Юрий Маслов
Затворные системы «переломок»
Затворную систему определяют конфигурация соединения стволов, форма коробки, конструкции шарнирного сочленения и запирающего механизма, наконец, отсутствие либо наличие дополнительных опорных поверхностей, разгружающих шарнир от нагрузок в момент выстрела.
"Переломки" – ружья с одним или несколькими стволами, поворачивающимися для заряжания на шарнире. Другими словами – это оружие с подвижными стволами и неподвижным затвором.
Понятие затвор – однозначно, хотя определяет совсем не то, что полторы сотни лет подразумевают производители, оружиеведы, торговцы и, разумеется, мы – владельцы ружей. Так и говорим: верхний затвор Керстена (он же "ДВОЙНОЙ Гринер"), затвор Пёрде (имея в виду нижнюю рамку, заходящую в проточки подствольных крюков, либо трапециевидный выступ на казённом срезе стволов с надвигающейся на него запорной планкой). Между тем эти устройства именуются скреплениями или узлами запирания.
В самом общем случае затвор – сравнительно массивное стальное тело, запирающее патронник ствола оружия и обеспечивающее процесс выстрела. Применительно к магазинным винтовкам, например, – это продольно-скользящий цилиндр с торцевой частью – зеркалом, служащим для запирания патронника. В "переломках" же затворным телом является начинённая многочисленными деталями коробка, точнее её вертикальная стенка, называемая щитком (см. рис.1). При закрывании ружья щиток жёстко соединяется со стволами (стволом) посредством запирающего механизма, который приводится в действие верхним (реже нижним либо боковым) рычагом, именуемым иначе ключом. Ключ соединяется с осью и возвратной пружиной и управляет одним или несколькими элементами запирания. В многоствольных ружьях скрепления стволов с коробкой бывают нижними, верхними, срединными и комбинированными. Наконец, стволы "переломок" могут поворачиваться на шарнирах, имеющих разную конструкцию. Как видите, устройство коробок ружей с подвижными стволами существенно сложнее затворов оружия с неподвижными стволами. Очевидно, что в случае с "переломками" уместнее говорить о затворных системах.
Рис. 1: Основные элементы затворной коробки двухствольного ружья с откидывающимися стволами (нажмите для увеличения…)
а – горизонталки; 6 – вертикалки
Затворную систему определяют конфигурация соединения стволов в блок, форма коробки, конструкции шарнирного сочленения и запирающего механизма, наконец, отсутствие либо наличие дополнительных опорных поверхностей, разгружающих шарнир от нагрузок в процессе выстрела.
Конструктивная живучесть затворной системы зависит от многих факторов, главные из которых – схема скрепления стволов с коробкой, точность пригонки элементов затвора, площадь контактируемых поверхностей, масса ружья. Например, чем больше расстояние между передним и задним подствольными крюками, тем меньше люфт стволов (рис. 2).
Рис. 2: Чем дальше друг от друга разнесены опорные поверхности подствольных крюков (в конкретном примере – чем глубже в щиток заходит задний крюк), тем долговечнее затворная система
а – модель ТОЗ-Б (СССР, Тула, 1930-е годы); б – двустволка фирмы "А.Форжерон" (Бельгия, Льеж, 1930-е годы); в – двустволка работы Жоржа Гранжэ с нижним скреплением "Эглон" (Франция, Сент-Этьен, 1950-е годы)
Во многих случаях гораздо выгоднее проектировать горизонталки с крюками, расположенными параллельно друг другу (рис. 3), а не традиционно – один за другим.
Рис. 3: Параллельные крюки под каждым стволом увеличивают живучесть затворной системы. Фирма "Эрнст Кернер и Ко" (Германия, Зуль, 1930-е годы)
Главная опасность, которая подстерегает охотничье ружье-переломку, – возникновение поперечного и продольного люфта стволов. Явление это, прямо скажем, неизбежное: со временем расшатываются затворы всех без исключения ружей – дешёвых и дорогих, спортивных и охотничьих, одностволок, горизонталок, вертикалок, тройников, четырёхстволок. Причина – механический износ контактируемых поверхностей, а главное – динамические нагрузки (инерционные и ударные), действующие на затворную систему при стрельбе, транспортировке ружья в собранном виде, заряжании с резким захлопыванием стволов.
"Дайте мне точку опоры и я переверну земной шар", – воскликнул Аристотель. В самом деле, чем длиннее стволы ружья, тем большей опасности подвергается запирающий механизм при случайном ударе дульной частью о посторонние предметы: дерево, пень, камень, лодку и т.п. Понятно, что даже небольшое динамическое воздействие на ствол передаётся затворной системе многократно усиленным. Именно из-за относительной хрупкости соединения стволов с коробкой "переломки" никогда не стояли на вооружении армий.
