмещённое с запиранием горизонтальными штифтами и применённое в новом ружье «Бенелли» — модели 828 U.
Из малоизвестных, но прежде популярных систем, достаточно вспомнить канувшую в Лету немецкую «вертикалку» с роторным затвором, который взаимодействовал с цилиндрическим хвостовиком верхнего ствола и таким образом решал все поставленные задачи, ну и, пожалуй, такие современные чешские образцы, как Brno ZH-100 и ZH-300 с составной (из двух частей) ствольной коробкой. Кроме того, было бы несправедливо не вспомнить стоечное запирание задней вертикальной стойкой, иногда называемое запиранием петлей Рейзинга-Бизли. Сейчас почти не применяется. И, наконец, французская система «Идеал» с вертикальной «затирающей» разрезной стойкой, взаимодействующей с «кукольной» головкой хвостовика — продолжения прицельной планки.
К сожалению экзотичность подобных систем и практически ручная подгонка при их изготовлении не оставила этим системам ни малейших шансов на возрождение.

В тройнике D99 всемирно известной компании Blaser для запирания применяется система Егера
В тройнике D99 всемирно известной компании Blaser для запирания применяется система Егера
Из малоизвестных, но прежде популярных систем достаточно вспомнить канувшую в Итак, казалось бы, достигнута вершина, пути совершенствования для массовых доступных моделей «вертикалок» исчерпаны. Эти системы (а в случае «Идеала» этот самый идеал достигнут для «горизонталок» обладают огромным ресурсом и устойчивостью к сильным зарядам. Но цена этой долговечности и прочности высока. Во-первых, низкая технологичность — затвор Егера, например, так и не смогли освоить на наших предприятиях. Во-вторых, во всех этих схемах узлы запирания вынесены в верхнюю часть ружья и за плоскость казённого среза ствольного блока. А это означает наличие значительно выступающих деталей в зоне движения пальцев стрелка, осуществляющего перезарядку. Очевидно, что эргономика здесь не на высоте. Это допустимо для оружия с полумиллионным настрелом, используемого на стенде и с неспешной перезарядкой, но для той цели, ради которой и создавались, собственно, гладкостволки-двустволки — для охоты, в иных случаях подразумевающей наличие разъярённого, бегущего на тебя кабана или медведя, подобные неудобства нежелательны, если не сказать резче.

Запирание ещё одной модификацией затвора Егера, совмещённое с запиранием горизонтальными штифтами используется в новом ружье Benelli 828 U
Запирание ещё одной модификацией затвора Егера, совмещённое с запиранием горизонтальными штифтами используется в новом ружье Benelli 828 U
Использование в вышеприведённых системах эжекторов казалось бы в какой-то мере снимает остроту вопроса, но в любом случае достигается это снижением общей надёжности, так как любой эжектор — это последовательно и безошибочно работающая точная механика, к сожалению, как и всякая другая, подверженная износу. Вышедший из строя (как всегда не вовремя) эжектор в оружии с тем же затвором Егера вновь возвращает стрелка к проблеме относительно лёгкого извлечения стреляной гильзы. К слову сказать, разработать эжектор для оружия с затвором Егера — это достаточно нетривиальная задача в конструктивном плане. Именно поэтому этот затвор чаще всего находит применение или в тройниках, или в одноствольных штуцерах, то есть там, где по условиям применения скоростная перезарядка неактуальна. Мы же ведём разговор о «вертикалках», которые должны быть технологичны для производственников, механически понятны для хозяина и при этом обладать способностью к многовариантности в рамках одной производственной линейки, то есть быть готовыми к введению в свою конструкцию таких узлов, как эжекторы, сменный УСМ и т. д.

Идеология такого технического подхода к конструированию неизбежно возвращает оружейников к классической рамочной затворной коробке Браунинга, что в свою очередь означает продолжение конструктивного поиска и поиск этот должен исходить из следующих основных требований к системе запирания, как к первооснове конструкции «вертикалки»:

Оптимизация расположения узлов запирания с учётом максимального противодействия силам, возникающим при выстреле из любого, верхнего или нижнего стволов.
Снижение количества запирающих узлов с приданием им универсальной функции запирания от раскрытия и, одновременно, разгрузки шарнирной подвески блока стволов.
Ликвидация на конечном этапе запирания «ходовых» зазоров.
Отсутствие выступающих деталей на казённом срезе блока стволов.
Патентная чистота, что позволит обеспечить правовую независимость от конкурентов.
Отсутствие экзотических технических решений в механизмах ружья, вполне обыденно падающего на охоте в воду, грязь при полной невозможности последующего сервисного обслуживания.

Схема стоечного запирания задней вертикальной стойкой, иногда называемое запиранием петлей Рейзинга-Бизли

Французская система «Идеал» с вертикальной «затирающей» разрезной стойкой, взаимодействующей с «кукольной» головкой хвостовика
Последний пункт стал актуален именно в последние годы. Применение на оружейных предприятиях новейших марок хромомолибденовых сплавов для стволов и ствольных коробок, при повсеместном наличии мощных обрабатывающих центров, в некотором смысле избаловало конструкторов и дизайнеров современных охотничьих ружей с точки зрения обеспечения долговременной прочности оружия. А вот перед менеджерами оружейных фирм в полный рост встала проблема сбыта, так как почти весь оружейный мир занят выпуском клонов двух-трёх основных систем, наиболее отработанных в машинном производстве. Выход был найден в старом как мир способе подачи товара. Реклама всегда была двигателем прогресса, но в оружейном мире есть свои особенности. Если раньше механика ружья строилась на понятных любому ремонтнику механических взаимодействиях отдельных стальных деталей, то в последнее время проявляется тенденция применения в массовых моделях таких принципов работы механизмов, которые никогда прежде для специалистов не являлись великой тайной, но широко не применялись. А не применялись именно потому, что подразумевали широкое использование новых для традиционного охотничьего оружия материалов (пластик, алюминиевые сплавы), а также минимальные допуски при производстве. И всё это вкупе с самым главным — наличием именно европейских охотугодий, которые или равны по условиям техобслуживания оружия стационарному стрелковому стенду или же недалеко ушли от него.

На подобные мысли автора навёл тот самый хит последнего времени — уже упомянутое Benelli 828 U. Этот шаг «Бенелли» по выходу на рынок «вертикалок» был продуманно успешен. Конструкторы в Урбино поняли, что новый для себя рынок нельзя завоевать только именитым брендом, коммерческий успех был бы краток. Была сделана ставка на технические инновации и привлекательный, ну просто космический дизайн, обусловленный, кстати, в немалой степени именно возможностями современных обрабатывающих центров. Это ружье однозначно будет иметь широкий круг поклонников-эстетов.

