Классификация пневматики в зависимости от принципа действия.

Пневматическое оружие бывает разное по конструкции, предназначению, качеству деталей и, соответственно, цене. Но главный признак различия это —  принцип действия оружия.

Развитие пружинно-поршневой схемы

Наиболее распространенной схемой является пружинно-поршневая.

Пружинно-поршневая схема известна по воздушным детским пистолетам. Выстрел происходит за счет распрямления пружины, которая после того, как будет нажат спусковой крючок, давлением выталкивает вперед поршень. Разгоняясь, воздух задает пуле скорость намного больше, чем скорость движения поршня. Скорость пули напрямую зависит от силы пружины, веса поршня, утечки воздуха, объема и диаметра воздушного цилиндра.

История этого вида схемы начинается с образца метательного приспособления «аэротрон», которая была создана александрийским механиком Ктесибием (приблизительно 150 год до н. э).

В Музее истории искусств в Вене находится пневматическое ружье, которое было изготовленное в Германии приблизительно в 1590 году, по внешним данным схожее с ружьем с колесцовым замком, но спусковой курок является рычагом взведения поршня, который двигается внутри воздушной камеры.

Популяризации этой схемы поспособствовал Генри Маркус Квакенбуш (Hanry Marcus Quakenbush). Он создал свою компанию в качестве производителя оружия в Америке в 1871 году, благодаря чему довольно быстро стали популярными его  весьма простые и недорогие пневматические винтовки.  

Именно он помог стать известным взведение поршня качающимся стволом, которое распространенное в современном мире пневматического оружия.

По такой схеме созданы и  винтовки советские Иж-22 и Иж-38 (по системе, разработанной Прошутиным и Климовым). Для массового спорта по стрельбе также широко использовались пистолеты по этой же схеме – Иж-40 и Иж-53. Из зарубежных необходимо отметить германские винтовки «Диана» (Diana) –  модели 24, 38 и 45, а также «Диана» (Diana) LP3, LP5 и 6, пистолеты «Марксмэн 17» (Marksman, Америка) и другие.

В значительные достоинства этой схемы можно отнести простоту устройства, недорогую стоимость, и неприхотливость оружия к пулям, а также то, что для выстрела необходимо сравнительно легкое усилие. Самым ощутимым недостатком является то, что шарнирное крепление довольно таки неустойчивое, со временем износа механизма ухудшается обтюрация, а вместе с ней и точность, кучность выстрела.

Для решения этой проблемы были разработаны более современные модели, с неподвижным стволом и поршня взводится отдельным рычагом, который располагается сбоку или сверху, для того, чтобы не мешать стрелять с упора. С такой схемой производят оружие популярные американские производители — компании «Кросмэн» (Crosman) и «Дэйзи» (Daisy). Из отечественных продуктов можно назвать однозарядную винтовку Иж-60 (спроектированную В.А. Стерховым, В.Л. Черепановым, Г.А. Романовым) и магазинную Иж-61, в обеих моделях боковой рычаг. В этих моделях поршень с цилиндром размещен в прикладе.

Для заряда оружия с неподвижным стволом, пуля помещается в приемник, оттуда она продвигается в патронник. Если «помять» свинцовую пулю, то можно ухудшить этим ее баллистику.

Общий минус пружинно-поршневой схемы то, что центр тяжести оружия при совершении выстрела смещается. Чтобы это уменьшить в спортивном оружии, которое требует высокой точности, применяют некую «сбалансированную» схему с противовесом, который двигается навстречу поршню.

Немецкая фирма «Фейнверкбау» (Feinwerkbau) разработала серию винтовок модели 300. В них  ствольная коробка и ствол не связаные с рамкой жестко, а передвигаются по стержневым направляющим. После того, как поршень отойдет, специальная деталь в спусковом механизме освобождает стольную коробку и сам ствол, которые под воздействием боевой пружины отодвигаются назад, почти не меняя положения центра двигающихся частей оружия. Это схема делает отдачу практически  не ощутимой. Также в этих винтовках привлекательна их простота заряжания.

Винтовка «Фейнверкбау» (Feinwerkbau) 300S считается золотым стандартом 10-ти метровых винтовок.  Одной из особенностей этого оружия является то, что у него отсутствует обычный уплотнитель поршня. Вместо традиционной детали, здесь используется металлическое кольцо. Также стоит заметить еще одно наблюдение —  винтовка должна разогреться перед тем, как начнет стрелять со стабильной скоростью. Вспомните, автомобильные поршневые двигатели, которые  должны быть разогреты в течение нескольких минут, чтобы затем ехать так, как должны.  Так вот и FWB 300S тоже нуждается в такой же «разминке». После совершения 9-10 выстрелов, винтовка стреляет стабильно в среднем 658 кадров в секунду.

