01
Десята частка секунди, і все спочатку
Перед вами газовідвідний автомат. Цю модель зроблено за зразком АКМ, модернізованого автомата Калашникова. Автомат завдовжки 880 мм, а з порожнім магазином важить 3,1 кг. Його головна хитрість у тому, що він перезаряджається сам. Після кожного пострілу автомат викидає стріляну гільзу, досилає новий патрон і знову замикає затвор. А за всю цю роботу він платить невеликою часткою гарячого газу з кожного пострілу.
Модель показує один постріл у режимі автоматичного вогню, від одного удару курка до наступного. Курок б’є по ударнику, і маленьке полум’я підпалює порох. Порох згоряє й перетворюється на гарячий газ, який жене кулю стволом. Подмух цього газу відкидає назад поршень, а разом із ним рушає затворна рама. Потім пружина повертає все вперед, уже з новим патроном, і автомат готовий до наступного пострілу.
Увесь цикл триває близько 100 мс, тобто десяту частку секунди. У такому темпі механізм міг би спрацьовувати приблизно 600 разів за хвилину. Це число показує, як швидко рухаються деталі. Воно не означає, що хтось справді робить стільки пострілів за хвилину. У магазині лише 30 патронів. Спочатку відтворення дуже сповільнене. Перетягуйте шкалу часу, щоб пройти постріл крок за кроком, або натисніть кнопку, щоб одразу перейти до потрібної миті. Стежте за рукояткою перезаряджання на правому боці: вона рухається з кожним пострілом.
Дещо тут спрощено. Усередині автомата модель показує лише ті деталі, які важливі для цієї історії. Жодне джерело не каже точно, скільки триває рух курка чи хід рами назад і вперед, тож тут модель спирається на виважені припущення. Показники відлічують час за годинником моделі. Тому джерела підтверджують лише два його проміжки: увесь цикл і шлях кулі в стволі, що триває близько мілісекунди. Увімкніть розріз, щоб зазирнути всередину.
02
Маленьке полум’я і багато газу
Усе починається з патрона. Він завдовжки 56 мм, важить 16,2 г і містить усе, що потрібно для одного пострілу. Гільза завдовжки близько 39 мм, а всередині неї 1,6 г пороху. Посередині її денця сидить капсуль, маленький латунний ковпачок. А спереду у відкритий кінець гільзи запресовано кулю. Вона важить 7,9 г і має сталеве осердя.
Постріл починається тоді, коли ударник розбиває капсуль. З капсуля виривається маленьке полум’я. Через два крихітні отвори воно проходить у гільзу й підпалює порох. Порох не вибухає. Він горить, просто дуже швидко, і перетворюється на величезну кількість гарячого газу.
Цей газ замкнений у дуже тісному просторі, тому його тиск швидко зростає. Газ тисне на всі боки, але піддатися може тільки куля, тож незабаром вона рушає з місця. А тиск усе одно росте й сягає близько 275 МПа. Це приблизно в 2 700 разів більше за тиск повітря довкола вас. Інакше кажучи, на кожен квадратний сантиметр тисне вага близько 2 800 кг.
Пік настає рано, коли куля пройшла лише від 4 до 6 см. Відтоді простір за кулею зростає швидше, ніж порох устигає його заповнювати, і тиск починає падати. Натискайте кнопки, щоб побачити удар курка, перший рух кулі й мить найвищого тиску.
03
Чому затвор не відлітає назад
Позаду патрона вишикувалися в ряд деталі, що запускають постріл. Курок під дією своєї пружини різко кидається вперед і б’є по задньому кінцю ударника. Ударник вільно лежить усередині затвора, тож від удару він проскакує вперед і кінчиком врізається в капсуль. Саме цей удар ви бачили в попередньому розділі.
А тепер згадайте той тиск. Той самий тиск, що штовхає кулю вперед, тисне й на гільзу назад, тож щось мусить утримати гільзу на місці. Це робота затвора. Спереду в нього два бойові виступи. Перед кожним пострілом затвор повертається, і виступи заходять у два пази сталевого блока. Цей блок стоїть там, де ствол з’єднується зі ствольною коробкою, і називається вкладишем ствольної коробки. Поки виступи в пазах, затвор не може рушити назад.
На правому боці автомата є перемикач режимів вогню. У нього три положення, згори донизу: запобіжник, автоматичний вогонь і одиночний вогонь. Запобіжник блокує спусковий гачок. В одиночному режимі кожне натискання й відпускання гачка дає один постріл. А в автоматичному режимі стрільба триває, доки гачок натиснутий. Перемикач стоїть саме на тому боці, який прибирає розріз, тож вимкніть розріз, щоб його побачити.
Ця модель працює в режимі автоматичного вогню, і тут за порядком стежить ще одна деталь: автоспуск. Він утримує зведений курок і відпускає його лише тоді, коли затвор замкнувся, а затворна рама повністю дійшла вперед. Потім, поки тиск високий, затвор лишається замкненим. Він повертається й відмикається лише після того, як куля залишила ствол. Натискайте кнопки, щоб побачити удар курка, перший рух кулі й відмикання затвора.
