Некоторые вопросы ружейной механики и терминологии

Ружейные системы (action) необычайно разнообразны, но каждая имеет три обязательные части: затвор, замок и спусковое устройство. Иногда замок и спусковое устройство представляют собой единый ударно-спусковой механизм (УСМ). В некоторых системах механизм затвора взаимодействует с замком, обеспечивая его предварительное взведение. Само взведение (постановка на боевой взвод и нагнетание боевой пружины) может производиться рукой (во внешнекурковых и некоторых ударниковых системах) или автоматически при «переламывании» ружья. Все части ружейной системы являются важными, поскольку от их правильного функционирования зависит безопасность самого стрелка и окружающих его людей. Но, всё же, наиболее ответственным механизмом считается ружейный замок (lock). Эволюция этого простого, но совершенного устройства продолжается до сих пор.

Что такое ружейный замок и как он работает.

Курковый замок Бразье.

Все ружейные замки делятся на курковые и ударниковые. Какую бы конструкцию не имел курковый замок, в нём всегда присутствуют три основные детали: курок (tumbler), боевая или главная пружина (main spring) и шептало (sear). Курок и шептало являются рычагами, закреплёнными на осях, опирающихся на личинку и боковое основание замка. Следует различать собственно ось (axle) и шпильку (peg). Разница между ними заключается в том, что ось, в отличие от шпильки, всегда является одним целым с деталью замка, например, с курком. Ось курка испытывает самые большие нагрузки и поэтому имеет больший диаметр, чем другие оси замка. Под давлением предварительно сжатой пружины курок поворачивается, и его свободное плечо производит удар по бойку или капсюлю патрона. Шептало, находясь в зацеплении с курком или лодыжкой (в замке с внешними курками), удерживает его во взведённом состоянии, как бы запирая, отсюда — «замок». Нажав на противоположное плечо шептала, можно освободить курок. Возраст этого механизма — 5 столетий, и за это время он не претерпел никаких принципиальных изменений.

Ударниковый замок Вудварда, патент 1882 года.

Согласно С.А. Бутурлину, ударниковый замок воспламеняет капсюль патрона «ударом части замка, скользящей взад и вперёд». Эта часть (ударник) тоже запирается шепталом. В таких замках, как правило, применяются спиральные боевые пружины.

Ударниковый замок ружья ГМ-16 конструкции Е.С. Гуревича.

Ударниковый замок, в отличие от куркового, не получил широкого распространения в гладкоствольных ружьях. Одна из лучших ударниковых конструкций для дробовика была разработана советским оружейником Е.С. Гуревичем.

Регулировка усилия спуска классического куркового замка.

От чего зависит усилие спуска классического куркового замка?  Ответ на этот вопрос не очевиден.

Рассмотрим механизм, состоящий из 3-х взаимодействующих рычагов (курка, шептала и спускового крючка) и 2-х пружин (боевой и пружины шептала). В месте сцепления курка и шептала возникает несколько сил, равнодействующую которых назовём силой зацепа Р(2). Сила Р(2) создаёт момент М(2) относительно оси шептала, который вместе с моментом М(3) от силы Р(3) давления пружины шептала преодолевается моментом М(4) от силы Р(4), вызываемой давлением спускового крючка на плечо шептала. Таким образом, простейшее уравнение имеет вид:

М(2) + М(3) = М(4) или
Р(2) х R(2) + P(3) x R(3) = P(4) x R(6),

где R(2) – плечо силы P(2) относительно оси вращения шептала, R(3) – плечо силы P(3) относительно оси вращения шептала, R(6) — плечо силы P(4) относительно оси вращения шептала. Спусковой крючок является рычагом. Если P(5) – усилие спуска, а R(5) – плечо этой силы относительно оси вращения спускового крючка, то