Охотники мирились с этим недостатком ружей по причине их эстетичности, лёгкости заряжания и быстроте замены патронов, наличии нескольких стволов, сделать второй (третий) выстрел из которых можно скорее, нежели из одноствольной магазинки.
Фото 1: Двустволка компании "В. и Ч.Скотт и сын" (Англия, Бирмингем, конец XIX в.) с передним составным крюком. На его торце виден регулировочный винт, позволяющий выбирать зазор между щитком коробки и казённым срезом стволов (ВР № 452,1870). Прилагаемый рисунок наглядно иллюстрирует механизм устранения люфта в процессе эксплуатации ружья.
1 – ствол; 2 – задний крюк; 3 – составной передний крюк; 4 – втулка; 5 – компенсатор износа шарнира; 6 – регулировочный винт; 7 – стопорный винт
Оружейники тем временем искали пути ослабления влияния инерционных нагрузок на затворную систему. Делались даже попытки устранять люфт стволов в полевых условиях введением в конструкцию оружия специальных устройств. Идея одного из них принадлежит известному бирмингемскому оружейнику, изобретателю и фабриканту Вильяму Мидледичу Скотту. В 1870 году он взял патент на конструкцию составного подствольного крюка. Люфт стволов устранялся за считанные секунды поворотом винта, расположенного на торце массивного переднего крюка и обнажавшегося в сквозном гнезде коробки (см. фото 1).
И всё же здравый смысл подсказывал оружейникам, что без усиления элементов затворной системы решить поставленную задачу не удастся.
Основные опорные поверхности затворной коробки, которые воспринимают всю нагрузку в момент выстрела, – щиток и ось вращения. Сказанное иллюстрирует рис. 4.
Рис. 4: Величины и направления сил, действующих за затворную коробку вертикалки во время выстрела из одного ствола (нижнего либо верхнего)
Представим, что из коробки удалены нижняя запирающая рамка и верхнее скрепление. Теоретически каждая из сил – F1 и F2, действующая через дно гильзы на щиток, равна силе инерции блока стволов FR, которую пере даёт оси шарнира передний подствольный крюк. На практике в этом же направлении действует ещё и сила трения снаряда о стенки канала ствола (FTP). В нарезном оружии сила трения больше, чем в гладкоствольном. Суммарно обе силы (FR + FTP) стремятся как бы вытянуть стволы из коробки. Именно по этой причине в коробках и на стволах "переломок" вводятся дополнительные опорные поверхности, чтобы разгрузить щиток и ось вращения от инерционных нагрузок и, тем самым, увеличить живучесть затворной системы.
В конце XIX века – эпоху расцвета ружейного изобретательства – основная масса производителей вопреки здравому смыслу главное внимание сосредоточила не на разгрузке шарнира, а на прочности запирания стволов. В то время в европейской (да и в русской) оружейной прессе активно муссировалась идея, что "сила" (на самом деле – момент силы), стремящаяся раскрыть ружьё во время выстрела, очень велика, а потому-де необходимо применять систему скрепления стволов с коробкой, состоящую не из одного или двух узлов запирания, а минимум из трех, еще лучше – из четырёх и даже пяти.
Как известно, худа без добра не бывает, и в новых ружьях эти дополнительные запирающие элементы некоторое время выполняли роль разгружающих опор, но по достижении определённого настрела всю нагрузку воспринимал шарнирный болт. Хуже того, по мере износа поверхностей скреплений между стволами, щитком и шарниром возникали зазоры, и инерционные нагрузки "превращались" в ударные, вследствие чего стволы ружей начинали расшатываться ещё быстрее.
Рис. 5: Величины моментов сил, стремящиеся повернуть стволы вокруг оси шарнира
Многочисленные опыты, проведённые испытательной станцией в Нейманнсвальде (Германия) в 20-е годы XX века убедительно показали, что моменты сил, стремящиеся повернуть стволы вокруг оси шарнира, в точках А, В и С различны по величине (в точке А вращающий момент минимален, в точке С – максимален), однако из-за скоротечности выстрела ни один из них проявиться не успевает (рис. 5). Другими словами, опрокидывающий момент в точке С, теоретически довольно значителен, а фактически равен нулю из какого бы ствола не стреляли – нижнего, верхнего, правого, левого. А для надёжного запирания стволов вполне достаточно одной нижней рамки, контактирующей с крюками в точках А и В, технологичней и дешевле – только в точке В.