Итак, продолжим. Вышеприведённые требования к системе запирания, а также анализ работы различных систем, как массовых, так и менее распространённых привели к обычному в таких случаях выводу: а нельзя ли взять лучшее от известных систем и по возможности скомпилировать в одном образце? Ну, скажем, попробуем позаимствовать у Босса идею боковых пазов в стенках коробки, добавим к конструкции не одну заднюю центральную стойку, как у Бизли, а пару — левую и правую, разместив их в тех самых пазах в боковых стенках ствольной коробки, и заставим эти самые стойки взаимодействовать с боковыми «клыками» ствольного блока, размещёнными, как у «беретты», на уровне межствольной области. При этом придадим верхним задним запирающим плоскостям стоек некий небольшой уклон в сторону дульного среза блока стволов, что даст нам возможность, при соответствующей форме боковых «клыков» ствольного блока, обеспечить их взаимное беззазорное сопряжение — согласитесь, ну нужно же что-то добавить к набору чужих идей, верно? Можно эти стойки разместить вертикально, а можно и с наклоном в сторону казённого среза блока стволов. В результате родилась достаточно самобытная конструкция узла запирания, являющаяся вполне самодостаточной, при которой блок стволов плотно фиксируется в ствольной коробке ружья как по оси Х, так и (в случае применения наклонных стоек) по оси Y. Таким образом шарнирное соединение в значительной мере выводится из силовой схемы ружья.

Схема 1. Вариант перспективной системы запирания ружья с вертикальным расположением стволов
Схема 1. Вариант перспективной системы запирания ружья с вертикальным расположением стволов
Объективно данная система запирания выполняет все шесть вышеизложенных требований, что уже само по себе служит неплохой рекламой для интересующихся данной тематикой. И что немаловажно — подобный узел запирания вполне может быть применим не только в качестве основного в новых моделях, но и в качестве дополнительного в существующих и серийно выпускаемых традиционных конструкциях, что позволило бы осуществить только частичную переналадку уже настроенного оборудования и при этом оптимизировать нагрузку на ствольную коробку при выстреле из верхнего ствола. При этом возникает соблазн превращения именно верхнего ствола в нарезной, что при традиционных системах является редкостью именно из-за удалённости разгрузочных плоскостей узлов запирания от точки приложения сил, возникающих при «верхнем» выстреле. Конструктивно такое ружьё было подетально отработано в пакете трёхмерного моделирования Solidworks, как с точки зрения общей компоновки механизмов УСМ и эжекторов, так и с применением новых узлов запирания, в варианте 20 калибра. В угоду моде на лёгкие сплавы в качестве материала коробки был использован сплав «7075», аналог «эргала 55» и нашего В-95Т.

Новая конструкция системы запирания делает коробку ружья легко узнаваемой вследствие применения на ней боковых приливов Ронже, что само по себе открывает широкие возможности для дизайнеров
Новая конструкция системы запирания делает коробку ружья легко узнаваемой вследствие применения на ней боковых приливов Ронже, что само по себе открывает широкие возможности для дизайнеров
Вес такого ружья 20 калибра будет лежать в интервале от 2,3 до 2,4 кг, разумеется, со стальной коробкой масса оружия возрастет до 2,6–2,7 кг. В 12-м же калибре мы не выйдем за пределы классических 3,2 кг. Нелишне отметить тот факт, что новая конструкция системы запирания делает коробку такого ружья легко узнаваемой вследствие применения на ней боковых приливов Ронже, что само по себе открывает широкие возможности для дизайнеров. (Илл. 11) Разумеется, на этапе теоретической проработки этой и ей подобных схем для проведения сравнительного анализа их массовых и прочностных характеристик, по сравнению с традиционными конструкциями, необходимо предварительное компьютерное моделирование, но это уже тема следующей статьи. Но даже на этапе раннего эскизного проектирования именно такая модельная проработка позволила подтвердить старую конструктивную истину, которая и легла в основу данного статейного цикла — совершенствование узлов запирания позволяет при прочих равных условиях увеличить гарантийный настрел и при этом применить более дешёвые марки сталей, что резко снизит расходы не только собственно на ружьё, но и на обрабатывающий инструмент, а ведь это исключительно важно для потенциально возможных в нашей стране малых оружейных предприятий.

Общий вид ружья с перспективной системой запирания в 20-м калибре
Общий вид ружья с перспективной системой
запирания в 20-м калибре
Общий вид возможной компоновки механизмов ружья с перспективной системой запирания
Общий вид возможной компоновки механизмов ружья с перспективной системой запирания
Пример на поверхности. В качестве материала для ствольных коробок отечественных гладкостволок повсеместно (за очень редким исключением моделей ЦКИБа) используется сталь 50. Примерные аналоги используются и в турецких «вертикалках». Все эти модели лежат в одной ценовой категории. А что же ведущие игроки рынка? Ну не может же быть, что то же итальянское ружьё, стоящее в десять раз больше, нежели наш ИЖ-27, и ни в чём конструктивно его не превосходящее (тему качества исполнения попробуем пока не затрагивать) было выполнено из тех же материалов? И как выяснилось, действительно, коробки большинства «вертикалок» знаменитой оружейной долины Валь Тромпия в Брешии выполняются из стали 18NiCrMo5, имеющей даже в простом нормализованном состоянии, без специальной термообработки, значительно, процентов на 15–20 более высокий предел текучести, чем наша заслуженная Ст.50. Отечественным аналогом ранее являлась сталь 19ХНМ, но выпускалась она в стародавние времена на ныне разрушенных заводах Донбасса, что, естественно, выводит её за рамки практически возможных закупок для нужд малых оружейных предприятий. К тому же при низкой покупательной способности рядовых охотников путь лобового применения дорогих легированных конструкционных сталей является тупиковым. О рентабельности можно будет забыть. Вывод очевиден — только более совершенная конструкция может допустить применение в отечественных «вертикалках» недорогих сталей в качестве материала для ствольной коробки при сопоставимом с «иностранцами» настреле на стенде. Вопрос же реализации данных схем в реальном «железе» и соответственно практической проверки заложенных в них идей открыт. А в случае положительных результатов при применении новых узлов запирания кто может помешать отечественным оружейникам выйти на рынок оружия для спортинга, потеснив с него тех же итальянцев?

В последующих статьях данного цикла я постараюсь рассказать о том, какую нагрузку несёт при выстреле ствольная коробка стреляющей «вертикалки», и как величина этой нагрузки влияет на выбор той или иной системы запирания при проектировании новых образцов.

Основной же посыл к читателям этой статьи прост — резервы для совершенствования традиционного охотничьего оружия не исчерпаны даже в рамках традиционных конструкций, и что самое главное — это совершенствование вполне достижимо даже при ограниченном наборе станочного парка, имеющегося на наших предприятиях, не говоря уж о частниках, часто только мечтающих о современных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Надеюсь, время покажет, какой путь будет выбран нашими производителями охотничьего оружия.

http://www.kalashnikov.ru/kak-eto-rabotaet-2/

edit log

Temych_19
15-9-2017 11:04 Temych_19
Часть 3-я
Исследования в области конструирования узлов запирания для «вертикалок» проводятся, и проводятся достаточно активно всеми ведущими производителями такого оружия на Западе. Если внимательно присмотреться к изменениям в очертаниях ствольных коробок некоторых моделей, то нетрудно увидеть результаты крайне кропотливой работы, которую провели конструкторские отделы ведущих мировых брендов, в частности «Браунинга» и «Беретты». Далее я назову эти, казалось бы, мелочи (а для конечного пользователя, неискушённого в конструкторских изысках, это ведь мелочи, ве но?). Сейчас же я просто хочу сказать о том, что этот буквально видимый прогресс в конструировании охотничьего оружия своим появлением всецело обязан компьютерным системам автоматизированного проектирования (САПР). Появилась возможность с новых позиций, многократно сократив производственные издержки, взглянуть на традиционные конструкции, подвергнуть их математическому прочностному анализу и тем самым оптимизировать по форме, а в конечном итоге и по металлоёмкости. Если же говорить о проектировании новых моделей ружей и инновационных узлов для них, то применение компьютерного моделирования безальтернативно. Именно САПР, при отсутствии высокотехнологичной испытательной базы, позволяет понять, как уже существующие узлы запирания можно оптимизировать или взять за точку отсчёта при создании принципиально новых конструкций. Первое, что определяет начало такой работы, это понимание природы сил, возникающих в стреляющем ружье. Именно это понимание ложится в основу любого подхода к проектированию. И это легко продемонстрировать на частном примере подготовки данных для ввода в любой пакет САПР для последующих расчётов. Как это выглядит? А вот так…