P(5) x R(5) = P(4) x R(4),
где R(4) – плечо силы R(4) относительно оси вращения спускового крючка.
Отсюда:
P(4) = P(5) x R(5)/R(4).
Подставив в уравнение, получим:
P(2) x R(2) + P(3) x R(3) = (P(5) x R(5)) x R(6)/R(4).
Отсюда усилие спуска:
P(5) = (P(2) x R(2) + P(3) x R(3)) x R(4)/(R(6) x R(5))
Пусть
R(4)/(R(6) x R(5)) = К
P(2) x R(2) = М(2)
P(3) x R(3) = М(3),
тогда усилие спуска:
P(5) = (М(2) + М(3)) x K

или усилие спуска есть сумма моментов сил, действующих на шептало, относительно оси его вращения, умноженная на коэффициент К, определяемый геометрией системы и количеством рычагов в ней. Появление в системе любого дополнительного рычага изменит только этот коэффициент. В классических ружейных замках пружина шептала выполняет одну функцию – способствует постановке шептала на боевой взвод; её влиянием на усилие спуска можно пренебречь. Изменение жёсткости боевой пружины скажется самым серьёзным образом на изменении усилия спуска. На практике загрубление спуска возможно путём увеличения жёсткости боевой пружины. Обратная операция, как правило, не делается, поскольку чревата появлением осечек. Тонкая регулировка усилия спуска выполняется путём изменения  геометрии зацепа.

Немного истории.

Кремневый замок, прообраз современного замка, появился в начале XVI –го века в Испании, куда пришёл вместе с мавроми. Считается, что из Испании замок распространился по всей Европе. Есть и другая точка зрения, что в Нидерландах был изобретён свой оригинальный замок, который потом усовершенствовали немецкие оружейники. В кремневом замке, после нажатия на спуск, курок с зажатым в нём куском кремния ударяет по стальному огниву, служащему продолжением крышки, прикрывающей полку с порохом. Крышка подпружинена, после удара она открывается, и искры воспламеняют порох. Параллельно с кремневым, существовал гораздо более сложный и дорогой колесцовый замок, изобретённый в самом начале XVI – го века немцем Даннером (по другим данным – фламандцем Эттором).

Кремневый замок. Мастер Штокмар, Зуль, 1748 г. Коллекция Гатчинского арсенала.

Колесцовый замок (Германия).

Этот замок безударного действия имел колесо с насечкой по краю. Привод колеса осуществлялся от плоской пружины, соединённой с колесом посредством цепочки. При взведении замка специальным ключом, пружина сжималась, а цепочка наматывалась на ось колеса. При нажатии на спуск, колесо раскручивалось, от трения о камень образовывались искры, воспламенявшие порох. В негласном соревновании этих замков победил кремневый, но колесцовый «продержался» до середины XVIII-го века. Первоначально механизм замка располагался снаружи замочной доски. Потом часть его «переехала» на внутреннюю сторону, и снаружи остался только курок. В любом случае, первым ружейным замком был замок, механизм которого смонтирован на замочной доске или боковом основании, как говорят сегодня.

О терминологии.

В любом деле хороший термин тот, который понятен и не требует дополнительного толкования.  Существуют три группы отечественных ружейных терминов: первая группа — классические, вторая группа – производственные, третья группа – жаргонные, пришедшие из сферы «околомагазинной» торговли. «Советский» ГОСТ 28653-90 «Оружие стрелковое. Термины и определения», в отличие от глоссария SAAMI*, не содержит терминологию, относящуюся к охотничьему гладкоствольному оружию. В нём нет понятия «замок», зато есть понятие «стреляющий механизм», что по смыслу правильно, но неупотребимо на практике. Отсутствие «узаконенной» терминологии позволяет «развернуться» фантазии некоторых авторов, пишущих об оружии. Именно поэтому, с моей точки зрения, важно уважительно и бережно относиться к классической терминологии. У нас в стане есть многократно переиздававшаяся книга С.А.Бутурлина «Дробовое ружьё». Наиболее полным считается 8-е издание 1937 года. Э. В. Штейнгольд, Б.А. Крейцер, А.И. Толстопят, М.М.Блюм, И.Б. Шишкин и другие авторы использовали эту работу в своих книгах и статьях. За рубежом есть свой «Бутурлин» — сэр Джеральд Бёррард (Gerald Burrard). Его классическая книга «Современное ружьё» (The Modern Shotgun) выдержала более 10-ти изданий в Англии и США. Думаю, что именно в работах С.А.Бутурлина и Дж.Бёррарда следует искать правильную и точную ружейную терминологию. *SAAMI (Sporting Arms and Ammunition Manufacturer’s Institute) создан правительством США в 1926 году. Объединяет ведущих американских производителей оружия, боеприпасов и компонентов. Совместно с ANSI (American National Standards Institute) занимается стандартизацией и техническим регулированием в отрасли. 

