Устройство пневматического пистолета: принципы, конструкция, строение

Конкретную схему пневматического пистолета или винтовки, а также их принцип действия всегда можно посмотреть в прилагаемом к ним паспорте. Здесь мы попытаемся обозначить самые общие принципы устройства пневматического оружия. Материалы взяты из открытых источников глобальной сети, первоисточник определен не был, поэтому в небольшом изложении с современными дополнениями предлагаю почитать про то, как же работают вся современная пневматика. На серьезное авторство и первоисточник не претендую. Итак, подробно и самым коротким способом про устройство пневматического пистолета.

Пневматическое оружие использует в своей основе энергию сжатого газа, передаваемую пуле. Газ используют разный – CO2, воздух, азот и другие. При выстреле газ расширяется и преобразует свою энергию в кинетическую энергию пули.

Принципы действия

Способов классификации пневматики существует более чем надо, здесь мы будем классифицировать ее по типу способа создания давления:

• Системы с накачкой
• Системы на CO2
• Пружинно-поршневые системы

А теперь рассмотрим каждый принцип работы пневматического пистолета детальнее.

Одноразовая накачка (компрессионная)

Вручную однократно взводится рычаг, который двигает поршень, увеличивая давление в резервуаре. При спуске открывается выпускной клапан, и газ расширяется в канал ствола. За выстрел выходит весь газ, повторные выстрелы требуют очередного взвода. Мощность выстрела повторяемая, за счет одинакового объема сжатого воздуха. Отсутствие отдачи. Скорости до 200 м/c.

Многоразовая накачка (мультикомпрессионная)

Для выстрела можно провести несколько качков рычага, варьируя итоговое давление и мощность выстрела. Сжатого газа может хватить и на несколько выстрелов, но, как правило, происходит один. Понятно, что за счет различий в создаваемом давлении от выстрела к выстрелу, итоговая мощность при повторениях будет различаться. Начальная скорость до 280 м/c.

Предварительная накачка (PCP)

Система схожа с вышеобозначенным, в различии отсутствия системы накачки в оружии. Кроме того, резервуар здесь может быть как составной частью оружия (привычно), так и находиться отдельно. Накачка происходит при помощи компрессора (насоса) или баллона. Давление – до 300 атмосфер. Используемый газ – воздух или азот. Модели снабжаются редуктором, устройство понижающим давление на выходе. При высоком давлении в основном резервуаре, повторяемость выстрелов будет на высоком уровне.  Накачки хватает в среднем на 20 выстрелов. Начальная скорость выстрела – около 350 м/с.

Углекислый газ (CO2)

Этот принцип действия пневматического пистолета похож на PCP со сменным резервуаром. В отличие от воздуха углекислый газ находится здесь сразу в двух состояниях – сжиженном и газообразном. При выстреле газообразная часть CO2 выходит, давление понижается, и сразу же новая часть сжиженной углекислоты переходит в газ. Повторяемость выстрелов в системах на CO2 оставляет желать лучшего: давление углекислоты сильно зависит от температуры (при 20°C – 60 атм., при 0°C – 33 атм.), при выстреле баллон охлаждается, снова понижая давление. Поэтому при темповой стрельбе из CO2 мощность от выстрела к выстрелу будет падать. CO2 пневматика является самым доступным и распространенным классом пневматики, средние скорости выстрела  находятся около 120 м/c. Ограничения технологии – примерно 240 м/c. Используются как одноразовые 8, 12 и 88 граммовые баллончики, так и резервуарные заряжаемые от огнетушителей.

Накачка патрона

Встречаются и системы накачного патрона. Пуля укладывается в специальный колпачок-уплотнитель, а воздух при помощи ручного насоса закачивается в гильзу. В момент выстрела ударник бьет по капсюлю-клапану, тем самым приводя пулю в действие. В среднем создаваемое давление в «гильзе» около 200 атмосфер. Скорость выстрела в зависимости от исполнения может сильно колебаться, в среднем около 140 м/c.

Пружинно-поршневая система

Здесь нет клапанов и резервуаров. Резервуар здесь непосредственно является продолжением стола. При взводе поршень оттягивает пружину в заднее положение и фиксируется. При выстреле энергия сжатой пружины заставляет поршень двигаться вперед, тем самым создавая в процессе движения давление между пулей и поршнем.

Оружие имеет отличную повторяемость от выстрела к выстрелу. Некоторые модели снабжаются газовыми пружинами (ГП), в которых в процессе влияния на поршень имеет место и сжатый газ. Плюсы таких пружин – снижение отдачи и шума, отсутствие усадки пружины.