Конструктивное оформление узла запирания современного ружья Browning B525 (вверху) практически ничем не отличается от устройства первой вертикалки B25 (справа), сконструированной Браунингом почти век назад
Конструктивное оформление узла запирания современного ружья Browning B525 (вверху) практически ничем не отличается от устройства первой вертикалки B25 (внизу), сконструированной Браунингом почти век назад
kiselevk3_kЧем мощнее запирающие узлы, тем меньше нагружено шарнирное соединение. Но это на практических испытаниях, а вот в соответствующих теоретических расчётах наличие в системе шарнирного соединения усложняет объективную оценку разгрузочных узлов. Поэтому (именно в компьютерном моделировании) часто идут парадоксальным для практиков путём — путём упрощающих допущений (будем считать, что мы уже приступили к компьютерному моделированию и следуем той самой логике упрощения). Тогда, во-первых, исключим из компьютерной модели шарнирное соединение, а, следовательно, и передаваемую им реакцию на затворную коробку. Точнее, исключим эту реакцию по оси (Х), но оставим ограничение по перемещению коробки по оси (Y), то есть в области шарнирного соединения коробка получит возможность продольного скольжения, будучи неподвижной в вертикальной плоскости.

Во-вторых, допустим, что упругая деформация коробки при выстреле уже состоялась и «ходового» зазора между сопрягаемыми поверхностями нет. При таких допущениях мы с достаточной точностью вычислим запирающую способность только разгрузочных плоскостей, и, соответственно, прочностные характеристики самой коробки. И тут важно учесть ещё один момент. Компьютерное моделирование позволяет задать условия, при которых коробка, имея возможность скольжения только по оси (Х), будет иметь ещё и дополнительную возможность поворота передней части коробки относительно этого виртуального шарнирного соединения на некий положительный угол. Введение такой возможности — совершенно необходимое условие для предстоящего исследования, и теоретические предпосылки для этого следующие: шарниры в нашей компьютерной модели не оказывают запирающей реакции (что нам, кстати, и желательно в реальном ружье), а коробка при выстрелах работает ещё и на изгиб. Изгиб же в коробке возникает из-за ограничения перемещения её передней части по оси (Y) в момент упругой деформации (это ограничение обусловлено в реальном ружье взаимодействием передней части коробки, в которой и расположено шарнирное соединение, с одним передним нижним или двумя передними боковыми крюками казённой муфты ствольного блока), а также из-за рычага сил, возникающего вследствие низкого расположения поперечной оси шарнирного соединения относительно области приложения продольной осевой нагрузки от выстрела.

3D-модель узла запирания, принятая для расчёта продольной деформации затворной коробки гладкоствольного ружья без ограничения шарнирной подвеской перемещения по оси Х
3D-модель узла запирания, принятая для расчёта продольной деформации затворной коробки гладкоствольного ружья без ограничения шарнирной подвеской перемещения по оси Х
Проще говоря — чем выше относительно поперечной оси шарниров стреляющий ствол, тем больше изгибающий момент. В результате в коробке, точнее в верхних областях боковых щёк, возникают растягивающие напряжения, а в нижней наоборот — сжимающие. Соответственно, передняя часть коробки получает тенденцию к вращению относительно шарнирного соединения. В абсолютном значении эти изгибающие коробку силы достаточно значительны, поэтому цифровое прочностное моделирование также учитывает эти напряжения в материале затворной коробки. Сама возможность одновременного учёта этих и иных напряжений в корне отличает программы САПР от дискретных методик, то есть не связанных между собой прочностных расчётов по отдельным участкам затворной коробки, что практиковалось ранее. Ну и, как видите, подготовка предварительной логистики для ввода данных в расчётные программы — дело непростое…

Кстати говоря, воплощение результатов подобных комплексных расчётов в металле часто или узаконено фиксирует или меняет облик уже знакомых образцов. Многие и многие часы, проведённые автором этих строк за компьютерным моделированием нагрузок, действующих на затворную коробку, позволили по-новому взглянуть на облик, казалось бы, давно знакомых ружей-«вертикалок». И что самое важное — совершенно независимо, без оглядки на конкретные модели ружей, прийти в результате этого моделирования к аналогичным результатам формообразования. Если вспомнить ранние образцы затворной коробки Browning B25, а затем сравнить их с современной 525-й моделью, то мы не увидим никаких изменений в конструктивно оформленном соединении верхних частей боковых щёк с зеркалом коробки. Как уже упоминалось, в коробке в этой области в момент выстрела из верхнего ствола возникают мощные растягивающие напряжения и для их компенсации здесь оформлен развитый ступенчатый переход от щёк к зеркалу. Именно компьютерное моделирование нагрузок позволило конструкторам и дизайнерам подтвердить оптимальность формы коробки в этом опасном сечении даже при более мощных современных патронах. Гений М. Браунинга был ещё раз подтверждён, на этот раз уже строго расчётно.

Наглядная демонстрация эффекта теоретического радиального (кругового) скольжения. Предполагается, что имеется значительный ходовой зазор между «клыками» и коробкой, а запирание осуществляется только по оси Х и только с помощью шарнира подвески
Наглядная демонстрация эффекта теоретического радиального (кругового) скольжения. Предполагается, что имеется значительный ходовой зазор между «клыками» и коробкой, а запирание осуществляется только по оси Х и только с помощью шарнира подвески
А вот коробка другого именитого производителя — «Беретты». Здесь без изменения формы не обошлось. В щеках коробок ранних образцов были выполнены фигурные пазы для боковых «клыков» казённой муфты ствольного блока, нижняя плоскость которых была параллельна продольной оси ружья. Моделирование растягивающих нагрузок позволило учесть их наличие в новом формообразовании этих пазов. В результате та самая нижняя плоскость пазов, в соответствии с результатами моделирования, получила наклонную форму, с подъёмом к зеркалу ствольной коробки, в соответствии с направлением растягивающих нагрузок. Разумеется, и «клыки» казённой муфты изменили свою форму, что даже с точки зрения зрительного восприятия добавило гармоничности в облик ружья. Ярким представителем такой формы вырезов в стенках ствольной коробки служит Beretta 692. Но вернёмся к теме перспективного проектирования.

В момент выстрела в реальном ружье происходит увеличение нагрузки на шарнирный узел, как на основной запирающий элемент. Задние разгрузочные плоскости не задействованы, так как в результате упругой деформации коробки первоначально ликвидируется «ходовой» зазор именно в шарнирном соединении. Происходит это потому, что зазоры в шарнирном соединении по сравнению с зазорами между разгрузочными плоскостями являются меньшими по величине. Это является следствием имеющегося приоритета при подгонке сопрягаемых поверхностей, который существует на подавляющем количестве оружейных производств, и вот почему: подгонка эта осуществляется до получения полного или частичного упора казённой части блока стволов в зеркало ствольной коробки, что и предопределяет в шарнирном соединении меньшие зазоры.