Компрессионный тип оружия

Еще один тип, отличающийся по принципу действия от предыдущего, — компрессионный. Здесь тоже есть поршень, и тоже стрелку надо потянуть за рычаг, но уже для того, чтоб создалось в компрессионной камере требуемое для выстрела рабочее давление, а не затем, чтобы взвести пружину.

Оружие компрессионного типа, насколько известно, является самым древним, так как его предком есть не что иное, как духовая трубка. В ней роль насоса выполняют легкие, а роль компрессионной камеры — полость рта.

В мировой практике обычно компрессионное оружие делят на три класса: одноразовое, многоразовое и предварительной накачки. Но у нас до недавнего времени выпускалась  только пневматика первого типа, и распространился общий термин «компрессионное оружие».

Основным плюсом компрессионного оружия следует назвать то, что при совершении выстрела движутся только пуля  и воздух, это сказывается хорошо на меткости стрельбы. А основные минусы — это высокое давление камеры и несколько значимая нагрузка на уплотнительные элементы. Поэтому для того, чтобы облегчить открытие клапана, который работает под давлением, надо вводить ударник. Ударник взводится при заряжании и бьет по клапану после спуска.

Например, пистолет «Кросмэн» (Crosman 1377 American Classic) развивает начальную скорость пули за 3 хода компрессора в 101 м/с, за 10 ходов — 149 м/с. Но может случиться и такое, что накачав несколькими быстрыми движениями камеру, давление получится несколько меньше, чем ожидал стрелок. Это может произойти из-за того, что при накачке камера нагревается, а когда охлаждается, теряет часть необходимого давления еще до совершения первого выстрела.

Существует несколько типов компрессионной схемы. Рассмотрим схему с взведением за один ход. В правилах Международного стрелкового союза указано, что для соревнований применяется исключительно оружие с такой схемой.

По принципу работы этой схемы разработаны винтовки Иж-32 и Иж-32БК, и еще пистолеты Иж-33 и Иж-46 и пистолет МЦ52-1.

В МЦ372, винтовке с однократной накачкой, реализовано довольно умное решение — когда рычаг впервые движется вперед, стрелок должен сжать пружину, также и при движении назад сила пружины дополняется его усилием. То есть вместо 8 кг за один раз последовательно прикладываются усилия стрелком, в два и шесть килограмм. Но, к сожалению, популярности эта модель не обрела, как впрочем, и МЦ371.

За границей компрессионное оружие высокого качества делают фирмы «Вальтер» (Walther), «Аншютц» (Anschutz, Германия), «Штайр—Маннлихер» (Steyr-Mannlicher, Австрия), «Хэммерли» (Hammerli, Швейцария), «Кросмэн» (Crosman, Америка).

Здесь накачка происходит от движения цевья. Как известно, огнестрельное оружие, которое перезаряжается движением цевья, называют «помповым». Этот термин приобретает буквальное значение в пневматическом оружии.

Следует вспомнить об еще одной схеме — «с предварительной накачкой». Это тоже схема далеко не новая. Еще в далеком 1607 году, в Париже была издана книга по артиллерии, где вспоминается пневматическое оружие «Марин ле Буржо» — с отдельным баллоном со сжатым воздухом. По этому же принципу была создана и винтовка магазинная «Бартоломео Жирандони». «Бартоломео Жирандони» (Bartolomeo Girandoni), которая  состояла в 1790- 1815 годах на вооружении австрийских пограничных страж. В истории говорится, что это оружие, которое стреляло без дыма, без огня и почти неслышно на 100—150 шагов, очень сильно испугало французов, и тогда Наполеон выдал приказ казнить на месте всех стрелков с этим оружием в руках.

Этот факт остался в истории компрессионного оружия. А в XX веке оружие с предварительной накачкой возродилось уже как спортивное и охотничье, и больше не порождало подобных последствий.

Газобаллонное оружие

Компрессионному оружию с предварительной накачкой близко газобаллонное оружие. Различаются эти типы оружия тем, что вместо воздуха  в газобаллонном используется СО2 — жидкая двуокись углерода, которая заправляется в баллон под давлением.

