Siła rozklinowania

Dziś wpis o broni strzeleckiej, a konkretnie o zjawisku określanym jako siła rozklinowania. Czym jest ów zjawisko? Postaram się to wytłumaczyć na przykładzie.

Przyjmijmy że mamy broń działającą na zasadzie odprowadzania gazów prochowych przez boczny otwór w lufie. Czyli po oddaniu strzału, gazy prochowe dostają się do komory gazowej przez niewielki otwór umieszczony w ściance lufy, po czym powodują ruch tłoka gazowego do tyłu, a tym samym ruch suwadła do tyłu.

Przyjmijmy teraz że broń ryglowana jest poprzez obrót zamka. Czyli po oddaniu strzału, suwadło najpierw pokona odległość swobodnego ruchu (gdzie suwadło nie powoduje ani odryglowania zamka, ani jego otwarcia), później spowoduje obrót zamka (jego odryglowanie), a następnie otwarcie zamka (suwadło wymusza ruch zamka do tyłu). Podczas ruchu zamka w tylne położenie następuje wyrzucenie łuski.

Tutaj nadmienię że w broni ryglowanej poprzez obrót suwadło może sterować zamkiem dzięki odpowiednio ukształtowanej krzywce. Przykładowo, w karabinku Kałasznikowa mamy umieszczony na zamku występ który współpracuje z krzywką umieszczoną na suwadle (krzywka ma postać rowka).

Jak już zespół ruchomy (zamek i suwadło) dojdzie w swoje skrajne tylne położenie, to pod wpływem działania sprężyny powrotnej zespół ruchomy zaczyna poruszać się w położenie przednie. Ujmując to inaczej, pod wpływem sprężyny powrotnej suwadło jedzie do przodu, wymuszając ruch zamka do przodu.

Dochodzimy właśnie do siły rozklinowania. Skoro suwadło poruszając się w tył wymuszało obrót zamka, to poruszając się w przód również będzie wymuszać obrót zamka, tyle że w stronę przeciwną. Innymi słowami, podczas ruchu w przód suwadło cały czas chce obrócić zamek (suwadło dąży do zaryglowania zamka), jednak do zaryglowania zamka może dojść dopiero pod sam koniec drogi suwadła w przód. Czyli przez zdecydowaną większość drogi suwadła w przód, suwadło chce obrócić zamek, lecz zamek obrócić się nie może (odpowiedni kształt komory zamkowej, czyli obudowy broni, uniemożliwia przedwczesne zaryglowanie zamka). Stąd też zamek trze o wnętrze komory zamkowej. To jest właśnie siła rozklinowania.

Wspomniane tarcie zamka o wnętrze komory zamkowej, występujące przez większość drogi suwadła w przód, to zjawisko negatywne. Po pierwsze, powoduje ono spadek prędkości zespołu ruchomego, czyli spadek jego energii kinetycznej. Czyli zespół ruchomy ma mniej energii aby pokonać opór stawiany przez zanieczyszczenia mogące się znaleźć we wnętrzu komory zamkowej. Po drugie, ów tarcie powoduje zwiększone zużycie powierzchni zamka i komory zamkowej.

Czy można zapobiec powstaniu siły rozklinowania? Okazuje się że tak. Bronią gdzie sobie z tym zjawiskiem poradzono jest karabinek Kałasznikowa. W karabinku Kałasznikowa, umieszczona na suwadle krzywka (rowek) sterująca zamkiem, jest na tyle sprytnie ukształtowana, że przez zdecydowaną większość drogi suwadła w przód, suwadło nie próbuje wymusić obrotu zamka (nie próbuje wymusić jego zaryglowania). Dopiero pod sam koniec drogi zespołu ruchomego w przód, następuje nieznaczne uderzenie zamka o element umieszczony we wnętrzu komory zamkowej. W wyniku tego uderzenia zamek nieznacznie się obraca. Dopiero po tym nieznacznym obrocie zamka, suwadło zaczyna wymuszać obrót zamka (jego zaryglowanie). Czyli suwadło wymusza obrót zamka dopiero wtedy, kiedy jest to konieczne dla zaryglowania zamka, nie wcześniej. Poniżej kilka rysunków, które to bazują na rysunkach z polskiej instrukcji obsługi karabinka Kałasznikowa:

 

rozklinowanie_suw_ak_m

Suwadło karabinka Kałasznikowa. Kolorem niebieskim zaznaczyłem krzywkę (rowek, bądź też „skos odryglowujący”) sterującą zamkiem. Czerwona strzałka wskazuje na ten fragment krzywki, który współpracuje z występem prowadzącym zamka, przy ruchu suwadła do przodu. Ów fragment zaznaczyłem dodatkowo na czerwono. Warto zauważyć że fragment ten jest prostopadły do osi wzdłużnej suwadła (a tym samym do osi wzdłużnej broni). Widoczna na rysunku czerwona strzałka wskazuje dodatkowo przód suwadła.