Затворная коробка ружья Beretta 692. Рядом приведены результаты моделирования деформаций, возникающих при выстреле, с допущением об осутствии ходового зазора между «клыками» и вырезами заворной коробки (вверху) и при наличии такого зазора
Затворная коробка ружья Beretta 692. Рядом приведены результаты моделирования деформаций, возникающих при выстреле, с допущением об осутствии ходового зазора между «клыками» и вырезами заворной коробки (вверху) и при наличии такого зазора
В качестве примера — латунная прокладка за съёмной пластиной зеркала в ружье ТОЗ-34 призвана решить проблему беззазорной подгонки заднего крюка ствольной муфты к нижнему мостику затворной коробки, ну и дополнительно — боковых кольцевых шарниров к кольцевым вырезам щёк в ствольной коробки в момент полного закрытия ружья. В момент выстрела в большинстве конструкций в рамках упругой деформации происходит продольный изгиб коробки, который, в свою очередь, приводит к смещению (скольжению) задних разгрузочных плоскостей, особенно находящихся в задней верхней части ствольной коробки, относительно друг друга (если вообще эти разгрузочные поверхности в конструкции ружья присутствуют). Это смещение, да ещё в большинстве случаев с имеющимся зазором между сдвигаемыми поверхностями, приводит к уменьшению возможных опорных разгружающих «пятен контакта», и таким образом в некоторой степени обесценивает само наличие задних разгрузочных поверхностей, так как именно уменьшение площади контакта приводит к явлению наклёпа, а в итоге к увеличению первоначального «ходового» зазора. Именно на этот замкнутый круг я указывал в первой статье данного цикла.

Сейчас же я просто напоминаю об этом, чтобы пояснить, что все эти негативные явления свойственны всем без исключения ружьям, построенным по, как я её называю, «одноопорной» схеме. Она подразумевает включение шарнирной подвески блока стволов в силовую схему ружья в качестве основной, которая призвана противодействовать силам давления пороховых газов через дно гильзы на зеркало затворной коробки. Таким образом, можно констатировать следующее. Оружейникам приходится бороться и с наличием «ходовых» зазоров, и с продольным изгибом коробки при желательном сохранении массо-габаритных характеристик этой самой затворной коробки.

Одна из последних моделей «Браунинга» — Cynergy (вверху, справа) и затворная коробка ружья компании «Флодман ганз», (внизу) — примеры попыток конструкторов усилить одноопорную схему
Одна из последних моделей «Браунинга» — Cynergy (вверху, справа) и затворная коробка ружья компании «Флодман ганз», (внизу) — примеры попыток конструкторов усилить одноопорную схему
kiselevk8_kСовременные конструкторы предложили три пути для выхода из «одноопорной» ловушки. Первый — сохранение «одноопорной» схемы с сохранением «ходовых» зазоров на задних «клыках», призванных решать вспомогательную функцию продольной разгрузки, но с одновременным наращиванием «мяса» в переднем шарнире и таким образом получение избыточно прочной шарнирной подвески. Это подразумевало увеличение вертикальных габаритов ружья и значительное, чрезмерное увеличение массы, что совершенно лобовым путём решало ещё и вопрос продольной жёсткости конструкции коробки. Всем известен «мёртвый» шарнир ЦКИБа, но никто даже близко не удосужился проанализировать причины его появления. Тем более что подобная конструкция была неубиваемой и нашла применение в стендовом оружии, где увеличенная масса оружия — не недостаток. Но вот компоновка и оптимальность распределения металла по коробке… Пример — МЦ-6 ранних образцов. Кстати, это наверное единственное ружьё, где конструкторы, понимая бестолковость выбранного пути, пытались уменьшить неоправданно большую массу путём выфрезеровки значительных по объему пазов в щёках ствольной коробки ружья. Естественно, что подобный путь увеличения долговечности (хотя и был беспроигрышным) не нашёл массовых последователей.

Второй путь — усиление «одноопорной» схемы. Задние разгрузочные поверхности ликвидированы, а сама коробка превращена в один гипертрофированный шарнир, имеющий настолько развитые радиальные поверхности, что увеличенная поверхность «пятен» контакта привела к их самодостаточности к качестве системы запирания по продольной оси ружья.

Массивная коробка отечественного ружья МЦ-106 — пример неубиваемой, но достаточно габаритной и тяжёлой конструкции шарнира. При этом нужно отметить, что конструкторы уже поработали над устранением лишнего металла и оно в этом отношении МЦ-106 выгодно отличается от своего предшественника — ружья МЦ-6
Массивная коробка отечественного ружья МЦ-106 — пример неубиваемой, но достаточно габаритной и тяжёлой конструкции шарнира. При этом нужно отметить, что конструкторы уже поработали над устранением лишнего металла и оно в этом отношении МЦ-106 выгодно отличается от своего предшественника — ружья МЦ-6
Но в технике не бывает строго беспроигрышных схем. Получив нетрадиционную схему подвески блока стволов, в дополнение к ней получили и необходимость в переконструировании давно отработанных механизмов экстракции и, что гораздо сложнее, эжекции гильз. Низкая технологичность, а если быть более откровенным — экзотика этих конструктивных решений и нетрадиционный вид подобных систем вряд ли гарантирует их безоблачное будущее в нише недорогих массовых «вертикалок». Для иллюстрации достаточно привести пример одной из последних моделей «Браунинга» — Cynergy и оружие, производимое в Швеции, семейной компанией «Флодман ганз» по схеме Капринуса.

И, наконец, третий путь — сохранение «одноопорной» схемы, но при этом кардинальное увеличение жёсткости коробки за счёт применения наиболее геометрически выгодного расположения узлов запирания. Ну и, вдобавок, получение полезного побочного эффекта — ликвидации теоретически возможного явления кругового скольжения боковых «клыков» относительно разгрузочных поверхностей. Самый яркий пример — «Беретта» с её двумя запирающими штифтами. В данной схеме запирающие штифты расположены геометрически выгодно с точки зрения предотвращения раскрытия ружья, а боковые «клыки» задней ствольной муфты блока стволов при этом прочно зафиксированы в вырезах щек ствольной коробки. Это — одно из лучших технических решений на сегодня, тем более что оно оставляет в неприкосновенности ранее отработанные механизмы. И самое главное, схема «Беретты» решает проблему недостаточной жёсткости затворной коробки при её продольном изгибе, что в свою очередь позволяет или уменьшить поперечное сечение стальной затворной коробки или вообще перейти к лёгким сплавам при сохранении ресурса.

Выгодность данной схемы поняли на «Беретте» ещё в 30-е годы прошлого века и уже тогда отказались от простых «клыков» на ствольном блоке в пользу фиксируемых. Наличие же компенсационных накладок на «клыках» на том же ружье Beretta 692 говорит о том, что и эта система не совершенна с точки зрения «ходовых» зазоров.