Классификация ружейных замков.

Как известно, курковые замки делятся на внешнекурковые и внутрикурковые. Другое название внутрикурковых замков – бескурковые не вполне точно, поскольку курки в таких замках конечно есть. Существуют ещё промежуточные, «полукурковые» (semi-hammer) и «полубескурковые» (semi-hammerless) замки. Разница между ними в том, что те и другие взводятся при «переламывании» ружья, но полукурковые замки можно ещё взвести и рукой.

Полукурковый замок (Semi-hammer Lock).

Полубескурковый замок (Semi-hammerless Lock).

Курковый замок в шейку (Hammer Back Action Lock)

Курковый подкладной замок с отбоем (Hammer Bar Action Rebounding Lock)

Внутрикурковые замки бывают на боковых основаниях (Side Lock), «коробчатые» (Box Lock) и на нижней личине (Trigger Plate Lock). Термин «коробчатые» не вполне правильный, поскольку по смыслу точнее — замки, смонтированные внутри ствольной коробки, или замки типа Энсон-Дили (Anson-Deeley).  Как ни странно, классификация самого старого типа замков – на боковых основаниях, вызывает наибольшие затруднения. Между тем, размер боевой пружины и её местоположение относительно курка являются главными классифицирующими признаками таких замков, вне зависимости снаружи или внутри находятся курки. Предоставим слово С.А. Бутурлину. «Подкладной замок» это замок, «…в котором пружина помещена впереди курка, и в ружье она ложится под казённой частью ствола». Уточню, что речь идёт о длинной двупёрой пружине. У Бёррарда такой замок называется «Bar Action Side Lock». Считается, что вырезы в передней части под размещение этого замка ослабляют ствольную коробку, поэтому «подкладные» замки редко применяют в современных штуцерах крупных калибров. Пружину перенесли за курок и получили «обратный» замок или «замок в шейку».

Подкладной замок (Bar Action Side Lock)

Ложноподкладной замок или замок льежского типа (Back Action Side Lock).

Замок на нижней личине (Trigger Plate Lock).

По Бёррарду это один из двух типов «Back Action Side Lock». Считается, что «замок в шейку» ослабляет шейку ложи. Пружину укоротили и получили «ложноподкладной замок» или замок «льежского типа». «Ложноподкладной» потому, что форма его боковой доски полностью повторяет форму боковой доски подкладного замка, но пружины впереди нет. По Бёррарду это другая разновидность «Back Action Side Lock». Замки на нижней личине (Trigger Plate Lock) часто путают с замками типа Энсон-Дили (Box Lock). Между тем, это отдельный тип замка, у которого ударно-спусковой механизм (УСМ) смонтирован на едином (нижнем) основании. История появления и развития ружейных замков на нижней личине требует отдельного рассказа. Скажу только, что вынимаемые руками замки современных спортивных ружей представляют собой нынешний этап эволюции  этого механизма.

О «полных» и «неполных» замках.

Такие уважаемые производители как Хартманн и Вайс иногда добавляют к названию системы Бизли-Пёрдэ слово «полная». Некоторые итальянские производители называют «полными» замки на боковых основаниях. Попытки узнать, почему так, вызывают к жизни разные экзотические версии. Например, про «купцов» из России и желание западных производителей «сделать приятное» таким «купцам». Дескать, в России предел мечтаний — именно «полнозамковое» ружьё. В СССР термин «полный замок» появился после войны как жаргонный у «специалистов околомагазинной торговли». «Узаконен» он был с выходом в 1955 году «Настольной книги охотника-спортсмена».

Полный замок или замок Бизли-Пёрдэ. Фото: hallowellco.com

Очень быстро и прочно термин «полный замок» «вошёл в массы» не только любителей, но и специалистов, несмотря на всю нелепость противопоставления «полных» замков, то есть замков на боковых основаниях, «неполным» замкам, то есть замкам типа Энсона – Дили. Кто-то может сказать, почему и в чём они «неполные»? Если и считать какие-то замки «полными», то это замки типа Бизли – Пёрдэ, во всяком случае, это хоть как-то оправдано «полнотой» работы механизма, вполне согласуется с принципом однозначности определения и особым «статусом» самих замков.

О роли цепочки

Ружейный замок – достаточно простой механизм. Понимание взаимодействия его частей, как правило, не вызывает особых затруднений. Вопросы вызывает одна маленькая деталь под названием «цепочка» или «вертлюг», если перевести с английского слово «swivel». Чтобы понять для чего она нужна, необходимо вспомнить азы механики. Как известно, давление, развиваемое пружиной, зависит от степени сжатия. Если сцепить пружину непосредственно с курком, то момент силы, приводящий курок относительно его оси, будет падать по мере разжимания пружины. Если включить в связь курок – пружина промежуточный элемент – цепочку, то момент силы относительно оси курка увеличится, так как увеличится плечо силы. Это плечо будет максимально в момент удара курка по бойку (капсулю) и минимально в момент полного взвода курка. Кроме того, цепочка позволяет согласовать траектории движения курка и пера пружины.

Интерцепторы.

Как уже не раз бывало, английское «Intersepting Safety» («перехватывающий предохранитель») мы сократили до «интерцептора». Интерцептор может перехватывать курок выше оси вращения, в его ударниковой части, а может – ниже той же оси. Во втором случае некоторые специалисты называют такой интерцептор — «Intersepting Sear» (перехватывающее шептало), а само шептало — «Main Sear» (основное шептало).

Об одном распространённом заблуждении.

Классический ружейный замок прост, как может быть проста любая механическая система, состоящая из взаимодействующих рычагов. Тем не менее, даже такой простой механизм сопровождают заблуждения. Одно из них, пришедшее из «глубины веков» и бездумно тиражируемое, говорит о том, что в «правильно построенном» замке все оси подвижных частей должны находиться на одной окружности. Искушения использовать это наукообразное высказывание в маркетинговых целях не избежала даже уважаемая фирма Зауэр. В своём каталоге 2006 года, рекламируя «реинкарнацию» Meisterwerkflinte, она поведала нам о некоем «принципе Таласа», согласно которому «соотношение рычагов оружейного замка оптимально, когда оси всех подвижных частей лежат на одной окружности».

Страница из каталога компании Зауэр.

На рисунке из каталога мы видим окружность, проведённую через оси курка, шептала и интерцептора (в данном случае – перехватывающего шептала). Никаких других «подвижных частей» в замке нет. Между тем, любой школьник знает, что через 3 точки, не лежащие на одной прямой, всегда можно провести окружность. Другими словами оси курка, шептала и интерцептора всегда будут лежать на какой-то окружности. Это обстоятельство вытекает из законов геометрии, и с ним никак не связано «оптимальное соотношение рычагов». «Принцип Таласа» есть неверно интерпретированная теорема древнегреческого философа и геометра Талеса Милетского (у нас его называют Фалесом), согласно которой вписанный в окружность угол всегда прямой, если он опирается на диаметр этой окружности. Применительно к ружейному замку это означает: прямой (90 ͦ) угол зацепа между курком и шепталом обеспечивается, когда центр осей курка, шептала и сам зацеп находятся на одной окружности, а прямая, соединяющая центры осей, является её диаметром.