Многие доступные населению винтовки используют как раз ПП принцип действия. Скорости колеблются от 100 м/c до 380 и выше.

В пружинно-поршневой пневматике, в отличие от предыдущей, максимальное давление не создается в момент выстрела, а сам момент движения пули может быть не оптимальным для достижения наилучших результатов (полный разгон по стволу и дестабилизирующие потоки за стволом). Поэтому в ПП особое внимание уделяется подбору типа пуль.

Отдача

Если оружие с накачкой лишено этого понятия, за счет отсутствия внутри движущихся массивных элементов, то в пружинно-поршневой пневматике отдача на высоких мощностях может стать серьезной проблемой. В момент выстрела происходит «дергание» винтовки назад, в момент же резкой остановки поршня происходит движение вперед. При этом в зависимости от подбора пули, она может и не успеть вылететь к моменту остановки поршня, что дополнительно сыграет на отрицательной точности выстрела. Кроме того такие нагрузки крушат оптику и коллиматоры, предназначенные даже для огнестрельных моделей. Пневматика со сбалансированной схемой отчасти решает эту задачу.

Итого, в базовых моментах, как стреляет пневматический пистолет, мы посмотрели. Теперь переходим к главным узлам любой пневматики.

Основные элементы

Системы взведения и нагнетания

Могут быть ручными и автоматическими.

В ручных системах используется мускульная сила человека. Такая система всегда находится «под рукой», но для взвода все же необходимо «потратиться» ручной силой и временем взвода или накачки. Расположение и вид таких систем сильно различается: от обычного рычага до переламывающихся стволов.

Автоматические системы подразумевают использование компрессоров или баллонов высокого давления. Плюсы - автоматизация процесса накачки сразу на несколько выстрелов, минусы – необходимость дополнительного приобретения такой системы.

Отдельно выделяются системы на CO2: простота использования очевидна, но из минусов нужно отметить одноразовость баллончиков.

УСМ

В любом случае конструкция пневматического пистолета, как и другого оружия, включает в себя УСМ. Ударно-спусковой механизм в мире пневматике может быть «неполным», за счет бесполезности в некоторых моделях ударного механизма.

Общая схема МР-654к

Ударный механизм

Используется в моделях с накачкой с возможностью произведения нескольких выстрелов. В момент выстрела курок ударяет по выпускному клапану, тем самым открывая его. Курки могут быть открытыми и скрытыми, открытый курок позволяет его взводить вручную.

Энергию курку передает боевая пружина (БП). Воздействие происходит напрямую или через тягу. БП может быть пластинчатой (устройство МР-654к) или винтовой (большая часть, например, разборка Аникса-111). Между штоком клапана и курком может располагаться ударник, задняя часть которого называется бойком. Удержание БП во взведенном состоянии осуществляется шепталом спускового механизма.

Спусковой механизм

Предназначается для удержания оружия на боевом взводе и его спуска. От плавности и точности отработки спускового механизма (например, свободного хода спускового крючка) будет зависеть общая точность стрельбы.

Выделяют спусковые механизмы:

• Одинарного действия – нужно сначала взвести курок, а затем произвести спуск.
• Только двойного действия – стрельба только самовзводом, где нажатие спускового крючка заставляет спусковую тягу отводить курок, и без постановки на боевой взвод под действием БП ударять по клапану.
• Двойного действия – есть возможность как стрельбы самовзводом, так и предварительного взведения курка.

Усилие и длина хода при стрельбе самовзводом гораздо выше, чем при стрельбе с предварительной постановке на боевой взвод, что будет отрицательно влиять на итоговую точность стрельбы. Усилие измеряется в граммах (так, на соревнованиях по спортивной стрельбе минимальное усилие 500 г), ход – в миллиметрах.

Предохранители

Предназначены для обеспечения общей безопасности и предотвращения случайных выстрелов. По основному принципу действия предохранители делятся на фиксирующие и разделяющие УСМ. Также выделяют автоматические и неавтоматические предохранители.

Автоматические предохранители предотвращают выстрел при незакрытом канале ствола, при взводе рычага и т.д.  Также может присутствовать и нажимные автоматические предохранители, например, требующие полного обхвата рукояти для совершения выстрела (Colt 1911).

Ручной и автоматический предохранители на CLT 1911

Неавтоматические предохранители «в среднем» имеют исполнение в виде флажка, ползунка или кнопки. Может быть как с одной стороны, так и с двух.