Результаты моделирования деформаций в узле запирания ружья МР-234 с учётом наличия ходового зазора (слева) и без него
Результаты моделирования деформаций в узле запирания ружья МР-234 с учётом наличия ходового зазора (слева)
и без него
Возможен и ещё один путь — ликвидация «одноопорной» схемы при применении стоечного запирания, рассмотренного в предыдущей части статьи (см. «КАЛАШНИКОВ» № 8/2016). Блок стволов «затирается» стойками и по оси Х и по оси Y, что в значительной степени выводит шарнирное соединение из силовой схемы ружья и за счёт приложения основных сил уже к задней части ствольной коробки существенно сокращает продольный изгиб коробки при выстреле из верхнего ствола. Но данная схема не имеет практического воплощения в «железе», поэтому её рассмотрение имеет значение в большей степени теоретическое, чем прикладное.

В рамках приведённых рассуждений, которые легко при имеющемся желании подтверждаются результатами прочностного компьютерного моделирования (кстати, проведённого автором этих строк), совершенно непонятна позиция нашего могучего оружейного концерна, рекламирующего новое ружье МР-234, фактически повторяющего конструкцию «Беретты» полувековой давности. При всём уважении к конструкторам завода просто хочется спросить — а что, неужели никто не удосужился исследовать в ANSIS-e или хотя бы в Solidworks-е (в течение пары-тройки часов) применение в новом ружье незафиксированных верхних «клыков»? Полагаю, что это всё же было сделано, но все нагруженные поверхности при этом моделировании в расчётной программе были заданы сопряжёнными беззазорно, а это вряд ли корректно, если помнить о том же вполне реальном «ходовом» зазоре, без наличия которого ни одно ружьё такой схемы не закроется. Ну и смысл тогда отказываться от Иж-27, если «новая» конструкция МР-234 не позволяет составить конкуренцию ведущим брендам на стенде?

Неужели не ясно, что развитая разгрузочная поверхность нижнего крюка в МР-234 не предотвращает увеличенную по сравнению с той же «береттой» деформацию коробки в её верхней части при выстреле из верхнего ствола? Вводить же накладки на «клыки», как на «беретте», было бы вообще непростительной ошибкой, так как ручная подгонка этих узлов не решала бы кардинально проблемы взаимного скольжения, а с экономической точки зрения была бы просто катастрофична для ценообразования ружья среднего уровня.

http://www.kalashnikov.ru/kak-eto-rabotaet-3/

edit log

Temych_19
15-9-2017 11:14 Temych_19
Часть 4-ая (заключительная)

Хочется надеяться, что читателям не очень надоела тема развития запирающих узлов ружей — «вертикалок», так как мы продолжаем разговор о применении САПР (систем автоматизированного проектирования) для прочностного анализа существующих и перспективных узлов запирания в гладкоствольных ружьях с вертикальным расположением блока стволов.

Прежде всего хочу отметить то обстоятельство, что нижеизложенный текст является сугубо субъективным и отражает только частный подход автора к исследуемой проблеме. Поэтому я опять напоминаю о наличии «ходовых» зазоров в шарнирном соединении и между сопрягаемыми поверхностями в запирающих узлах в традиционных конструкциях. Наличие зазоров в шарнирах безальтернативно. Никто не отменял золотое правило механики — «Без зазоров нет движения». Для запирающих узлов картина иная, и именно это — тема исследований в большинстве оружейных КБ мира. Для приложения нагрузки на зеркало ствольной коробки рациональнее всего моделировать нагрузку от выстрела из верхнего ствола, как наиболее нагружающего ствольную коробку (во-первых, в силу геометрической удалённости от опорных поверхностей традиционных узлов запирания, а во-вторых — из-за близости к опасному угловому переходу щёк коробки в её лобовую часть, называемую «зеркалом» .

Для проведения исследований будет использована широко распространённая САПР Solidworks 2014 и структурно включенный в неё пакет прочностного исследования Simulation, использующий в своей работе метод конечных элементов (МКЭ), де-факто ставший стандартом для подобных программ. Нагрузка будет рассчитываться как статическая, хотя разных расчётных методик достаточно много. Например, в соответствии с другими методами расчётов возможно применение нагрузок, которые могут быть рассмотрены с точки зрения теории удара. В соответствии с теорией удара любая нагрузка является динамической и в расчёты по статике вводится так называемый динамический коэффициент, в нашем случае удваивающий напряжения в металле. Но это в теории. На самом деле, как это ни покажется странным, точного расчётного математического аппарата, описывающего внутренние процессы в металле при ударе, до сих пор нет. Есть математические теории.

Практика же говорит о том, что при определённых условиях, под которые в значительной мере подпадает силовое воздействие на коробку при выстреле, такая характеристика металла, как предел текучести, скачкообразно возрастает, иногда до трёхкратных значений, и самое главное — в рамках упругой деформации, как раз в пику динамическому коэффициенту, что совсем недавно было подтверждено экспериментально. Но каждый раз для разных по конфигурации металлических деталей вывести эту цифру так называемого динамического предела текучести теоретически точно нереально — в итоге во главу угла по-прежнему ставится практика статических расчётов и обязательно результаты контрольных натурных испытаний. Именно поэтому полученные в расчётах цифры относительны и носят для конструкторов ориентировочно-сравнительный характер, позволяющий всего лишь понять правильность выбранного в конструировании направления.

Для неискушённого в вопросах 3D-моделирования читателя, на мой взгляд, будет полезно узнать, как проводятся подобные расчёты. Происходит всё просто. Заранее созданная цифровая 3D-модель коробки помещается в некое виртуальное пространство, созданное специальной расчётной программой, где средствами этой самой программы фиксируется для приложения к ней нужной нагрузки. А вот фиксируется она за те плоскости или поверхности, которые служат для удержания при выстреле расположенного в ней виртуального ствольного блока. Иначе говоря, мы фиксируем коробку, «цепляясь» за поверхности её разгрузочных и запирающих узлов, строго задав возможность или «скользящего» или «фиксированного» (без проскальзывания) контакта с виртуальным блоком стволов. Приложив к зеркалу коробки нужную нам нагрузку (в области контакта с донцем гильзы), мы получим её прочностную реакцию относительно вышеупомянутых опорных поверхностей. Эта реакция — вполне ясные цифры, отражающие некий запас прочности коробки, что нам и нужно.


Илл. 1. Нестареющая классика охотничьего оружия— Browning B25. Система, доказавшая свою работоспособность, но в мире нет ничего идеального
Так как при выстреле возникающие нагрузки упруго деформируют коробку, то имеющиеся зазоры в значительной мере ликвидируются и нагрузка распределяется между шарнирным соединением и разгрузочными плоскостями запирающих узлов. Разумеется, не в равных долях. Задача — выяснить соотношение этих долей и соответственно определить эффективность запирающих узлов, а заодно и узнать, какое максимальное давление на зеркало может воспринять та или иная коробка. Тут необходимо напомнить — в любом подобном исследовании всегда проводится сознательное упрощение конструкции для более полного и отчётливого выявления основных возникающих напряжений. Попробуем это прокомментировать более подробно и перейдём непосредственно к компьютерным 3D-моделям и моделируемым нагрузкам.

