«Энигма-3»: записки инженера Никонова

Валерий Шилин, 2023

Восстановление почти безвозвратно утраченных научных статей д.т.н. Геннадия Никонова, разработчика оригинального по конструкции высокоэффективного автомата АН-94, способного вести стрельбу с переменным темпом, построенного на лафетной схеме, со смещенным накопленным импульсом отдачи. Публикуемые материалы являются записями лекций для презентации на тематическом Международном симпозиуме.

Из теории и практики современных разработок стрелкового оружия

Геннадий Никонов

(доктор технических наук)

Часть 1. Результаты исследования влияния различных факторов на результаты стрельб из автоматического оружия

С принятием на вооружение в 1949 году автомата Калашникова АК-47 под промежуточный патрон образца 1943 года (7,62×39) Советская армия стала оснащаться мощным индивидуальным автоматическим оружием, способным поражать цели на значительных дальностях.

За последующие десятилетия автомат АК-47 и его более совершенная версия АКМ вытеснили из системы вооружения войск все прочие образцы индивидуального оружия (самозарядные и магазинные карабины, пистолеты-пулеметы) и стали главным оружием мотопехоты не только Советской Армии, но и вооруженных сил целого ряда зарубежных стран — союзников СССР. В числе снятых с производства образцов были принятые в конце 40х годов самозарядный карабин Симонова СКС, магазинный карабин, созданный на базе винтовки Мосина, легендарный пистолет-пулемет Шпагина — ППШ, только за годы войны выпущенный в количестве более 5 миллионов экземпляров. В месте с тем, обладая безупречной надежностью, автомат Калашникова АК-47, АКМ и их модификации, не в полной мере обеспечивали возрастающие требования военных к вероятности попадания в цель в силу обширного рассеивания траекторий пуль (особенно при стрельбе автоматическим огнем из неустойчивых положений, а также значительной крутизны траекторий пуль патрона 7,62×39). Именно по этому, на протяжении всего периода производства автоматов АК-47 и АКМ на предприятиях оружейной отрасли и на военных полигонах проводился интенсивный поиск путей повышения боевой эффективности индивидуального автоматического оружия. Первые работы в этом направлении начались уже с момента принятия на вооружение 7,62мм патрона образца 43 года и разработки наиболее ранних опытных образцов под этот патрон.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что кучность стрельбы индивидуального автоматического оружия определяют:

— баллистические характеристики системы — импульс отдачи патрона и энергия отдачи оружия;

— конструктивные характеристики оружия — вес, момент инерции, расположение центров масс оружия и подвижных частей автоматики, форма приклада;

— динамические характеристики оружия — темп стрельбы, удары подвижных частей автоматики;

— тренированность и психофизиологическое состояние стрелка;

— вид подготовки, положения для стрельбы.

Проводившиеся на протяжении почти 4-х десятилетий работы позволили подробнейшим образом изучить степень влияния каждого из упомянутых выше факторов.

При исследовании конструктивных и динамических характеристик проводилась оценка комплекса данных параметров, связанных в той или иной степени с устойчивостью автоматов, в частности:

— темпа стрельбы;

— свойств различных схем автоматики и отдельных механизмов;

— характеристик дульных устройств и газовых двигателей;

— свойств отдельных элементов автомата (ствола, приклада, цевья, сошек, передней рукоятки и т. п.);

— влияние выката, скоростей, масс основного звена, схем ударов, времени переднего стояния затворной рамы.

Нужно отметить, что до середины 60-х годов на испытательных полигонах работы в основном концентрировались на изучении потенциальных возможностей штатных автоматов АК-47, АКМ, однако, в процессе внутренних испытаний опытных образцов на заводах оружейной отрасли была широко исследована целая гамма автоматов и ручных пулеметов под 7,62 мм патрон образца 1943 года с различными принципами функционирования.

Работы данного периода позволили сделать вывод о том, что при изменении конструктивных и динамических характеристик можно добиться лишь незначительного (в 1,2–1,3 раза) улучшения кучности стрельбы 7,62 мм автомата.

Несмотря на обширный объем работ, подавляющее большинство из них не нашло практического применения. Единственными приемлемыми решениями для автомата Калашникова калибра 7,62 мм оказались:

— применение замедлителя курка, который увеличивает межцикловое время в 2–3 раза;

— обеспечение удара затворной рамы при накате на левую сторону ствольной коробки.

При этом положительное влияние замедлителя курка на кучность стрельбы оказывается только при стрельбе из положения «лежа с упора», а при стрельбе из других положений («лежа с руки», «с колена», «стоя») кучность стрельбы автомата Калашникова осталась практически такой же, как и при стрельбе без замедлителя.