 

 

rozklinowanie_suw_ak_2_m

Kolejny rysunek przedstawiający suwadło karabinka Kałasznikowa. Tak jak na poprzednim rysunku, kolor niebieski oznacza krzywkę sterującą zamkiem. Czerwona strzałka wskazuje na ten fragment krzywki, który współpracuje z występem prowadzącym zamka, przy ruchu suwadła do przodu. Fragment ten, zaznaczony kolorem czerwonym, jest prostopadły do osi wzdłużnej suwadła. Widoczna na rysunku czerwona strzałka wskazuje również przód suwadła.

 

 

rozklinowanie_zamek_ak_m_strzalka_mod

Zamek karabinka Kałasznikowa. Kolorem zielonym zaznaczyłem występ prowadzący zamka- występ ten współpracuje z krzywką umieszczoną na suwadle. Czerwona strzałka wskazuje ten fragment występu prowadzącego, który współpracuje z krzywką umieszczoną na suwadle, przy ruchu suwadła do przodu. Fragment ten zaznaczyłem również kolorem czerwonym. Ów fragment w instrukcji opisany został jako „6a – tylne ścięcie występu prowadzącego”. Widoczna na rysunku czerwona strzałka wskazuje dodatkowo przód zamka.

 

 

rozklinowanie_zamek_ak_2_m

Zamek karabinka Kałasznikowa. Kolor zielony- występ prowadzący zamka. Czerwona strzałka wskazuje ten fragment występu prowadzącego, który współpracuje z krzywką umieszczoną na suwadle, przy ruchu suwadła do przodu. Fragment ten zaznaczyłem kolorem czerwonym. Widoczna na rysunku czerwona strzałka wskazuje również przód zamka.

 

 