Используем для моделирования 20-й калибр, как наиболее подходящий для дальнейшего перспективного переконструирования в штуцерный вариант по габаритным характеристикам. Для решения поставленной задачи проведём расчёты для двух вариантов:

Нагрузка от выстрела из верхнего ствола нагружает одновременно как шарнирное соединение, так и запирающие узлы.
Нагружены только лишь запирающие узлы ружья, а в области шарнирного соединения коробка имеет возможность прямолинейного скольжения исключительно по оси «Х», то есть вдоль продольной оси ружья. Так как шарнирное соединение выведено в расчётах из силовой схемы ружья, то полученные цифры нагрузок на зеркало коробки покажут эффективность узлов запирания каждой конструктивной схемы.
Для всех случаев используем уже упомянутое общее следующее упрощение — уберём из цифровых макетов модель задней муфты блока стволов для более корректного расчёта прочностных характеристик только самой коробки ружья. Площадь приложения нагрузки на зеркало коробки для 20-го калибра составляет величину в 1,96 кв. см. Примем максимальное давление испытательного патрона равным 110 МПа. Примем при расчётах данную цифру за 100%. Это несколько больше среднего максимального, принятого в РФ (обычно для 20-го калибра на испытаниях за среднее максимальное принимается давление равное примерно 98 МПа). В качестве материала для ствольной коробки зададим конструкционную сталь 50А. Нелишне напомнить, что её предел текучести составляет 550–560 (МПа), что не является высоким показателем для современного оружия, но выбор определён широкой практикой применения данной стали на отечественных предприятиях. С учётом же проведённых практических испытаний и для упрощения расчетов мы можем заложить в именно статические расчёты характеристики иной стали, значительно превосходящие таковые у стали 50А, которые будут совпадать с характеристиками 50А с учётом её динамического предела текучести. Итоговые результаты этих расчетов по максимальным нагрузкам на каждую из коробок для простоты восприятия приведём в процентах относительно уже указанного максимума в 110 МПа. Сделаем это для варианта № 1 и варианта № 2 и, соответственно, сравним эффективность различных схем запирания.

В качестве образцов возьмём коробки ружей наиболее распространённых конструктивных схем в средней ценовой категории и начнем, конечно же, с «браунинга» (Илл. 1).

Система № 1 — цапфенный клон «Браунинга» — запирание от раскрытия нижним горизонтальным ригелем-клином, разгрузка шарнирного соединения нижними крюками казённой муфты блока стволов, входящими в нижний паз, выполненный в дне ствольной коробки. В случае цапфенной подвески разгружающие поверхности нижних крюков задней ствольной муфты находятся на уровне, находящемся ниже шарнирного соединения. Соответственно здесь теоретически и практически возможно беззазорное сопряжение крюка с соответствующей плоскостью выреза или гнезда в донышке ствольной коробки, особенно с помощью точно притёртого вкладыша. Яркий пример такого сверхразвитого нижнего разгружающего узла — ружье Ellipse Evo Sporting фирмы Caesar Guerini (Илл. 2). Но тут есть одна проблема — упор казённого среза блока стволов в зеркало коробки. По геометрическим условиям возможно только одно из двух — или беззазорное сопряжение нижнего крюка казённой муфты блока стволов с соответствующими плоскостями коробки и тогда неизбежен зазор между казённым срезом блока стволов и зеркалом, пусть и минимальный, не более 0,1 мм, или строго противоположная картина. Как видите, конструкция далеко не идеальна, хотя и полностью жизнеспособна, что подтверждается многотысячными тиражами «Браунинга» и его клонов.

Вес исследуемой стальной коробки системы № 1 — 411 г.


Илл. 2. Ружье Ellipse Evo фирмы Caesar Guerini
Система № 2 — «Беретта» (Илл. 3) — запирание от раскрытия двумя цилиндрическими штифтами, входящими в казённый срез задней муфты блока стволов на уровне межствольных планок или чуть выше, разгрузка при помощи боковых «клыков», радиально входящих в верхние открытые фигурные вырезы боковых стенок ствольной коробки. Расположение запирающих узлов значительно более выгодно с точки зрения распределения нагрузок от «верхнего» выстрела по сравнению с системой № 1. Тем не менее, в данном случае по геометрическим условиям при движении «клыков» относительно вырезов мы получаем классический случай сопряжения «вал-отверстие» с неизбежным «ходовым» зазором. В случае нагрузки ситуацию усугубляет малая площадь пятна контакта, в идеальном худшем случае равная точке. Но, следуя установкам, и здесь в расчётах примем беззазорность сопряжений. Более того, так как «клыки» «Беретты» в закрытом состоянии ружья зафиксированы в вырезах щёк коробки, то мы можем смело программно задать в исследуемой модели то, что сопрягаемые с виртуальными «клыками» передние радиальные поверхности вырезов будут заданы как «нескользящие».

Масса исследуемой стальной коробки системы № 2 — 430 г.

Полученная при расчётах максимальная нагрузка от выстрела из верхнего ствола в системе № 1 («Браунинг» составляет: вариант № 1 — 105%; вариант № 2 — 85%.

Испытываем Систему № 2 («Беретту» : вариант № 1 — 107 %; вариант № 2 — 101%. Для наглядности результаты исследования приведены на илл. 4 и 5.


Илл. 4 и илл. 5. Результаты расчёта напряжений, возникающих при выстреле в системе №2
В случае с «Береттой» нужно снова напомнить о том, что полученный результат не совсем корректен, так как программно мы убрали зазоры даже между цилиндрическими взаимно сопрягаемыми поверхностями, чего в реальной жизни не бывает (нормативные документы наших оружейных заводов настаивают на взаимной подгонке таких поверхностей максимально на 75%, не более, но даже это маловероятно, поскольку подразумевает значительное нарушение соосности сопрягаемых цилиндрических поверхностей). Нам известно, какую нагрузку при выстреле испытывает коробка 20-го калибра, поэтому мы можем оценить ту часть нагрузки, которую примет на себя шарнирный узел.


Илл. 3. Ружьё Beretta 692 имеет узел запирания, который мы рассматриваем, как система №2
Как видите, даже при грамотном расположении разгружающих поверхностей и оптимизированной форме ствольной коробки эта часть всё же существует, пусть и незначительно. И существует она только в области упругой деформации и растёт соответственно только до момента включения в работу разгружающих поверхностей. Но ведь существует же! Из вышеприведённого очевидно, что ни одна из рассмотренных схем запирания, даже с очень развитыми разгружающими плоскостями, не разгружает шарниры подвески полностью. Тем ни менее, переход упругой деформации шарнирного соединения в фазу остаточной долго не происходит. И вот почему: компьютерное моделирование доказывает — чем больше «пятна» контакта в разгружающих узлах и чем более геометрически грамотно они расположены, тем меньше проявляется явление нагартовки (ну или по-другому — наклёпа) сопрягаемых поверхностей в этих узлах. Но рано или поздно это всё же происходит — ведь изначальный «ходовой» зазор никуда не исчез и он неизбежно увеличивается до момента возникновения уже ударных нагрузок. И именно эти ударные нагрузки служат первопричиной возникновения уже остаточной деформации шарнирного соединения. Отсюда неизбежно следует, что в долговременном выигрыше оказываются только те системы, где ликвидированы «ходовые» зазоры и обеспечена жёсткость узлов запирания. Справедливость подобного подхода можно подтвердить компьютерным исследованием уже следующей системы.

