Казалось бы мелочи - [2]

Механизм запирания Булкина базируется на схеме аналогичного механизма пулемёта Льюиса, но настолько сильно отличается от него в деталях, что его можно считать оригинальным. В автомате Булкина поворот затвора осуществляется за счёт взаимодействия поперечного вкладыша затворной рамы (так называемой «гладкой оси» или фиксатора затвора) с винтовым пазом на наружной поверхности хвостовика затвора (илл. 2).

Схемы затворов автоматов Калашникова (вверху) и автомата Булкина. ЗК – зона контакта между ведущими поверхностями затворной рамы и ведомой поверхностью затвора.

Рама с затвором доработанного автомата Булкина ТКБ-415 не отличалась от предыдущего образца, испытывавшегося в августе 1947 года

Рама с затвором автомата АКМ. Узел запирания не претерпел сколь-нибудь значительных изменений по сравнению с опытными образцами

Для наиболее наглядного сравнения механизмов запирания и их дальнейшего анализа следует принять ряд допущений:

1. Условия, в которых функционируют механизмы запирания обеих автоматов, одинаковы. В этом случае на элементы подвижной системы будут действовать равные силы, противодействующие их нормальному функционированию;

2. Рабочие поверхности ведущих элементов затворной рамы (копирного паза у АК-46 и круглой оси у АБ-46) равномерно прилегают к ведомым поверхностям затворов. В этом случае точкой приложения силы, прикладываемой затворной рамой к затвору для его поворота, можно считать геометрический центр поверхности контакта;

3. Диаметры затворов по боевым упорам d₁, высота боевых упоров и угол, под которым взаимодействуют ведущие и ведомые поверхности рам и затворов, а также моменты инерции затворов одинаковы;

4. Величина силы F_р, с которой рамы действуют на затворы перед началом их поворота одинаковая.

Приняв эти допущения, сравнение двух схем механизмов запирания можно произвести по величине момента силы, прилагаемой затворной рамой к затвору для его поворота (М_р). Момент силы – это физическая величина, определяющаяся как произведение величины силы, приложенной к рычагу на расстояние от точки приложения силы до оси вращения рычага. Механизм запирания, развивающий больший момент на затворе при той же величине силы обеспечивает ему более высокий уровень надёжности работы в затруднённых условиях эксплуатации, так как в данном случае затвор может преодолеть большее сопротивление повороту, развиваемое упомянутыми выше неблагоприятными внешними факторами.

С учётом допущений 3 и 4 силы, действующие со стороны затворных рам на затворы обеих автоматов, будут одинаковыми, а вот плечи, на которых они действуют, будут отличаться очень сильно. С учётом допущения 2 у автомата Булкина плечо силы h будет равно 1/4 диаметра хвостовика затвора d₂, а у Калашникова – 1/2 диаметра затвора по боевым упорам d₁ плюс 1/2 высоты ведомого выступа затвора. Подставив на место условных величин значения размеров реальных механизмов (но оставив в силе другие допущения), получим значения плеч действующих сил. У автомата Калашникова плечо силы будет составлять 14,7 мм, а у автомата Булкина – 4,35 мм. Как видно, величина плеча силы, поворачивающей затвор при отпирании и запирании у Булкина почти в 3,4 раза меньше, чем у Калашникова. Во столько же раз меньше будет и момент Мр, развиваемый рамой на затворе при его приведении в действие. Именно необходимость увеличения плеча вращающей затвор силы заставила Булкина сделать хвостовик затвора большого диаметра, из-за чего его общий вес существенно больше, чем затвора АК.

Следующий момент, который тоже существенно влияет на расход энергии затворной рамой, это условия, в которых работают взаимодействующие поверхности рамы и затвора. У автомата Булкина ведомая поверхность расположена на хвостовике затвора. Ведущая поверхность рамы (гладкая ось) имеет круглое сечение и взаимодействует с ведомой винтовой поверхностью затвора в невыгодном варианте – по линии, что неизбежно ведёт к увеличению удельного давления в зоне контакта этих деталей и к их усиленному износу. При неблагоприятных условиях трения (сухие детали при продолжительной нагрузке) из-за больших затрат энергии затворной рамы на отпирание и запирание затвора такой механизм будет склонен к неполным откатам и остановкам подвижных частей.

В этом плане механизм запирания автомата АК-46 выделяется в лучшую сторону – его особенностью является взаимодействие ведущей поверхности рамы с ведомой поверхностью ромбовидного выступа затвора по площади. Такое решение уменьшает величину удельного давления в точке контакта ведущего и ведомого элементов механизма, сокращает потери энергии затворной рамы на преодоление трения в узле при повороте затвора в затруднённых условиях, повышает износостойкость взаимодействующих элементов. Помимо указанных преимуществ, размещение ведомого элемента затвора на одном из боевых упоров, позволяет, теоретически, уменьшить длину затвора до длины боевого упора (такому затвору хвостовик будет нужен только как ось вращения и направляющая для ударника) и существенно сократить его вес. Именно такой лёгкий затвор имел опытный 7,62-мм автомат АК-46 (его масса составляла 68 г), затвор автомата Булкина АБ-46 весил в 2,01 раза больше – 137 г. Лёгкий затвор автомата АК-46 позволяет улучшить соотношение веса затвора и рамы, которое стремятся сделать как можно большим, так как чем легче затвор, тем меньше энергии теряет рама при присоединении к ней затвора. У автомата АК-46 это соотношение составляет 1:6,35, а у автомата Булкина АБ-46 – 1:3,52, то есть значениях этого параметра отличаются почти в два раза.