Замки, построенные оптимально с точки зрения теоремы Талеса.

В такой конфигурации вектор силы давления курка на шептало проходит через центр его оси, не создавая никакого момента, то есть шептало находится в «мёртвой» точке. Полагаю, только в этом может заключаться смысл определения «оптимальный» применительно к ружейному замку в связи c теоремой Талеса. Для обеспечения надёжного запирания у реальных конструкций угол зацепа верхнего шептала всегда меньше 90 ͦ , а нижнего шептала, наоборот, больше.

Замок компании WR «неоптимален», но, тем не менее, прекрасно работает.

Страница в каталоге с «принципом Таласа» озаглавлена «Возвращение мифа». Ну что ж, вернуть старый миф об «оптимальном» замке компании Зауэр,  по-моему, вполне удалось.

Глоссарий.

КУРОК (tumbler) – часть куркового замка, обеспечивающая ударное воздействие на капсуль патрона или боёк;
ШЕПТАЛО (sear) — часть замка, запирающая курок в курковых замках или боёк в ударниковых замках;
ЛОДЫЖКА – рычаг, запираемый шепталом, соосный с курком;
ЦЕПОЧКА (swivel) – вертлюг (шарнир) между главной пружиной и курком;
ЛИЧИНКА (bridle) – пластина, соединяющая детали замка;
ИНТЕРЦЕПТОР (intercepting safety) – рычаг, перехватывающий курок в случае непреднамеренного срыва шептала с курка ;
УДАРНИКОВЫЙ ЗАМОК — замок ударного действия, в механизме которого полностью отсутствует курок;
КУРКОВЫЙ ЗАМОК — замок ударного действия, осуществляемого с помощью курка;
ВНЕШНЕКУРКОВЫЙ ЗАМОК (hammer lock) — курковый замок, в котором курок находятся на внешней стороне ствольной коробки;
ВНУТРИКУРКОВЫЙ ЗАМОК (hammerless lock) — курковый замок в котором курок находятся внутри ружья;
ЗАМОК ТИПА ЭНСОН-ДИЛИ или БОКСЛОК (boxlock) – замок, механизм которого смонтирован внутри ствольной коробки;
ЗАМОК НА БОКОВОМ ОСНОВАНИИ (side lock) – замок , механизм которого смонтирован на боковом основании;
ЗАМОК НА НИЖНЕЙ ЛИЧИНЕ (trigger plate lock) – замок, механизм которого смонтирован на нижней личине;
ДРОПЛОК (droplock) – замок Дили — Тейлора, вынимаемый руками, разновидность замка Энсон — Дили;
ЗАМОК ВЫНИМАЕМЫЙ РУКАМИ (hand-detachable lock) – замок, вынимаемый без помощи инструмента;
ПОДКЛАДНОЙ ЗАМОК (bar action side lock) – замок на боковом основании, у которого боевая пружина находится впереди курка;
ОБРАТНЫЙ ЗАМОК или ЗАМОК В ШЕЙКУ (back action side lock) – замок на боковом основании, у которого длинная пружина находится позади курка (старая конструкция);
ЛОЖНОПОДКЛАДНОЙ ЗАМОК ИЛИ ЗАМОК ЛЬЕЖСКОГО ТИПА (back action side lock) – замок на боковом основании, у которого укороченная пружина находится позади курка, а форма бокового основания такая же как у подкладного замка;
ВОЗВРАТНЫЙ ЗАМОК (rebound lock) – замок, у которого под действием боевой пружины курок после выстрела отходит назад и становится на предохранительный взвод;
ПОЛНЫЙ ЗАМОК – «самооткрывающийся» замок типа Бизли –Пёрдэ.