Дополнительно к приспособлениям безопасности можно отнести специальные рычаги сброса с боевого взвода без совершения выстрела (на память, отдельный рычаг в Daisy 5501), а также указателей нахождения оружия на боевом взводе (в том же 5501 в окошке курка появляется красная полоса).

Дозаторы

Выпускают необходимую часть газа в ствол. В самом классическом CO2 варианте в дозаторе имеет три отверстия. Первое отверстие снабжается иглой и резиновыми прокладками, куда устанавливается баллончик. Под действием поджимного винта при помощи иглы происходит прокол баллончика, газ заполняет камеру дозатора, а давление и прокладки не дают газу выходить через это отверстие. Второе отверстие закрыто фиксирующимся на пружине клапаном, а шток клапана выходит через герметизированное третье отверстие. При ударе курка по штоку клапан открывается, а под действием пружины возвращается на исходную позицию. Таким образом, жесткость пружины и клапан для пневматического пистолета и выступают в роли главных дозирующих устройств.

Клапанный узел МР-654к

Из еще одной классической схемы можно вспомнить механизм подвижного ствола (Аниксы и др.). Здесь третье отверстие со штоком отсутствует, а удар происходит при помощи ствола с грузиком по клапану.

В системах с накачкой фиксацию выпускного клапана дополнительно обеспечивает создаваемое внутри резервуара высокое давление. Кроме того, здесь давление от выстрела к выстрелу может различаться, поэтому дополнительно оружие снабжают системой регуляции постоянного давления в выпускной камере.

Также можно уделить внимание устройству прокалывания баллона. В основном используется схема с поджимным винтом, где прокол происходит за счет ручного закручивания винта до пробития мембраны. При усердном закручивании могут повредиться игла и прокладки. Винты могут быть открытыми и скрытыми, с антабкой или закруткой и т.д. Другой вариант прокола – клиновый. Баллон усаживается на свою позицию и закручивается до упора, но мембрана баллона в таких условиях не прокалывается. После этого пятка рукоятки или магазина устанавливается на свою позицию, обеспечивая дополнительное смещение баллона внутри еще на миллиметр, обеспечивая прокол. Схемы имеются как в наших вариантах (Аникс А-3000, опускается рычаг), так и в зарубежных (Walther CP99, поворачивается рычаг). Имеются и другие более изощренные виды проколов (например, Атаман-М1 методом удара о пол).

Ствол

Ствол одна из самых важных частей оружия для совершения хорошего выстрела. От него зависит многое, включая и общее впечатление о том, как работает пневматический пистолет. Здесь происходит направление и ускорение пули, к тому же нарезные стволы закручивают пули для их дальнейшей стабилизации.

В классическом строении ствола выделяют:

• Патронник
• Пульный вход
• Нарезная часть

Патронник предназначен для размещения гильзы, в пневматическом изложении есть у оружия с накачкой патрона. Пульный вход имеет форму усеченного конуса, и предназначен для ровного входа пули в нарезную часть. В последней пуле придаются все характерные для нее свойства: скорость и вращение. Про типы стволов и примеры, можно почитать в статье про нарезную и гладкоствольную пневматику.

Самый распространенный калибр для пневматики – 4.5 мм (.177 дюйма). В меньшей распространенности калибры 5.5 и 6.35 мм. Другие калибры встречаются еще реже, в промышленном изготовлении точно выпускают 14.5 мм, возможно, есть и больше.

В гладкоствольной пневматике калибр соответствует диаметру ствола, а стрельба производится стальными шариками BB (в нарезных стволах применяется свинцовые пули, подробнее про Типы пуль).

Основные материалы стволом – сталь, реже латунь. Латунь обладает меньшим коэффициентом трения, что предпочтительнее при выборе.

Итоговая кучность стрельбы зависит от многих факторов ствола – соосности, прямолинейности, чистоты, точности исполнения. К тому же, большинство стволов имеют тонкие стенки, что на большой длине при выстреле может создавать вибрацию, поэтому винтовочные стволы делают с толстыми стенками или плотно утрамбовывают в больший внешний кожух.

Опять же предпочтительнее для повышения точности иметь неподвижный ствол. В гладкоствольной недорогой пневматике же для повышения итоговой мощности, за счет герметичного выброса газа, применяют схемы с подвижными стволами. Существуют и другие схемы «подвижного ствола», применяемые в высокоточном нарезном оружии – здесь их используют для снижения отдачи и повышения точности.

Запирание

Механизм запирания служат для обеспечения герметичного сцепления ствола и затвора, для ликвидации потерь газа. Как таковой затвор в пневматике за редким исключением отсутствует. В ПП пневматике переломного типа запирание происходит за счет передней стенки ствольной коробки и прокладки в казенной части ствола. Газобаллонники для ликвидации утечек могут использовать выдвижные втулки дозатора или же подвижный ствол.

Питание

Обеспечивает подачу боеприпасов и их хранение. Однозарядное оружие использует ручной метод досыла, в многозарядном досыл пули происходит вручную или же автоматически. Автоматическая подача бывает принудительной и гравитационной.

Гравитационная подача базируется на силе тяжести пуль. Такая подача применима лишь для шаров BB, с предъявлением высоких требований к ним по качеству. Принудительная подача пуль основывается на магазинах с подпружиненным или конвейерным (тысячные Аниксы) механизмом. В комбинированном варианте имеется бункер и встроенный подпружиненный магазин меньшего объема.

Для классических свинцовых пуль при многозарядной подаче обычно используются барабаны-клипы револьверного принципа действия. Обычная вместительность клипа – 6-12 пуль. Разновидностью барабана может служить продолговатая пластина с коморами, предназначенная для поперечного движения (магазин МР-61). Реже встречаются другие типы магазинов (например, со спиральной подачей), но они более капризны в эксплуатации.

Обычным современным решением для пневматических пистолетов является использование магазина, вставляемого, как и в боевых прототипах, в рукоятку. При этом такие магазины сразу же могут содержать в себе клапанный узел.

Выбрасыватели

Устройство пневматического оружия обычно не предусматривает наличие выбрасывателей, вещь довольно редкая, и применимая отчасти лишь для патронов с накачкой. Здесь механизм соответствует выбрасывателям в огнестрельных аналогах, за исключением, что для извлечения гильзы нужна большая сила, поэтому конечный рывок затвора производится руками.

Автоматика

Большая часть современной многозарядной пневматики относится к классу самозарядной за счет мускульной силы человека. К тому же вошедшие в моду пистолеты с системой BlowBack добавляют их в класс полностью самозарядных, т.к. взвод пистолета на следующий цикл стрельбы полностью обеспечивается отработанным обратным ходом газа предыдущего выстрела. В настоящее время использование получило дальнейшее распространение – автоматическая подача шаров и самозарядность позволили запустить в широкое производство несколько моделей с автоматическим режимом стрельбы. Здесь же стоит выделить и применение электроники в некоторых видах для достижения регулируемого автоматического огня.

Прицел

Здесь можно выделить использование механических, оптических, коллиматорных, голографических прицелов и ЛЦУ. Обо всем этом более подробно написано в статье про виды прицелов.

Удержание

Основной элемент для удержания длинноствольных винтовок – ложе. Основные элементы – цевье и приклад. В мощных образцах применяют амортизирующий резиновый тыльник. В пистолетах все проще, здесь имеется лишь рукоятка, в которой, как правило, размещаются магазин и баллон. Реже копийные модели могут иметь возможность установки приклада (например, АПС или Маузер). Щечки рукояти обычно выполняются из пластика, дерева или резины.

Дополнительные элементы

Надульник – утолщение на конце ствола, используется для уменьшения колебания ствола при прицеливании и выстреле, удобного переламывания винтовки или же просто в декоративных целях.

Компенсаторы – в основном очередной декоративный элемент, в особо мощных винтовках служит для уменьшения запрокидывания оружия при выстреле.

Амортизаторы – уменьшение влияния отдачи при выстреле в пружинно-поршневой пневматике.

Глушители – снижение уровня звука на выходе. Для пружинно-поршневой пневматики, где удар поршня порой звучит громче самого выстрела, применение может быть неоправданным. К тому же многие газобаллонные модели в своей конструкции используют «фальшглушители», в которых сам девайс используется лишь для маскировки удлиненного ствола под ним, в целях увеличения мощности. Применение же глушителя в системах накачки и CO2 пневматики вполне реально, и может сильно сократить выходной уровень звука.

 

Те, кто смог осилить хотя бы половину этого текста, и не уснул, наверняка, увидели, что пневматического оружие это определенно структурированный элемент с возможностью разнообразного исполнения каждого отдельного узла. Строение пневматического пистолета не содержит чего-то сверхсложного, каждый элемент полезен и влияет на итоговый выстрел. Правильное понимание даже этих базовых вещей может облегчить весь цикл обработки оружия: выбор, стрельбу, чистку, тюнинг, ремонт, дать возможность полного понимания каждого выстрела.