Полигонные испытания показали, что за счет применения замедлителя курка автомат АКМ при стрельбе из положения «лежа с упора» обеспечивает в 1,5–2 раза меньшую площадь рассеивания в сравнении с автоматом АК.

Необходимо заметить, что в большинстве работ по исследованию различных факторов, влияющих на кучность стрельбы автомата, стрельбы проводились только из положения «лежа с упора» и «лежа с руки». Это естественно уменьшало значение проведенных работ и обусловило тот факт, что только в 1963 году, после упразднения на автомате АК-47 в 1948 году дульного тормоза-компенсатора, снова было установлено его положительное влияние на кучность при стрельбе из положения «стоя с руки». На основании результатов полигонных и войсковых испытаний был сделан вывод, что применение дульного компенсатора улучшает кучность стрельбы автомата АКМ при стрельбе из положения «стоя с руки» в 2–3 раза по сердцевине рассеивания, составлявшей 50 % пробоин.

Прочие конкретные пути, рекомендованные для улучшения кучности стрельбы 7,62 мм автомата, такие как введение сошек, применение принципа полусвободного затвора, изменение конструкции приклада, введение второй рукоятки, демпфирование ударов подвижных частей, изменение параметров ствола, применение заднего шептала, увеличение начального объема газовой камеры и патронника, введение наплечника на приклад, изменение конструкции спускового механизма и т. д., имели весьма ограниченные (в пределах определенного положения) значения и в результате всесторонних проверок признавались нецелесообразными.

Вместе с тем эксперименты, в ходе которых оценивалось влияние изменения импульса отдачи на устойчивость оружия, наглядно свидетельствовали о том, что кучность стрельбы автомата из неустойчивых положений можно реально повысить, уменьшая (за счет начальной скорости или массы пули) баллистический импульс патрона.

При этом было установлено, что при больших значениях импульсов отдачи оружия (более 4 Н с), он в большей степени влияет на кучность при стрельбе из положения «стоя с руки», чем конструктивная схема автоматики.

С уменьшением импульса отдачи оружия (в пределах 4…2 Н с) конструктивная схема автоматики оказывает на кучность стрельбы такое же влияние, как и импульс отдачи. При дальнейшем снижении импульса влияние конструктивной схемы автоматики будет являться определяющим фактором.

Таким образом, исследования 50–60-х годов показали, что дальнейшее повышение кучности стрельбы автомата невозможно без принципиальных изменений как конструкции автомата, так и используемого патрона, и что приемлемые результаты по кучности стрельбы можно ожидать при снижении баллистического импульса патрона примерно до 5 Нс.

Основной этап работ по созданию нового комплекса «патрон-оружие» завершился принятием на вооружение Советской Армии автомата АК-74 под 5,45 мм патрон. Конкурсные испытания опытных образцов автомата под 5,45 мм патрон, предшествующие решению о принятии на вооружение АК-74, существенно расширили представления о свойствах систем со специфическими схемами автоматики, не исследованными ранее столь широко.

Выяснилось, что образцы с нетрадиционными схемами функционирования, в которых использован принцип балансирования подвижной системы, выката ствола с запирающим механизмом, а также системы с высоким темпом, обладают лучшей кучностью при стрельбе из неустойчивых положений по сравнению с образцами, имеющими обычную схему работы. Однако в целом по показателям эффективности стрельбы в условиях боевого применения войсковыми автоматчиками опытные системы с нетрадиционными схемами и вновь принятый автомат АК-74 находились приблизительно на одном уровне и превосходили автомат АКМ на 30 %.

Таким образом, результаты многочисленных теоретических и экспериментальных работ можно обобщить следующим образом:

— Определяющее влияние на кучность стрельбы индивидуального автоматического стрелкового оружия оказывают баллистические характеристики оружия — баллистический импульс патрона и энергия отдачи оружия. Установлено экспериментально, что независимо от конструкции образца кучность стрельбы оружия при автоматической стрельбе тем лучше, чем меньше импульс патрона и энергия отдачи оружия.

В частности, для автомата АКМ уменьшение баллистического импульса патрона с 7,9 до 4 Нс улучшается кучность (по Св × Сб) при стрельбе из положений:

«стоя» без компенсатора — в 4,5 раза

«стоя» с компенсатором — в 2,1 раза

«лежа с руки» — в 1,6 раза

«лежа с упора» — в 2,2 раза

Уменьшение энергии отдачи при неизменном импульсе патрона можно достичь за счет:

а) применения дульных устройств, причем эффективность их более ощутима при использовании патронов с большим соотношением масс пороха и пули. Использование дульных тормозов при импульсе менее 4 Нс малоэффективно, так как в этом случае импульс патрона становится соизмеримым с импульсом, необходимым для надежной работы автоматики. Применение дульных устройств ограничено также требованиями по избыточному давлению, максимально допустимое значение которого для стрелкового оружия составляет 4…5 кПа.