Первой моделью, разработанной с таким принципом действия, было оружие Поля Жиффара, Франция, 1889 год.

На сегодняшний день в оружии массового производства газобаллонную схему используют такие знаменитые фирмы Америки, как «Кросмэн» (Crosman) и «Дэйзи» (Daisy). Также по этой схеме разработаны европейские пистолеты Фeйнверкбау (Feinwerkbau) С55, Штайр Маннлихер (Steyr-Mannlicher), Вальтер (Walther) LPM-1.

Достоинства:

- Этот тип оружия достаточно не прихотлив в обращении и не требует большой физической силы для заряжания. Кстати, именно поэтому газобаллонные пистолеты широко используются в спорте у  стрелков женщин.

- Углекислый газ, который используется в этом оружии, химически неактивный, без запаха и безопасный для здоровья; Углекислый газ дешевый и  доступный.

- У оружия практически нет движущихся при выстреле частей.

Основным недостатком является то, что начальная скорость пули зависит от термодинамических характеристик углекислоты, которые, в свою очередь, зависят от температуры окружающей среды.

Принцип действия:

Прикрепляется баллон с углекислотой непосредственно к оружию.  Углекислота постепенно испаряется и вырабатывается сжатый углекислый газ высокого постоянного давления.

Когда происходит нажатие на спуск, боек ударяет по клапану — дозатору, и открывает его на некоторое время. Затем углекислый газ расширяется и выталкивает из ствола пулю. В некоторых образцах находятся знаменитые по бытовым сифонам 8-ми граммовые баллоны с углекислотой, (они позволяют, как правило, сделать не больше 50 выстрелов) или 12-ти граммовые, которые предназначены именно для такого типа оружия.

Можно встретить и более емкие баллоны, которые можно переснаряжать. Например, в российском пистолете для спорта МЦ54-3 стандартная емкость, которая позволяла совершить 150 выстрелов, а потом — уже увеличенная на 250 выстрелов или могли использоваться два баллончика  по 8 грамм — до 80 выстрелов.  В модели 480 «Хэммерли» (Hammerli, Швейцария) используется баллон большого давления, также в конструкции присутствует камера-редуктор с промежуточной камерой.

Запасы газа в баллонах позволяют использовать его и для перезаряда. Так, например, в винтовке МЦ66 благодаря давлению углекислого газа выбрасывается пуля, и прокручивается 10-ти зарядный барабан, можно сказать, — автоматика с «газовым двигателем».

Пневматическое оружие может быть с гладким или нарезным стволом. Гладкий ствол обычно характерный для оружия «развлекательного» назначения. В оружии для охоты и спорта обычно используется нарезной ствол.

Многозарядные образцы могут иметь магазины различных схем. Например, это может быть подпружиненный подаватель с трубкой, в которую засыпаются круглые пули или куда размещаются пули-колпачки «головкой к юбке», барабан, кассета,  шнек (примером, Дэйзи (Daisy) 2001 Пауэр Лайн). Но если калибры малые, то  даже барабаны с большой емкостью укладываются в небольшие размеры, к примеру, Иж-67, Иж-671 Корнет или известный американский «Кросмэн» (Crosman) 1008 «Рипит Эйр» с подачей барабанной  внешне чем-то напоминают пистолеты самозарядные. Также возможна и подача под весом самих пуль — например, как в «Дэйзи» (Daisy) модели 1700. Но, в основном, специалисты считают гравитационную подачу плохим решением.

Пневмопатроны — еще пока встречаются редко. В гильзе унитарного патрона, который вставляется в магазин, в камору барабана или вкладывается в ствол ружья (эйр картридж), размещаются пуля и клапан, под давлением заряд газа (воздуха). Патроны  ускоряют процесс загрузки и дают больше скорости. Для произведения тренировок с боевым оружием фирмы Сэксби-Палмер, Брокок и Куно Мельхер разработали такие патроны различных калибров.

В наше время, вся техника проходит этап развития, и пневматическое оружие не исключение. И в «пневматике» прижился модульный принцип. Вот, например, Ижевский МР-651К газобаллонный пистолет — некая модификация «Корнета», так как он благодаря набору узлов может переделываться в винтовку, и благодаря сменным барабанам может приспосабливаться под разные типы пуль. И, наоборот, такое мощное компрессионное оружие, как Кросмэн (Crosman 1389 BackPacker) может превратиться в «охотничий пистолет», стоит лишь заменить приклад пистолетной рукояткой.