Система № 3 — представляет из себя симбиоз цапфенных «Браунинга» и «Беретты», с массой коробки в 430 г и беззазорной разгрузкой как нижним крюком казённой муфты ствольного блока, так и с помощью верхних боковых «клыков» от «Беретты», для которых (в отличие от системы № 2) для боковых вырезов в щеках коробки применено программно «скользящее» сопряжение. Ярким представителем такой конструктивной схемы может служить новейшее российское ружьё МP-234. (Илл. 6)

Результат испытаний системы № 3 (оружие подобное МР-234): вариант № 1 — 102%, вариант № 2 — 76%. Для наглядности результаты исследования приведены на илл. 7.

Удивительно немного для такой конструкции, и практически повторяется результат исследований для системы № 1.

Казалось бы — у нас в наличии дополнительные опорные поверхности боковых «клыков» и всё должно быть иначе, но на самом деле полученные данные вполне закономерны. Приходится последовательно опять всё анализировать. Во-первых, в этой системе полностью нагружено только нижнее разгружающее сопряжение. При «верхнем» выстреле, в силу наличия изгибающих коробку деформаций (о них уже говорилось в предыдущих статьях цикла) и отсутствия фиксации, оба верхних сопряжения скользящие, а следовательно, не очень-то эффективные с точки зрения сохранения жёсткости коробки. Во-вторых, как и в случае со стоечной коробкой, появились дополнительные узлы напряжения в материале коробки, и как раз в верхней части щёк. В итоге опять наиболее полезно работает только нижнее сопряжение, что делает эту конструкцию похожей на классическую систему № 1. Я уже говорил в предыдущей статье о том, что по подобной схеме ружья строились ещё до второй мировой войны в Италии, той же фирмой «Беретта», и итальянцы быстро поняли её бесперспективность.


Илл. 6. Ружьё МР 234 (фото Ю. Максимова). Система запирания, применённая в этой вертикалке, обозначена как система №3.
Попробуем, в качестве противопоставления ведущим брендам, исследовать схему запирания, в которой в момент окончания запирания между разгрузочными и одновременно запирающими от раскрытия плоскостями узлов запирания происходит их взаимное «притирание», с ликвидацией «ходовых» зазоров ещё до выстрела. При этом в данной системе одновременно возможна полная ликвидация зазора между казённым срезом блока стволов и зеркалом коробки.


Илл. 7. Результаты расчёта напряжений, возникающих
при выстреле в системе №3
Система № 4. Её принципы и конструктивное исполнение подробно рассматривались в журнале «КАЛАШНИКОВ» № 10/2016 — можно подобную конструктивную схему назвать «запиранием боковыми стойками» или же «двустоечным запиранием» (Илл. 8). Масса такой коробки составляет 476 г.

Результаты нагрузки на илл. 9: вариант № 1 — 106%; вариант № 2 — 94%.

Это где-то посередине результатов традиционных схем. Но вес больше почти на 15%. Скептики могут тут сказать примерно следующее: ну возьмите вы традиционную конструкцию того же «Браунинга» и, не заморачиваясь, увеличьте её вес на те же 15% — получите резкое увеличение прочности коробки и способность выносить повышенное давление. Да, такой прямолинейный путь возможен. Но! Проблема упора казённика в зеркало не решена и полноценная разгрузка шарнирного соединения при «верхнем» выстреле тоже. Далее же всё печально — всё тот же прогрессирующий наклёп и последующее расшатывание, хотя и не так быстро, нежели у более лёгких предыдущих конструкций.


Илл. 8. Система запирания, №4. Подробно её устройство рассматривалось в предыдущей статье (см. КАЛАШНИКОВ №10/2016)
Существует ли выход? Выход есть, и он даже не один. В соответствии с первым мы можем в системе № 2 («Беретта» улучшать подгонку сопрягаемых разгрузочных поверхностей, применяя компенсационные накладки на «клыки» или зазеркальные прокладки, как у ТОЗ-34, используя при этом высоколегированную сталь и резко делая дороже конструкцию. Или же пойти иным, вторым путём, и всё же продолжать работать над совершенствованием стоечной конструкции, где принципиально ликвидируются все «ходовые» зазоры на заключительной фазе запирания. Умеренная максимально выносимая нагрузка здесь объясняется несколько более сложной конфигурацией коробки и, как это часто и бывает, возникновением дополнительных узлов напряжения в материале коробки.


Илл. 9. Результаты расчёта напряжений, возникающих при
выстреле в системе №4
Выигрыш же определяется следующими соображениями. Мы испытываем коробку на максимальные нагрузки, а в реальной жизни, при точных и стабильных характеристиках современных патронов, дело до максимальных испытательных значений доходит крайне редко. На передний план выходят соображения плотности запирания при средних значениях давления и сопутствующее увеличение ресурса. Иначе говоря, системы №№ 1, 2 и 3 на первом этапе могут выдержать значительно более сильное давление, нежели система № 4, но далее их расшатывание пойдёт по нарастающей. Система же № 4 при её плотном сцеплении ствольного блока с коробкой окажется более долговечной при более низкой стоимости исходных материалов. Но, допустим, нам нужно очень мощное ружьё, или же просто нужна единая база для ружей класса «магнум» и штуцеров-«вертикалок». Мы знаем теперь, что системы № 1 и № 2 хорошо работают по отдельности, но это малоэффективно для ружья в целом, поскольку тогда выходит, что с точки зрения нагрузок от разных стволов прочностные характеристики коробок, а значит и массо-габаритные, не сбалансированы. Поэтому необходимо применить в перспективном оружии узлы запирания, одинаково хорошо ликвидирующие «ходовые» зазоры как для нижнего узла разгрузки, так и для узла на уровне верхнего ствола. И тогда логично ввести в «двустоечную» систему № 4 один или пару нижних «клыков», как в системе № 1, но без запирающего горизонтального ригеля, так как «стоечная» система самодостаточна в плане запирания ружья ещё и от открытия. Что мы получаем? Система № 5 — илл. 10.


Илл. 10. Система запирания, №5.
Попробуем испытать этот гибрид. Вес такой коробки, как и в системе № 4, — 476 г. Результаты на илл. 11: вариант № 1 — 146%; вариант № 2 — 145%.

Как видите, беззазорные сопряжения в верхних узлах запирания и в идеале такие же в нижних, а также плоские контактные «пятна» в наших расчётах сделали своё дело, и увеличенный по сравнению с прежними конструкциями вес коробки здесь не критичен.


Илл. 11. Результаты расчёта напряжений, возникающих при выстреле в системе №5
Эти беспристрастные цифры говорят о следующем — двустоечное запирание достаточно эффективно не только в самостоятельном исполнении, но и как дополнение в традиционные конструкции. Превышение веса теоретической системы № 5 над весом практической системы № 2, как наиболее прочной, составляет всего 10%, а вот превышение с точки зрения прочности уже значительные 36%. Разница с системой № 1 ещё больше. Для практического конструирования это означает возможность свободного применения в новой схеме относительно менее прочного материала, например В-95Т1, который, имея прочностные характеристики, сопоставимые с обычной (не оружейной) конструкционной сталью, имеет втрое меньший вес. Подобный переход на «легкосплавы» у традиционных конструкций может вызывать вопросы с точки зрения сохранения ресурсных характеристик. Мне вообще было бы интересно поговорить с человеком, который представил бы мне строго задокументированный материал о результатах хотя бы 50 000-го настрела из той же «Беретты» с легкосплавной коробкой. Но это чисто лирическое отступление.


