Hybridní systém automatiky

Autor : Jiří Fencl 🕔12.02.2015 📕3.812

Úvodem AR-15

Stonerův princip přímého působení prachových plynů odvedených z vývrtu hlavně trubičkou na závěr a široce rozšířený u zbraní typu AR-15/M16/M4 a všech jejich (často důmyslně modernizovaných) napodobenin je všeobecně známý a léty prověřený. Přesto má, jak jinak, kromě výhod také řadu nevýhod.


Karabiny M4A1 v akci

A co vlastně Stonera přimělo systém vymyslet? – Důvodem byla snaha nahradit ve vietnamské válce těžké a v džungli nesnadno ovladatelné, dlouhé a těžké pušky Garand lehkou zbraní s řadou dílů ze slitin hliníku a plastů, která měla podle zadání plavat na vodě. S tím pak souvisela i volba slabšího, menšího a lehčího náboje 5,56 × 45 mm (223 Rem), který jinak spadá výkonem spíše do oblasti lovu malé a střední zvěře. A nová, maximálně odlehčená zbraň bez plynového pístu a pístnice a s jednoduchou pažbou z pěnového plastu pak na vodě skutečně plavala.

Výhody systému AR-15

Zbraň nemá plynový píst ani pístnici, je tedy o jejich hmotnost lehčí a při výstřelu není ovlivňována zákluzem jejich setrvačných hmot. Plyny jsou vedeny trubičkou přímo do dutiny závěru, kde působí v ose hlavně (bez klopných momentů) jednak na zadní plochu závorníku, který dotlačují k hlavni, jednak na dno dutiny nosiče, jejž uvádějí do pohybu vzad. Pohybem nosiče dochází spoluprácí příčného čepu a tvarové drážky k pootočení závorníku a jeho odemčení.


Částečný podélný řez mechanizmem karabiny M4A1; nad hlavní je dobře vidět plynová trubice

Stlačitelným okolním vzduchem (plyny) naplněný plynový systém působí pro přiváděné plyny jako nárazník, tlumící při přerušovaném vtoku vysoce stlačených plynů odpovídající náraz a příznivě ovlivňující průběh tlaku, což se projevuje měkkou funkční charakteristikou. Proto nastává pohyb závěru, až když plyny plně zaplaví přívodní trubici i válcovou dutinu nosiče. Tedy s určitým časovým zpožděním po výstřelu. Odsunutí nosiče závorníku, a tím vytažení závorníku z nosiče v průběhu odemykání závěru se děje přímým působením prachových plynů v ose součástí a bez klopných momentů, tedy bez přídavného namáhání závorníku.

Nevýhody systému AR-15

Přes své podstatné výhody má Stonerův princip také řadu nevýhod, které jeho použití na určitých formách provedení a rážích omezují. Horké prachové plyny včetně zbytků hoření jsou zavedeny přímo do dutiny nosiče a následně i do pouzdra závěru, které jednak vyhřívají na vysokou teplotu, jednak silně znečišťují (viz na zbraních dodatečně aplikovaný ruční doražeč závěru do přední polohy). Navíc mohou v závislosti na výrobních tolerancích unikat výřezem pro napínací táhlo závěru a výhozním okénkem a obtěžovat střelce. Plynový systém ke všemu závisí na v potřebném časovém úseku přivedeném množství plynů, souvisejícím se vzdáleností plynového kanálku od ústí hlavně. Z toho pak plyne konstrukční omezení pro zbraně s krátkou hlavní. Kapacita plynového systému je omezena na vhodné ráže; možné není ani využití systému pro nasazení tlumiče hluku výstřelu a výkonově odpovídající redukované munice, protože se tak dostanou pod hranice fungování systému.

Východisko nové koncepce

Slabiny Stonerova principu se sice dají odstranit systémem s pístem s pístnicí, toto řešení ale přímo likviduje jeho přednosti. Systém s krátkým pohybem plynového pístu (short stroke) sice omezuje množství při výstřelu pohyblivých hmot, má ale zase tvrdou funkční charakteristiku. Při náhlém urychlení pístu a pístnice je hlaveň vystavena ohybovému momentu, který vyvolává její kmitání, a negativně tak ovlivňuje precisi střelby; klopnému momentu je vystaven také nosič závorníku (nosič ani závorník ale nejsou vystaveny přímému působení horkých prachových plynů). Podle konfigurace konstrukce může (prý) při využití plynového pístu a pístnice dojít i k předčasnému odemčení závěru, což může negativně ovlivnit bezpečnost funkce.


Karabina M4A1 kompletně rozložená na součástky

Slabá místa obou systémů údajně odstraňuje tuttlingenský konstruktér Peter Lauster (Nobita-TWM), jehož řešení má slučovat přednosti Stonerova principu s výkonovou rezervou principu pístového. Předběžné zkoušky prokázaly, že pak lze se Stonerovým konceptem vyřešit i fungující systém v ráži 9 mm Luger, a to i při různých výrobních modifikacích munice.