Reklamy
Siła rozklinowania

Masa zespołu ruchomego karabinka AK

Kiedyś często zdarzało mi się spotykać z tezą zgodnie z którą karabinek Kałasznikowa charakteryzuje się bardzo dobrą niezawodnością ze względu na dużą masę zespołu ruchomego (zamka i suwadła), który jest w stanie bezproblemowo pokonać opór stawiany przez zanieczyszczenia znajdujące się we wnętrzu komory zamkowej. Jednocześnie, zgodnie z tą tezą, duża masa zespołu ruchomego ma wpływać negatywnie na celność karabinka Kałasznikowa podczas strzelania seriami. W mojej ocenie można przyjąć że niezawodność karabinka Kałasznikowa faktycznie jest bardzo dobra, ale czy karabinek Kałasznikowa rzeczywiście charakteryzuje się zespołem ruchomym o dużej masie? Wiele lat temu, na forum strzelecka.net, z odpowiedzią na to pytanie, przyszedł mieszkający w USA użytkownik wykorzystujący nick Vis. Użytkownik Vis mieszka w USA, ma jest posiadaczem wielu wzorów broni strzeleckiej, łącznie z klonami karabinków Kałasznikowa. Użytkownik ten zważył elementy zespołu ruchomego posiadanych przez siebie karabinków Kałasznikowa, po czym wyniki zamieścił na forum strzelecka.net. Zgodnie z tymi wynikami, masa suwadła karabinka AKM (Awtomat Kałasznikowa Modernirizowannyj) wynosi 425 gram, a masa zamka karabinka AKM wynosi 70 gram. Stąd też zespół ruchomy AKM ma masę 505 gram. Użytkownik Vis podał również wyniki dotyczące masy zespołu ruchomego karabinka AK-74 i wyniki przedstawiające masę zespołu ruchomego broni będącej wariacją na temat polskiego 5,45 mm karabinka wzór 1988 Tantal. Zarówno AK-74, jak i klon Tantala, mają suwadło o masie 415 gram. Masa zamka obu karabinków wynosi 70 gram. Wynika z tego że masa zespołu ruchomego obu karabinków to 480 gram. Tutaj zaznaczę że AKM strzela średniokalibrowym nabojem pośrednim 7,62×39 mm, a AK-74 i klon Tantala strzelają małokalibrowym nabojem pośrednim 5,45×39 mm. Jednak czy masa zespołu ruchomego wynosząca około 0,5 kilograma to masa duża, mała, czy może przeciętna? Uważam że aby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba mieć skalę porównawczą. Skalą porównawczą dla karabinka Kałasznikowa może być amerykański karabinek automatyczny M16. Tutaj ponownie z pomocą przychodzą dane zamieszczone na forum strzelecka.net przez użytkownika Vis, bowiem zważył on nie tylko masę zespołu ruchomego karabinków Kałasznikowa, ale również masę zespołu ruchomego posiadanego przez siebie karabinka systemu AR-15 (stosując to oznaczenie mam na myśli nie tylko wojskowego M16, ale również inną zbliżoną broń) strzelającego małokalibrowym nabojem pośrednim 5,56×45 mm (odpowiednikiem tego naboju jest radziecki małokalibrowy nabój pośredni 5,45×39 mm). Zgodnie zamieszczonymi przez użytkownika Vis danymi, zamek klona AR-15 waży 45. Masa suwadła wynosi 255 gram, a suwadła połączonego z zamkiem wynosi 310 gram (w skład tej ostatniej masy wchodzi również masa iglicy, kołka mocującego iglicę i kołka łączącego zamek z suwadłem). Jednak w karabinkach systemu AR-15, w skład zespołu ruchomego, poza zamkiem i suwadłem, wchodzi również popychacz suwadła, określany w źródłach anglojęzycznych mianem buffer (zderzak). We wnętrzu tego elementu znajdują się ciężarki wygaszające odbicie suwadła, stąd też buffer pełni zarówno rolę popychacza suwadła, zderzaka, jak i elementu wygaszającego odbicie suwadła. Zgodnie z danymi przedstawionymi przez Visa, popychacz suwadła klona AR-15 waży 145 gram. Karabinki systemu AR-15 mogą mieć popychacze suwadła o różnej masie, ważony przez Visa popychacz suwadła był stosunkowo ciężki, bowiem był to popychacz typu karabinowego (przeznaczony do pełnowymiarowych klonów AR-15, a nie do klonów stosunkowo krótkich). Dla porównania, stosowane powszechnie typy karabinkowych (przeznaczonych dla stosunkowo krótkich klonów AR-15) popychaczy suwadła, mogą mieć masę od 85 gram, do 160 gram. Masa zespołu ruchomego posiadanego przez użytkownika Vis klona AR-15 wynosi 460 gram. Skoro znana jest masa zespołu ruchomego klona karabinka AR-15, można według mnie ocenić czy karabinek Kałasznikowa ma zespół ruchomy o dużej masie. Otóż zgodnie z przedstawionymi danymi można uznać że karabinek Kałasznikowa nie ma jakiegoś szczególnie ciężkiego zespołu ruchomego, skoro zespół ruchomy przeznaczony dla jego małokalibrowej odmiany, karabinka AK-74, wcale nie jest wyraźnie cięższy od zespołu ruchomego karabinka systemu AR-15. Również zespół ruchomy karabinka AKM nie jest dużo cięższy od zespołu ruchomego AR-15. Tutaj dodam że karabinki systemu AR-15 nie są uważane za broń charakteryzującą się ciężkim zespołem ruchomym. Na podstawie przedstawionych danych można według mnie przyjąć że masa zespołu ruchomego karabinka Kałasznikowa jest przeciętna jak dla tego typu broni. Więcej na temat masy zespołu ruchomego karabinka Kałasznikowa i masy zespołu ruchomego karabinków systemu AR-15 można znaleźć w dwóch tematach założonych na forum strzelecka.net, mam na myśli ten temat oraz ten temat.

Masa zespołu ruchomego karabinka AK

Odbicie suwadła

W broni działającej na zasadzie odprowadzania gazów prochowych z przewodu lufy występuje zespół ruchomy składający się między innymi z zamka i suwadła. Zamek to element który zamyka przewód lufy od strony wlotowej. Suwadło to element który po oddaniu strzału, poruszając się do tyłu, odryglowuje zamek, a następnie niesie zamek (powoduje jego ruch). Po dojściu zespołu ruchomego w skrajne tylne położenie, zespół ruchomy wraca w przednie położenie dzięki sprężynie powrotnej, podczas powrotu suwadło ponownie niesie zamek, a następnie powoduje jego zaryglowanie. Jednak suwadło dochodząc w skrajne przednie położenie, po uderzeniu w element który ogranicza jego ruch do przodu, może się odbić, po czym rozpocząć nieznaczny ruch do tyłu. Ten nieznaczny ruch do tyłu, jeśli będzie zbyt duży, może spowodować odryglowanie zamka przy wysokim ciśnieniu w lufie (zakładając że po oddaniu strzału nastąpi po nim prawie natychmiast następny strzał), a odryglowanie zamka przy zbyt wysokim ciśnieniu w lufie może być niebezpieczne, przykładowo prowadząc do uszkodzenia broni. Tym samym aby zapobiec odbiciu suwadła, zmniejszyć je, lub chociaż spowodować że odbicie suwadła będzie niegroźne, stosowane są różne rozwiązania. Postanowiłem je opisać, a przynajmniej niektóre z nich.

 

Odcinek swobodnego ruchu suwadła

Odcinek swobodnego ruchu suwadła to rozwiązanie które nie likwiduje odbicia suwadła, nie powoduje również zmniejszenia odbicia. Powoduje jednak że odbicie suwadła staje się niegroźne. Otóż w broni bez odcinka swobodnego ruchu suwadła, po oddaniu strzału, suwadło poruszając się do tyłu najpierw odryglowuje zamek, a następnie go niesie w tylne położenie. W broni z odcinkiem swobodnego ruchu suwadła, po oddaniu strzału, suwadło poruszając się do tyłu najpierw nie powoduje ani odryglowania zamka, ani jego ruchu do tyłu. Dopiero po przebyciu pewnej drogi suwadło powoduje odryglowanie zamka, a następnie ruch zamka do tyłu. Ten początkowy odcinek drogi suwadła, na którym suwadło poruszając się nie powoduje ani odryglowania zamka, ani nie powoduje jego ruchu do tyłu, to odcinek swobodnego ruchu suwadła. Dzięki temu rozwiązaniu odbicie suwadła występuje na odcinku swobodnego ruchu suwadła, tym samym suwadło wykonując stosunkowo niewielki ruch do tyłu po wystąpieniu odbicia, nie powoduje odryglowania zamka. Odcinek swobodnego ruchu suwadła to bardzo popularne rozwiązanie, tym samym trudno wymienić wszystkie konstrukcje broni strzeleckiej w których rozwiązanie to zastosowano. Przykładowo odcinek swobodnego ruchu suwadła zastosowano między innymi w radzieckim karabinku automatycznym AK skonstruowanym przez Michaiła Kałasznikowa i w amerykańskim karabinku automatycznym AR-18. Zaryzykuję zresztą stwierdzenie że znaczna większość karabinków automatycznych ma odcinek swobodnego ruchu suwadła.

 

Granulki

Aby zmniejszyć odbicie suwadła, w jego wnętrzu można umieścić komorę ze znajdującymi się w niej granulkami. Granulki, mogąc się we wnętrzu swojej komory poruszać i uderzać o jej ścianki, wygaszają (zmniejszają) odbicie suwadła. Często stosowane są granulki wykonane z wolframu. Wolfram najpewniej stosowany jest z tego względu że materiał ten charakteryzuje się dużą gęstością i dużą twardością. Dzięki dużej gęstości wolframowe granulki, a jednocześnie komora w której się znajdują, nie muszą mieć dużej objętości. Duża twardość wolframu powoduje natomiast że w przypadku wolframowych granulek nie powinno dojść do ich odkształcenia pod wpływem przemieszczania się i uderzania o ścianki komory wewnątrz której się znajdują. Umieszczona wewnątrz suwadła komora z granulkami może być stosowana nie zamiast odcinka swobodnego ruchu suwadła, a obok odcinka swobodnego ruchu suwadła. Przykładowo niemiecki karabinek automatyczny G36 skonstruowany w firmie Heckler und Koch ma zarówno umieszczoną we wnętrzu suwadła komorę z wolframowymi granulkami, jak i odcinek swobodnego ruchu suwadła. Niemiecka firma Heckler und Koch często stosowała w swojej broni umieszczoną we wnętrzu suwadła komorę z wolframowymi granulkami, również jeśli była to broń działająca na zasadzie odrzutu zamka połswobodnego. Tutaj warto dodać że w przypadku broni działającej na zasadzie odrzutu zamka półswobodnego element wewnątrz którego umieszczano komorę z granulkami bywa nazywany zarówno suwadłem (terminologia zgodnie z którą w tego typu broni występuje zamek i suwadło), jak i trzonem zamkowym (terminologia zgodnie z którą w tego typu broni występuje tłok zaporowy i trzon zamkowy).

 

Ruchome ciężarki w popychaczu suwadła

Buffer

Popychacze suwadła w broni systemu AR-15. Od góry: popychacz suwadła w wersji krótkiej z trzema stalowymi ciężarkami. Popychacz w wersji krótkiej z jednym ciężarkiem wolframowym i dwoma stalowymi. Popychacz w wersji krótkiej z dwoma ciężarkami wolframowymi i jednym stalowym. Pozbawiony ciężarków krótki popychacz zamka przeznaczony do broni systemu AR-15 strzelającej nabojem pistoletowym i tym samym działającej na zasadzie odrzutu zamka swobodnego. Popychacz suwadła w wersji długiej z pięcioma stalowymi ciężarkami i jedną przekładką.