Илл. 12, 13. Схема устройство рамочной системы запирания
Итак, мы видим, что САПР позволяют на начальном этапе проводить значительные исследовательские работы и в случае с двустоечным запиранием даже предсказать путь развития такой конструкции. Однако опять-таки большое «но» и здесь, даже в системе № 5. Опять вспоминаем о подгонке сопрягаемых поверхностей нижнего крюка при минимизации зазора между казёнником ствольного блока и зеркалом ствольной коробки. И вот именно применение САПР в совокупности с сохранением принципа стоечного запирания позволяет комплексно рассмотреть и этот вопрос. Вполне можно пойти путём механического развития двустоечной системы № 4. Никто же не мешает объединить боковые стойки в нижней части перемычкой и получить конструктивно и идеологически совершенно иной вид запирания, позволяющий ликвидировать «ходовой» зазор в том числе для нижних «клыков» казённой муфты блока стволов, что открывает новые ресурсные возможности для «вертикалки». Эволюционным путём мы подошли к финалу наших исследований. Давайте рассмотрим эту систему подробнее и для простоты назовем её «рамочной», так как активным элементом такой системы запирания здесь выступает U-образная рамка (Илл. 12 и 13).


Илл. 14. Рамочная система запирания
Система № 6 («рамочное запирание» . Компьютерное моделирование демонстрирует следующие результаты (Илл. 14): вариант № 1 — 140%, вариант № 2 — 138%.


Илл. 15. Результаты расчёта напряжений, возникающих при выстреле в системе №6
В этом последнем случае разница в единицы процентов с системой № 5 обусловлена иной формой коробки и практического значения не имеет. Системы № 5 и 6 конструктивно отработаны автором и система № 6, а точнее, всего лишь одна из её многочисленных компоновочных и конструктивных реализаций, представлена на илл. 15. Естественно, здесь есть обширное поле деятельности для дизайнерских проработок и соответствующего конструктивного оформления.

Все эти примеры расчётов, исследований и их практические итоги в виде перспективных конструкций (пока только в 3D) демонстрируют возможности современных САПР в деле конструирования современного охотничьего оружия. И как обычно, завершая данный цикл о запирающих узлах «вертикалок», хочу подтвердить свою готовность обсудить с читателями всё вышеизложенное и, соответственно, выслушать конструктивные критические замечания.

http://www.kalashnikov.ru/kak-eto-rabotaet-4/

ВАЗ
19-9-2017 17:48 ВАЗ
Интересные статьи,поражает увлечённость и преданность своему увлечению, однако автор так увлёкся разгрузкой шарнирного узла , дополнительными конструктивными элементами, что не рассмотрел вариант разгрузки нагрузок на шарнире с помощью увеличения поверхностей сопряжения самого шарнирного узла достаточно серьёзно, приведя в пример только ружья МЦ и Синерджи, однако такой вариант будет проще с точки зрения конструкции и технологии изготовления. Ярким примером такого решения вопроса являются ружья Browning , Krieghoff K-80, Guerini Invictus, ну и конечно же наши МЦ-6; 8; 106; 108 ; 200, у всех этих ружей увеличены поверхности контакта в шарнирном узле, а живучесть( пока кроме Гуерини, а я думаю и у Гуерини это тоже подтвердится, со временем, т. к. здесь судья , только время), уникальная, что доказывает практика и время их эксплуатации, при этом и у Browning,и у Guerini, и у МЦ задача живучести затвора решается в комплексе,т.е. и шарнирным узлом и дополнительными узлами разгрузки шарнирного узла. .Схемы запирания ,,Босс,, в различных своих модификациях, так же показывают уникальную живучесть, но именно за счёт дополнительных узлов разгрузки, при этом они более дороги в производстве.
Живучесть затвора конечно зависит от его конструкции, но кроме этого не менее важную роль играют материалы из которых он будет изготовлен, технологии изготовления и обработки, с помощью которых можно получить соответствующее качество и соответствующие механические свойства материалов, и конечно же культура производства.
Ружьё ,в целом, это не только затвор, что с того если после длительной эксплуатации от ружья останется один затвор, живучесть ружья нужно рассматривать , как работу единого организма, где все узлы и детали рассчитаны на один срок службы, вот в чём гениальность конструкторов и производителей лучших марок двуствольных ружей.
Опять же , эстетика, предлагаемые автором нововведения не имеют законченного вида, и пока по своему безобразны,хотя он считает МЦ экзотикой, нетрадиционного вида, позволю себе не согласится с автором , МЦ-8, по моему мнению одно из самых красивых спортивных ружей. В истории есть примеры доведения узлов до гармоничного вида, гадкий утёнок Шьёгрен, превратился в красавицу Бенелли, пожелаем автору успехов в доведении конструкции до эстетического вида.
Ещё , один момент, общая тенденция развития в производстве оружия, да и не только, не предполагает изготовления изделий которые будут служить вечно, и скорее создание таких образцов , это амбиции изобретателей, творцов, в чём хотелось бы пожелать им удачи.

Кратенько. С уважением Алексей.Изложил свою субъективную точку зрения на этот вопрос.

edit log

Alex KZ
14-3-2018 20:00 Alex KZ
подниму
malchugun
16-3-2018 09:02 malchugun
Очень хорошая и дельная статья. Спасибо. С удовольствием прочел.
Temych_19
22-10-2018 22:48 Temych_19
Система запирания на Пираци или как это работает:
https://www.instagram.com/p/Bj...d=1rqes8xi6fwrp
ВАЗ
23-10-2018 12:42 ВАЗ
quote:
Изначально написано Temych_19:
Система запирания на Пираци или как это работает:
https://www.instagram.com/p/Bj...d=1rqes8xi6fwrp

Великолепное по своей доступности понимания работы механизмов видео,и видна приплотка задних доп поверхностей к колодке,она выполнена не чисто радиусной, я с предполагаемым натягом ( как у Браунинга , только у Браунинга это плоскость, а у Пирацци, радиусная поверхность). Видно как при запирания сокращается и уходит на нет зазор между колодкой и элементом запирания ствола, это очень важно для полного понимания концепции конструкции затвора...

edit log

Temych_19
23-10-2018 17:14 Temych_19
quote:
Originally posted by ВАЗ:

как у Браунинга , только у Браунинга это плоскость, а у Пирацци, радиусная поверхность).


На самом деле, у Браунинга тоже по радиусу сделаны клыки, входящие в прорези ствольной коробки!
ВАЗ
24-10-2018 14:48 ВАЗ
Внимательно посмотрю! Хотя смотрел много раз,ближе к плоскости,однако буду смотреть...Да нет чистый клин и плоскость (425 модель)

edit log

Temych_19
24-10-2018 15:49 Temych_19
quote:
Originally posted by ВАЗ:

ближе к плоскости,однако буду смотреть...Да нет чистый клин и плоскость (425 модель)


Может выглядеть как плоскость ,но на самом деле быть большим радиусом (владею 525-ым)
ВАЗ
24-10-2018 16:15 ВАЗ
Радиус целесообразно делать не большой а от оси вращения,и тогда нижняя часть заднего крюка будет смещена вперёд, больше чем середина,у Браунинга ярко выраженный клин,смотрите не на крюк в целом а на место приплотки к коробке, можно положить линеечку , место приплотки не более 10 мм от нижней части.