04
Близько мілісекунди в стволі
Ствол завдовжки 415 мм, і куля проходить його приблизно за 1 мілісекунду, тобто тисячну частку секунди. Це надто швидко для ока, тому шкала часу розтягує для вас цю частину пострілу. Тягніть повзунок, щоб вести кулю вздовж ствола, і стежте, як змінюються її швидкість і тиск позаду неї.
Найсильніший поштовх куля отримує на початку шляху. Тиск сягає піку на перших кількох сантиметрах, а потім спадає, але газ і далі штовхає кулю вздовж усього ствола. Біля дула куля мчить зі швидкістю близько 715 м/с. Це приблизно вдвічі швидше за звук і приблизно в 26 разів швидше за автомобіль на швидкості 100 км/год.
Усередині ствол не гладкий. Чотири гвинтові канавки, нарізи, закручуються вправо й роблять повний оберт на кожні 240 мм. Вони захоплюють кулю й змушують її обертатися. Поки куля проходить ствол, вона встигає обернутися приблизно півтора раза, а біля дула робить близько 3 000 обертів за секунду.
Кулі дістається лише частина енергії пороху, приблизно від чверті до третини. Дещо йде на нагрівання ствола й гільзи, а дещо на те, щоб утиснути кулю в нарізи. Близько 40 % забирає з собою гарячий газ, який виривається з дула слідом за кулею. Але ще до того, як куля вилетить, автомат позичає трохи цього газу для себе. Як саме, розповідає наступний розділ.
05
Подмух газу, що перезаряджає зброю
Біля дула є маленький похилий отвір, що веде зі ствола вгору, у газову камеру. Це газовідвідний отвір. Поки куля ще позаду нього, тут нічого не відбувається. І тільки коли куля проскакує повз отвір, гарячий газ кидається крізь нього вгору. Там, у газовій камері, на газ уже чекає поршень.
Поршень сидить на передньому кінці довгого штока. Шток закріплений на затворній рамі. Це видовжена деталь, яка ковзає поверх затвора. Тож коли газ відкидає поршень назад, разом із ним рушають шток, затворна рама й рукоятка перезаряджання. Ось чому рукоятка рухається з кожним пострілом. Поштовх короткий. Уже за мить куля вилітає з дула, тиск падає, а відпрацьований газ виходить назовні крізь невеликі отвори. Але рама вже в русі, і решту шляху назад вона проходить сама, за інерцією.
Затворна рама повертає затвор не відразу. Перші кілька міліметрів вона ковзає назад сама, а затвор лишається замкненим. Потім фігурний виріз усередині рами захоплює виступ угорі затвора й повертає затвор приблизно на десяту частку оберту. Бойові виступи виходять зі своїх пазів, і тепер затвор може рушити слідом за рамою. На той час куля вже залишила ствол.
А тепер спробуйте перекрити газовідвідний отвір. Постріл відбувається як завжди, і куля так само вилітає зі ствола. Але газ не доходить до поршня, тож нічого не рухається. Стріляна гільза лишається в патроннику, і після одного пострілу автомат замовкає. Щоб дослати наступний патрон, рукоятку перезаряджання довелося б відтягнути вручну. Коли отвір відкритий, цю роботу за вас робить маленький подмух газу.
06
Стріляну гільзу геть, новий патрон на місце
Рухаючись назад, затворна рама тягне за собою затвор, а затвор витягає стріляну гільзу з патронника. Маленький підпружинений зачіп на затворі, викидач, тримає гільзу за канавку довкола денця. Дорогою гільза наштовхується на відбивач, нерухомий виступ усередині ствольної коробки. Відбивач б’є в лівий бік гільзи, тож вона розвертається навколо зачепа й вилітає у вікно праворуч.
На шляху назад рама встигає зробити ще дві справи. Вона відтискає курок назад і зводить його для наступного пострілу, а ще стискає зворотну пружину. Пружина зупиняє раму, а потім кидає її вперед. Тим часом пружина в магазині піднімає наступний патрон, і той упирається в загнуті краї магазина вгорі. Магазин уміщує 30 патронів. Вони лежать двома рядами в шаховому порядку, і вся робота магазина в тому, щоб їх піднімати.
Рухаючись уперед, затвор захоплює верхній патрон, виштовхує його з магазина й досилає в патронник. Зачіп викидача заскакує в канавку нової гільзи. Потім затвор повертається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися ззаду, і його бойові виступи знову заходять у свої пази. Автоспуск відпускає курок, але спершу той натрапляє на сповільнювач курка. Сповільнювач на мить притримує його, щоб автомат устиг заспокоїтися після того, як рама з розгону вдарилася в упор. І тоді починається наступний постріл.
Увесь шлях рами назад і вперед забирає близько 100 мс. Кліпання ока триває від 100 до 400 мс, тож один цикл займає приблизно стільки ж часу, скільки найшвидше кліпання. Кожен постріл ще й штовхає автомат назад: це віддача. Якби його ніщо не тримало, заряджений автомат відлітав би назад зі швидкістю близько 2 м/с. Приблизно від чверті до третини цього поштовху дає газ, що виривається з дула. Приклад опущено нижче осі ствола, тож віддача ще й трохи підкидає дуло. Натискайте кнопки, щоб порівняти один цикл зі знайомими речами.
One cycle lasts about as long as the quickest blink.