 

Ruchome ciężarki umieszczone we wnętrzu popychacza suwadła to rozwiązanie spotykane w broni systemu AR-15 (amerykańskie karabinki automatyczne M16, M4 i klony tych konstrukcji). Rozwiązanie to polega na umieszczeniu we wnętrzu popychacza suwadła ciężarków, które mogą się poruszać względem popychacza. Ciężarki, mogąc się poruszać we wnętrzu popychacza i uderzać od wewnątrz o jego przednią bądź tylną ściankę, zmniejszają (wygaszają) odbicie suwadła. Amerykański karabinek automatyczny M16 początkowe nie miał ruchomych ciężarków umieszczonych we wnętrzu popychacza suwadła, co powodowało problemy. Otóż broń systemu AR-15, w tym karabinek automatyczny M16, nie dość że nie ma odcinka swobodnego ruchu suwadła, to jeszcze ma iglicę umieszczoną w suwadle. Ze względu na iglicę znajdującą się w suwadle, we wczesnych M16, gdy następowały szybko po sobie co najmniej dwa strzały, mogło dojść do sytuacji w której kurek uderzał iglicę w czasie kiedy suwadło było nieco oddalone od skrajnego przedniego położenia, na skutek wystąpienia odbicia suwadła. Jeśli kurek uderzał iglicę w czasie kiedy suwadło było nieco oddalone od skrajnego przedniego położenia, mogło dojść do sytuacji w której iglica nakłuwała spłonkę zbyt płytko, co z kolei prowadziło do niewypału. Problemu z niewypałami by nie było gdyby iglica była umieszczona w zamku. Aby zaradzić niewypałom, podczas wojny w Wietnamie wprowadzono do konstrukcji M16 popychacz suwadła z ruchomymi ciężarkami. Tutaj dodam że popychacz suwadła porusza się we wnętrzu tulei wystającej z tyłu komory spustowej. Tuleja i popychacz mogą występować w wersji długiej (M16 i jego odmiany) oraz w wersji krótkiej (M4 i jego odmiany). Tuleje zazwyczaj różnią się kształtem swojej tylnej części w zależności od tego czy przeznaczone są do broni wojskowej, czy do broni systemu AR-15 produkowanej na rynek cywilny. Ruchome ciężarki znajdujące się we wnętrzu popychacza suwadła mają umieszczone pomiędzy sobą gumowe przekładki, co ma zapobiegać odbijaniu się ciężarków podczas ich dochodzenia w skrajne przednie bądź skrajne tylne położenie. Ciężarki mogą być wykonane ze stali lub wolframu. Ilość ciężarków zależy od tego jaką tuleję urządzenia powrotnego zastosowano (krótką bądź długą). Materiał z jakiego wykonano ciężarki zależy od tego jakiej długości lufę zastosowano w danej broni. Tylną część popychacza suwadła stanowi wykonany z tworzywa sztucznego element amortyzujący uderzenie popychacza suwadła dochodzącego w skrajne tylne położenie, stąd w języku angielskim cały popychacz suwadła określany jest mianem „buffer” (zderzak). Po odłączeniu od popychacza suwadła wspomnianego zderzaka, z wnętrza popychacza suwadła można wyjąć ciężarki i ich gumowe przekładki. Zastosowanie w M16 i innej broni systemu AR-15 popychacza suwadła z ruchomymi ciężarkami było ciekawym rozwiązaniem problemy niewypałów, jednak gdyby zespół ruchomy tej broni był lepiej skonstruowany, w ogóle nie było by potrzeby stosowania takiego rozwiązania. Popychacz suwadła z ruchomymi ciężarkami to rozwiązanie praktycznie niespotykane poza bronią systemu AR-15. Dodać należy że w firmie ArmaLite najpierw skonstruowano karabinek automatyczny M16, a następnie karabinek automatyczny AR-18, przy czym ten drugi nie miał już popychacza suwadła z ruchomymi ciężarkami. W broni systemu AR-15 popychacza suwadła z ruchomymi ciężarkami nie ma w przypadku konstrukcji strzelających nabojem pistoletowym i tym samym działających na zasadzie odrzutu zamka swobodnego (przykładowo pistolety maszynowe skonstruowane na bazie broni systemu AR-15). W tego typu konstrukcjach popychacz jest dodatkowo nie popychaczem suwadła, a popychaczem zamka.

Odbicie suwadła