б) применения принципа полусвободного затвора. Использование принципа полусвободного затвора (например, в автомате Коробова) приводило к уменьшению энергии отдачи примерно в 2 раза по сравнению с автоматом АКМ и улучшению кучности стрельбы в среднем в 1,6 раза.

— Динамические характеристики оружия — темп стрельбы, удары подвижных частей оказывают менее существенное влияние на кучность стрельбы.

Установлено, что уменьшение темпа стрельбы ниже 600 выстр/мин не улучшает кучность стрельбы. При повышении темпа стрельбы (порядка до 2000 выстр/мин) создается возможность улучшения кучности стрельбы из неустойчивых положений за счет уменьшения и стабилизации угловых отклонений оружия между выстрелами, однако при этом увеличивается рассеивание при стрельбе из положения «лежа с упора».

Изменение формы импульса отдачи в образцах со сбалансированной автоматикой улучшает кучность стрельбы.

Полигонно-войсковые испытания показали, что по боевой эффективности автомат СА со сбалансированной автоматикой незначительно (на 9–19 % в зависимости от дальности и положения для стрельбы) превосходит автомат АК-74. Амортизация оружия, постановка буферов отката и наката затворной рамы не дают существенного эффекта.

— Изменение конструктивных характеристик оружия в рамках традиционных схем принципиально не влияет на кучность стрельбы:

а) расположение центров масс оружия и подвижных частей автоматики на оси канала ствола и применение спрямленных прикладов незначительно улучшают кучность стрельбы;

б) увеличение момента инерции образца ведет к некоторому улучшению кучности стрельбы, причем улучшение кучности при стрельбе из положения «стоя с руки» практически прямо пропорционально моменту инерции, однако в пределах установленного веса момент инерции существенно изменить невозможно.

— Существенно влияют на кучность стрельбы факторы, зависящие от стрелка и положения для стрельбы.

Характеристики рассеивания, получаемые при автоматической стрельбе из индивидуального стрелкового оружия, в значительной мере определяются физическими данными, тренированностью стрелка, а также видом изготовки. Тренированность стрелка заключается в умении отыскать наиболее удобный прием удержания оружия при стрельбе из заданного положения с тем, чтобы эффективно противостоять изменению положения оружия во время стрельбы.

Умение эффективно управлять оружием достигается лишь длительной тренировкой.

Зависимость кучности стрельбы из автомата от тренированности и индивидуальных особенностей стрелков обусловила разделение автоматчиков на лучших и средних, что нашло отражение в нормативных документах по отбору испытателей для опытных образцов стрелкового оружия.

В зависимости от тренированности полигонных и войсковых стрелков различие в кучности при стрельбе из автомата АКМ, например, может достигать в зависимости от положения 2…11 раз.

Значительное влияние на характеристики рассеивания оказывает положение для стрельбы. При переходе к стрельбе от положения «лежа с упора» к неустойчивым положениям, кучность стрельбы ухудшается в среднем:

«лежа с руки» — в 8 раз

«с колена» — в 25 раз

«стоя» — в 40 раз

Проведенный анализ показывает, что для повышения боевой эффективности индивидуального автоматического оружия определяемой вероятностью попадания в цель, основное внимание должно быть уделено поиску приемов уменьшения степени воздействия импульса отдачи оружия на стрелка. Уменьшить воздействие оружия на стрелка можно следующими способами:

— применением тормозов отдачи;

— компенсацией ударов звеньев автоматики в крайних положениях (в схемах со сбалансированной автоматикой);

— подвижной установкой ствольной группы относительно элементов, служащих для удержания образца и управления огнем (схема со смещенным импульсом отдачи).

Кроме того, успех работы во многом определится тем, насколько полно в разрабатываемой конструкции будет реализован опыт предшествующих исследований и сведено до минимума влияние степени тренированности и индивидуальных особенностей стрелков.

Разработка автомата нового поколения

Страницы истории создания автомата АН-94

Темой данной главы доклада являются мотивы организации работ по созданию перспективного образца индивидуального автоматического оружия, и их результаты, в итоге которых, на вооружение Российской Армии был принят 5,45мм автомат Никонова, получивший индекс АН-94.

Автор доклада и нового образца изучил и выдвинул свое видение возможных принципов функционирования автоматического оружия и выбора наиболее рациональной схемы конструктивного воплощения.

Концепции перевооружения мотопехоты стрелковым оружием под малоимпульсные патроны

В 60–70 годы на вооружение большинства армий мира принято новое поколение образцов стрелкового оружия. Перевооружение было связано с необходимостью существенного повышения эффективности индивидуального оружия пехотинца (увеличения вероятности поражения цели), и в ведущих в области вооружений странах мира поставленная задача была решена наиболее реальным путем — за счет снижения баллистического импульса патрона. Создание мало импульсных боеприпасов открыло, казалось бы, широкие возможности для подъема всего комплекса тактико-технических характеристик оружия, позволило увеличить носимый боекомплект боеприпасов пехотинца, однако в образцах, пришедших на смену предыдущему поколению, заметно улучшились только параметры рассеивания и лишь в той степени, в какой они определились величиной изменения импульса патрона.

Большинство образцов индивидуального оружия нового поколения, принятых на вооружение наиболее боеспособных армий, спроектировано по классической схеме, однако, ведущие оружейные фирмы интенсивно проводят работы по изысканию нетрадиционных решений. Примером тому может служить разрабатываемая в Германии, еще с начала 60-х годов, винтовка G-11 под безгильзовый патрон, использующая лафетную схему, или попытка создания в рамках программы ACR винтовки с «частичным смещением импульса отдачи», принцип которых основан на извечном стремлении создателей оружия, хотя бы временно, до завершения короткой очереди уменьшить (учитывая принципиальную неуничтожимость импульса) воздействие отдачи на стрелка.

Работы по изучению систем с лафетной схемой (схемы со смещением импульса отдачи или часто используемый специалистами термин — схемы с накопленным откатом) проводились в послевоенное время и в нашей стране. На рубеже 60х годов на Ижевском оружейном заводе испытывался экспериментальный образец с накопленным откатом, выполненный на базе 7,62 мм автомата Калашникова. В 70-х годах в одном из научно-исследовательских институтов оборонной промышленности был разработан оригинальный образец со смещением импульса отдачи под патрон 5,45×39, имеющий подвижную горловину магазина. Однако накануне перевооружения Советской Армии стрелковым оружием под новый малоимпульсный патрон 5,45×39, созданный в СССР в конце 60х годов приоритетным направлением улучшения боевых свойств систем стало считаться создание конструкции с безударной (сбалансированной) автоматикой, особенности которой будут изложены ниже.

Автомат АК-74, принятый в 1973 году на вооружение Советской Армии, по многим тактико-техническим характеристикам превосходил аналогичные образцы всех стран мира, однако по эффективности стрельбы современные западные образцы находились с ним практически на одинаковом уровне.

Вместе с тем, изменение характера боевых действий, повышение мобильности войсковых подразделений предъявляют к стрелковому оружию ряд новых, повышенных требований по боевой эффективности, эксплуатационным характеристикам, а также технико-экономическим показателям.

Указанные обстоятельства вызвали необходимость дальнейшего качественного развития стрелкового вооружения, и в комплексе проблем вопрос повышения боевой эффективности автомата, как самого массового вида оружия мотострелковых подразделений, занял особое место.

Настоятельная необходимость разрешения данной проблемы определила актуальность проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, с целью создания автомата, обеспечивающего значительное (в 1,5–2 раза) повышение результативности стрельбы.

Учитывая огромное различие результатов стрельб полигонными и войсковыми автоматчиками, о чем было уже сказано, заказывающее управление Министерства обороны СССР, предусматривало проведение сравнительных испытаний новых образцов стрелками, по квалификации соответствующими средним войсковым автоматчикам второго года службы.

При выполнении этой работы был проведен анализ теоретических и экспериментальных исследований штатных и опытных образцов стрелкового оружия, позволивший оценить эффективность всех тех мероприятий, которые осуществлялись в последние годы с целью повышения его боевых свойств. На основании данного анализа определились наиболее перспективные концепции, проработка которых, в конечном счете, позволила создать новый 5,45мм автомат АН-94, превосходящий штатный по кучности стрельбы из неустойчивых положений до 13 раз, по результативности стрельбы — в 1,5–1,7 раза.

Работы, по созданию нового автомата были развернуты в СССР в конце 70х годов. В целях ускорения работ по совершенствованию стрелкового оружия правительством СССР был объявлен конкурс на лучшее техническое решение по созданию 5,45 мм автомата с повышенной эффективностью стрельбы под общим названием «проблема Абакан».

В соответствии с требованиями военных к перспективному образцу:

— автомат нового поколения должен превосходить штатный автомат АК-74 по боевой эффективности в 1,5–2 раза;

— кучность стрельбы из автомата при испытаниях неопытными стрелками автоматическим огнем на дистанции 100 м по площади сердцевин рассеивания должна составлять для положения «лежа с упора» — 500 см. кв., «лежа с руки» — 2500 см², «стоя с руки» — 4500 см².

— безотказность нового автомата должна соответствовать уровню, достигнутому на штатном автомате АК-74;

— разрабатываемый автомат должен устанавливаться во всех существующих объектах боевой техники (бронетранспортерах, боевых машинах пехоты, вертолетах);

— новый автомат должен обеспечивать возможность присоединения к нему всех штатных комплектующих изделий, в том числе подствольного гранатомета, штыка-ножа, комплекса оптических приборов и др.

На первый этап конкурса, практически всеми предприятиями оружейной промышленности СССР были представлены двенадцать эскизных проектов, охватывающих всю гамму возможных схем функционирования: классическую ударную типа автомата Калашникова, безударную со сбалансированной автоматикой, а также схему со смещением импульса отдачи, однако в первых натурных испытаниях участвовали лишь девять образцов.

Группа 1. Автоматы, выполненные по классической ударной схеме (в докладе представлены двумя образцами):

— высокотемпный автомат конструктора Коробова Г. А.;

— высокотемпный автомат конструктора Афанасьева Н. М.;

Группа 2. Образцы со сбалансированной автоматикой:

— автомат конструктора Гарева Б. А.;

— автомат конструктора Пикинского П. А.;

— автомат конструктора Калашникова В. М.

Группа 3. Образец со смещением импульса отдачи (лафетная схема):

— автомат буллпап конструктора Стечкина И. Я.;

Напомню, буллпап (англ. bullpup) это такая конфигурация стрелкового оружия, в которой затворная группа в составе затвора и затворной рамы расположена в ствольной коробке позади спусковой группы. Магазин присоединяется к задней части ствольной коробки. Окно выброса части пороховых газов и отработавших гильз находится рядом с лицом стрелка. Это позволяет сократить длину оружия при той же длине ствола для улучшения маневренности и снижения веса, но в известной мере увеличивает дискомфорт для стрелка.

Группа 4. Два опытных образца Никонова Г. Н., различавшихся конструктивным воплощением лафетной схемы:

— автомат АС

— автомат АСМ (впоследствие образец был назван АН-94)

После многократных испытаний на заводе, в войсковых частях, на полигонный этап конкурса, проведенный в 1987 году были направлены автоматы — АС и АСМ (АН-94) Никонова Г. Н. и автомат ТКБ-0146 Стечкина И. Я.

Особенностью тульских образцов конструкции Коробова Г. А. и Афанасьева Н. М. являлся повышенный до 2000 выстр./мин. темп стрельбы. Кроме того, в автомате конструктора Коробова Г. А. был предусмотрен массивный дульный тормоз с повышенной эффективностью. В более поздних образцах этих конструкторов предусматривалось также устройство изменения темпа в зависимости от положений для стрельбы. Особенностью автомата ижевского конструктора Постникова И. А. являлся опробованный в своё время еще выдающимся русским оружейником Токаревым и не нашедший применения в мировой практике принцип работы автоматики, основанный на отводе пороховых газов из ствола через затравочные отверстия в гильзе при демонтаже капсюля.

Все образцы с классической ударной схемой не обеспечили заданного уровня рассеивания. Достигнутая за счет реализации высокого темпа и применения мощных надульных устройств преимущество по кучности стрельбы (в среднем в 2 раза по отношению к штатному автомату АК-74) недостаточно удовлетворения заданных требований военных. Лучшие результаты стрельбы по кучности были получены на автоматах со сбалансированной автоматикой, однако и их преимущество по кучности (в среднем в 2–3,3 раза над штатным автоматом АК-74) оказалось явно недостаточно для достижения требуемой эффективности стрельбы.

Что касается конструктивных особенностей автоматов со сбалансированной автоматикой, то образцы Гарева Б. А. и Пекинского П. А. в целом весьма близкие друг другу отличались лишь тем, что в одном из них отсутствовала жесткая кинематическая связь в виде шестерни между элементами затворной рамы, движущимися в противоположных направлениях. Особенностью сбалансированного автомата конструкции Калашникова В. М. являлся выкат ствола.

Гораздо лучшие результаты по кучности стрельбы показали все образцы, выполненные по схеме, со смещением импульса отдачи, реализуемой подвижной установкой ствольной группы в кожухе автомата, выполняющем роль лафета, причем, только на автомате АС, представленном на конкурс автором доклада, впервые заданные требования по рассеиванию были выполнены полностью.

Конец ознакомительного фрагмента.