Funkční princip hybridu

U Lausterova vynálezu je k plynovému násadci s kanálkem pevně připojen válec s dutým plynovým pístem a dutou tenkou pístnicí. Po výstřelu proudí horké prachové plyny nejdříve vrtáním hybridního pístu a pístnice do standardní dutiny v nosiči závorníku, kde sice klasicky působí na závorník i nosič, nemají ale dostatek energie k tomu, aby uvedly součásti závěru do potřebného funkčního pohybu. Pak se – s určitým malým zpožděním – rozpohybují dutý píst a pístnice, které teprve začnou odsouvat nosič dozadu a odemykat závěr. To údajně vede (při zachování výhodné kinetiky standardní AR-15) k potřebnému zvýšení funkční rezervy. Koncepčně tedy spojuje hybridní systém přímý pohon tlakem plynů s pohonem nepřímým a synchronizuje oba systémy, aby působily společně.

Praktické posouzení

Autor článku v DWJ měl příležitost osobně sledovat vývoj systému a udělat si obraz o jeho vlastnostech a funkci. Předložené praktické řešení je zatím jen funkční model, postavený pro tovární náboje 9 mm Luger, a neodpovídá proto uspořádání sériové zbraně. Pracovní rychlost závěru označil autor za „razantní“, funkční charakteristiku systému pak jako „krajně měkkou a poddajnou“. V průběhu praktických zkoušek se ještě objevily poruchy podávání, které prý povedou k úpravám některých detailů.


Schéma hybridního systému v poloze před výstřelem a poloha součástí in natura.

Hmotnost efektivně se pohybujících hmot závěru (závorník, nosič, tlumič závěru, pístnice a drobné součástky) činila jen 336 g, zatímco u konvenčního systému AR-15/M16 v ráži 223 Rem dosahuje 400–480 g, u modelů AK 47 / AK 74 asi 520 g, a u adaptace AR-15 pro náboj krátkých zbraní 9 mm Luger dokonce těsně přes 600 g. Hybridní píst s hmotností 4 g (včetně pístnice?) se podstatně nepodílí na nárůstu pohyblivých hmot.

Závěrem

A jak vidím nový hybridní systém já? – Bohužel nijak růžově. Jedná se ovšem pouze o můj názor, pochopitelně založený jen na informacích čerpaných z výše uvedeného článku, proto se čtenáři, který se mnou nebude souhlasit, předem omlouvám.


Schéma hybridního systému po odemčení a částečném otevření závěru

Jediným přínosem celého hybridního systému se mi zdá být snad měkčí průběh odemykání a otevírání závěru než u pístového systému, a to především díky tomu, že prakticky okamžitě začne na nosič s dutinou plnou vzduchu (plynů) působit tlak zplodin hoření dalšího výstřelu, přivedených dutou pístnicí (ostatně jako u klasického systému AR-15). Díky následnému pohybu pístu se zde pravděpodobně opravdu dosáhne vůči AR-15 nárůstu hnací energie závěru, jinak ale opět dojde (snad jen k ne tak tvrdému) k rozkmitávání hlavně tlakem plynů na mimoosový válec, píst a pístnici i ke klopnému momentu působícímu na nosič závorníku, jako u klasického systému s pístem. Následně pochopitelně dojde opět k nárazu zakluzujících hmot v zadní poloze. Stejně se ale bohužel zachovají i zásadní nectnosti systému bez pístu: znečišťování dutiny nosiče i těla závorníku plynovými zplodinami i jejich značné tepelné namáhání (k čemuž zde ještě přistoupí znečištění dutiny a tepelné namáhání pístnice). Po stažení nosiče z konce pístnice pak zase vyfouknou plyny z dutin do pouzdra závěru. Navíc se domnívám, že vrtání dlouhého otvoru malého průměru v pístnici podstatně zkomplikuje a prodraží výrobu celého systému, takže přínos celého hybridního řešení se mi zdá být neadekvátní jeho složitosti a nutným nákladům.

TTD Experimentální karabina podle vzoru AR-15

Ráže: 9 mm Luger
Výrobce, vynálezce: Nobita-TWM Tuttlingen, Peter Lauster
Závěr systém: uzamčený závěr s otočným závorníkem
Pohon závěru: tlakem plynů s hybridním systémem
Hmotnost závěru: 336 g (skupina závěru, sestávající ze závorníku, nosiče,
pístnice a drobných dílů – 308 g, tlumič závěru – 28 g
)
Délka hlavně: 425 mm
Prázdná hmotnost zbraně: 2,8 kg (se zásobníkem, bez předpažbí)
Zdroje: GUN 3/2002; Pazdera, D., Packan, P.: Karabina HK 416. SR 7/2007, s. 16–19; Seremek, A., El Tawil, P.: Zweigleisig. DWJ 10/2011, s. 96–99

Uveřejněno s laskavým svolením autora.
Vyšlo v časopise Military revue 6/2012 vydavatelství Naše Vojsko.

Autor : Jiří Fencl 🕔12.02.2015 📕3.812

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře