В продолжении ранее опубликованному материалу

Часть 1. Из опыта эксплуатации...

Два полных охотничьих сезона позволили основательно проверить работоспособность механизма и его эксплуатационные свойства.

В реальной охоте произведено 924+-50 выстрелов. Заряжание производилось за 2-3 приёма - чаще за 3, поэтому число фиксаций гарпуна можно принять ~3000. Усилие на гарпуне до 36 кГ...

Эксцентриковый ФЗСМ (фрикционный запорно-спусковой механизм) работал надёжно - случаев нештатной работы не было. В первом сезоне были проблемки, носившие объективный характер, связанные с ослаблением пружин из-за коррозии.

Во второй сезон все пружинки были заменены на нержавеющие и механизм работал беспроблемно…

Рис.1.15. Общий вид механизма со снятым кожухом в конце второго сезона.

Видимых изменений не наблюдается.

Рис.1.16.

Произошла нагартовка места контакта с гарпуном и накатаная «дорожка» перестала расти. Максимальная глубина накатки ~0,2 мм.

На гарпуне нет видимых следов-отпечатков... Следующий сезон можно продолжать эксплуатировать ружьё без каких-либо дополнительных работ.

Достаточно интенсивная эксплуатация подтвердила, что ружьё с ФЗСМ обладает набором положительных свойств, которым не обладают ружья с другими типами ЗСМ.

С точки зрения повышения безопасности, ФЗСМ позволяет:

а) В любой момент остановить заряжание, отпустить гарпун и он останется на месте. Нет необходимости собирать силы и делать одномоментный «рывок» на полную длину гарпуна.

Уменьшается опасность изгиба или поломки гарпуна от потери устойчивости.

б) Не нажимать при заряжании на спусковой крючок, что облегчает процесс.

в) Заряжать, загоняя гарпун одновременно двумя руками, что может значительно увеличить усилие заряжания без дополнительной нагрузки на мышцы.

г) Производить заряжание короткими ходами, что легче и руки напрягается гораздо меньше, т.к. могут находиться в оптимально согнутом, наиболее удобном положении.

Создаётся ощущение «слабоватой накачки»… Это, вместе с п.п. «б» и «в», выливается в «непроизвольное» желание подкачать - в итоге, приводит к увеличению энергии выстрела. Например, для описываемого ружья, за счёт применения ФЗСМ, «стандартная» закачка возросла с 20 до 30 кГ…

Этот же момент отмечали все охотники, использующие ружья с ФЗСМ этой схемы.

д) Обойтись в конце хода заряжания без дополнительного усилия для постановки на взвод – его, просто, нет.

е) Использовать гарпун без проточки под зацеп, которая является одной из частых причин травматизма.

ж) При заряжании убрать руку с "линии огня". Заряжалка превращается в простейшую конструкцию в виде пластинки с боковым вырезом (или что-то подобное).  

Для заряжания использовалась доработанная титановая заряжалка, аналогичная описанной в книге Виноградова В.И., с дополнительным боковым вырезом

Рис.1.17.

Она заводится на гарпун сбоку и за счёт несимметричного приложения силы «закусывает» гарпун.

Даже, если она соскользнёт, то гарпун останется в надульнике на месте…

Такой способ заряжания даёт возможность без опаски заряжать относительно тонкие гарпуны с очень большими усилиями. При этом, заряжание, вполне, безопасно.

Выглядит процесс так

Такой способ заряжания и есть одно из основных преимуществ использования ФЗСМ.

Длина гарпуна не ограничена длиной рук.

Кроме того:

з) При износе эксцентрика или других элементов, механизм имеет возможность самостоятельно это компенсировать, подстраивая угол установки эксцентрика – он повернётся дальше, подставив не изношенную часть.

Причём, при износе удерживающая сила и надёжность фиксации возрастают!! Одновременно увеличивается усилие на СК - это может являться признаком износа и сигналом к проведению ревизии механизма.

и) В механизме нет высоконагруженных изнашиваемых зубцов, выступов, рабочих кромок и т.п.

к) В заряженном состоянии гарпун надёжно удерживается в стволе от выпадения и поворота, что важно, например, при использовании многозубов.

л) Механизм находится снаружи (не в ресивере) и легкодоступен для осмотров и своевременного ремонта...

м) Поршень, в виду отсутствия надобности в заднем зацепе и системы фиксации хвостовика, может иметь минимальные размеры и массу (меньше, чем у «клапанников»), что облегчает задачу по его демпфированию.

Часть 2. Ружьё из Литвы.

Подводный охотник из Литвы vladimir5225 сделал несколько ружей с эксцентриковым ФЗСМ.

Рис.2.1. Его первый механизм под ресивер Ф40 со снятым кожухом

Рис.2.2. Второе его ружьё в ресивере Ф32 с ФЗСМ и "отсечкой ствола" под гарпун Ф8.

Для проверки надёжности и безопасности, он предпринял попытки сделать "самострел" воздействуя на тягу и ружьё различными способами, в том числе ударными. Конструкция обеспечивает высокую "несамострельность", т.к. спусковая тяга блокирована с обеих сторон.

Рис.2.3. ФЗСМ с боков и сверху закрыт кожухом. Он удерживает оси от выпадения, а закрывать механизм снизу нет особой необходимости...

Рис.2.4. Спусковое устройство с полуавтоматическим предвзводом - по работе, аналогично описанному в первой статье.

Рис.2.5. Разобранное.

Рукоятка притягивается к ресиверу при помощи гайки и болта, приваренного к хомуту (нерж. 1 мм) - это позволяет крепить рукоятку в произвольном месте по длине ресивера.

Поршень из капролона с двумя кольцами.

Рис.2.6. Клапанный узел в казённике.

В ружье с ФЗСМ задняя часть ружья свободна от механизмов и позволяет легко встроить систему «отсечки ствола». Установлен простейший клапан, который даёт возможность, не стравливая воздух, снять надульник иили извлечь поршень, например, для замены колец.

Ещё один положительный момент – ружьё можно хранить с не нагруженными поршнем и демпфером, чтобы они от постоянного сдавливания не теряли форму и демпфирующие свойства. Для этого клапан закрывается (перекрывает ствол), производится частичное заряжание и гарпун вынимается. В зависимости от того, насколько было заряжено ружьё, поршень либо слегка упрётся в демпфер, либо останется в промежуточном положении…

Подробнее об «отсечке» ствола здесь

http://apox.ru/blog/Podvodnaya-ohota/7-Oryjeinii-opit/371-Ylychshenie-eksplyatacionnih-svoistv-pnevmaticheskih-ryjei-Chast-1

На этом ружье, впервые, на данном типе ФЗСМ, проверялась возможность использования гарпуна с утолщённым хвостовиком (под «заднюю привязку») - гарпун Ф7 с хвостовиком Ф8. При выстреле спусковой механизм свободно пропускает утолщение гарпуна.

Т.е. ФЗСМ можно использовать с «задней» привязкой.

Часть 3. Беспоршневое ружьё с эксцентриковым ФЗСМ.

  За основу для изготовления «беспоршневого» ружья (БП) с эксцентриковым ФЗСМ был взят комплект деталей коллеги РаСВЕТ из Минска.

Рис.3.1. Схема переделываемого ружья

Для ружья был разработан ФЗСМ с шепталом, расположенным непосредственно в надульнике.

Такое решение позволяет переделать уже имеющееся ружьё и установить на нём ФЗСМ с минимальными переделками - фактически, может быть заменён только надульник.

Рис.3.2. Механизм отличается от описанного выше пружинами и наличием шептала, взаимодействующего непосредственно с качалкой

Рис.3.3. Схема установки пружин и шептала

Система удержания гарпуна осталась без изменений - эксцентрик на поперечной качалке. Вместо пяти пружин, на всём ружье осталось только две: многофункциональная пружина 4 на оси, расположенной сзади оси навески качалки, и пружина шептала 11.

На рис.3.2 механизм в положении заряжено: нижнее плечо пружины давит на эксцентрик, не доставая качалки.

При нажатии на спусковой крючок (СК), тяга 5, своим отогнутым вверх концом, сначала отводит нижнюю поперечную часть пружины 4 от качалки, обеспечивая место для её свободного отхода назад при выстреле. Затем пружина наползает на отогнутую вверх часть шептала 6 и давит на него. Шептало опускается вниз, отпускает качалку и происходит выстрел. В этот момент передние верхние концы пружины давят на качалку (против чс) и удерживают её в заднем положении предотвращая повторный захват вылетающего гарпуна.

За счёт разности плечей приложения сил к качалке, относительно оси её навески, в свободном состоянии качалка поджата вперёд и упирается в надульник.

  При отпускании СК после выстрела, тяга 5 под воздействием пружины 4 движется вперёд, при этом нижнее плечо пружины поворачивает качалку до упора в надульник.

Под действием пружины 11 шептало поднимается фиксируя качалку в переднем положении и механизм переходит в положение готовности к заряжанию. При этом нижнее плечо пружины упирается в заднюю часть качалки, а эксцентрик находится между стенкой надульника и пружиной.

  При введении гарпуна в надульник, он сдвигает эксцентрик к пружине, отжимает её,а она прижимает эксцентрик к гарпуну, обеспечивая необходимое первичное поджатие.

Таким образом пружина 4 осуществляет:

• предвзвод механизма при отпускании СК,
  
• удержание качалки в заднем положении во время выстрела,
  
• подпружинивание эксцентрика при заряжании,
  
• воздействие на шептало при нажатии на СК.
  

  Шептало 6 установлено на вертикально ввёрнутом винте и имеет возможность своими "зубами" фиксировать качалку в переднем положении. Винт поджимает шептало через упругую прокладку, что даёт возможность шепталу небольшого перемещения вверх-вниз, достаточного для функционирования....

Рис.3.4. Исходные детали. Сверху, для сравнения, "штатный" надульник.

Новый дюралевый надульник немного длинней, но, после изготовления выяснилось, что его можно было сделать короче на 3 мм..Т.е. по длине надульник с ФЗСМ может быть, практически, равным надульнику с «эксцентриковым» шепталом.

Эксцентрик сделан из титанового сплава ВТ1 - это позволило уменьшить нагрузки, в том числе контактные, примерно, в два раза по сравнению со стальным.

Рис.3.5. Эксцентрик предварительно прикатан гарпуном с силой > 60 кГ – на нём образовалась «дорожка»…

 

Прикатка позволяет увеличить площадь контакта эксцентрика с гарпуном и предотвратить пластическую деформацию при эксплуатации.

Диаметр эксцентрика 14 мм, шейка 5 мм, суммарный угол проточки 55 гр, ось Ф3, эксцентриситет 4 мм.

Реальный коэффициент трения между эксцентриком и гарпуном получился f = ~0,21 (пересчитан исходя из реально работающего угла клинения). Т.е. при расчетах не следует брать «табличный» коэффициент трения f = 0,3 – лучше ориентироваться на 0,2..

При усилии заряжания 30 кГ, в каждой из двух точек контакта на конических стенках действуют силы по ~70 кГ.

Пружина сделана из нержавеющей проволоки Ф0,72 мм, извлечённой из дозатора мыла.

Рис.3.6. Изгибание пружины производилось вручную, но возможно изготовление специального шаблона.

Половинки качалки сделаны из "нержавейки" толщиной 1,5 мм; лишний металл с них срезан для облегчения - чем легче детали механизма, тем быстрее он срабатывает и в нём меньше инерционные нагрузки.

Рис.3.7. Механизм вписывается в ширину 15 мм.

Рис.3.8. В месте, где по качалке проходит пружина сделано "заглубление" на 0,3 мм для того, чтобы она вписалась в общую ширину. Также на надульнике сделаны выборки под пружину, чтобы "притопить" её и вписать в габарит.

Для того, чтобы взведение происходило нормально, нужно чтобы эксцентрик в момент возврата качалки в переднее положение, повернулся назад.

С этой целью на пружине шептала сделан специальный изгиб, в который упирается эксцентрик и встаёт в нужное положение. Механизм незначительно выступает снизу за габарит ресивера (Ф22) - практически, на толщину тяги СК.

Все оси посажены "по свободной" и удерживаются от выпадения стенками кожуха.

Рис.3.9. Кожух сделан из твёрдой «дюральки» S = 0,7 мм

Тяга из нержавейки Ф2 мм, прижата вплотную к ресиверу и удерживается кожухом. Самострел из-за воздействия на тягу, теоретически и практически, очень маловероятен.

Для этого тягу нужно сдвинуть назад минимум на 5 мм, т.к. в начале хода тяги происходит только оттягивание пружины, без воздействия на шептало. Зацепить тягу, чтобы сдвинуть её назад, не за что.

При боковом воздействии, чтобы произошёл выстрел, тягу нужно выгнуть в сторону больше, чем на 15-20 мм...

Кожух крепится четырьмя штифтами Ф1,2, на которые он защёлкивается за счёт упругости.

Рис.3.10. Система быстрой отстыковки линя и крышка фиксирущая кожух.

Работа механизма

Рис.3.11. В сборе

Тяга СК, практически, неуязвима от внешних воздействий - она плотно прижата к ресиверу и прикрыта линём.

Заряжать можно взявшись за ресивер поверх тяги - при заряжании она не движется.

Опробование

 ФЗСМ устраняет два недостатка присущего БП:

• отсутствует проточка на гарпуне
  
• не надо нажимать на СК при заряжании.
  

Можно использовать неполное заряжание, т.е. уменьшенную силу боя, но только при использовании «псевдозадней» привязки гарпуна - иначе будут проблемы с намоткой линя (меняется длина).

ФЗСМ с подобной, встроенной, системой спуска подойдёт для длинных "морских" ружей - можно использовать относительно тонкие гарпуны, длина которых будет ограничена не условиями заряжания, а лишь их устойчивостью в стволе. При этом тяга работает на растяжение; её можно сделать тонкой (вплоть до проволоки) и спрятать внутрь ресивера.

Часть 4. Как правильно сделать эксцентриковый ФЗСМ…

Для примера опишу процесс разработки ФЗСМ для ружья с ресивером Ф30, который может подойти, например, к РПП.

Для начала нужно определиться с диаметром гарпуна и типом привязки.

Допустим выбрали Ф7 с «задней привязкой» и хвостовиком до Ф8.

 1. Диаметр шейки эксцентрика лучше принять равным диаметру гарпуна – 7 мм

 2. Эксцентриситет эксцентрика (расстояние от оси эксцентрика до оси его навески) – минимальный, обеспечивающий установку пружинки на ось, т.е. 5,5-6 мм

 3. Необходимо выбрать материал эксцентрика и, исходя из этого, угол конической проточки эксцентрика – для стали 30 гр, для титана 50-55 гр.

Если использовать титановый сплав, то все силы в механизме значительно уменьшатся, эксцентрик получается более компактным и менее нагруженным, но не у всех есть доступ к титановым сплавам, поэтому для примера выберем стальной.

4. Прорисовка в увеличенном масштабе. Настоятельно рекомендуется сделать масштабные прорисовки, чтобы не "пролететь" с надёжной фиксацией иили чрезмерным увеличением контактных напряжений (если угол клинения будет слишком маленьким)...

Рис.4.1.

Расстояние от гарпуна до шейки 0,5-0,8 мм. На основании прорисовки делается чертёж эксцентрика

Рис.4.2.

Максимальный угол клинения (установки) эксцентрика определяется по формуле A = arctg f*.

f* = f/sin G/2, где G – полный угол проточки (в нашем случае 30 гр), а f – коэффициент трения стальсталь.

Получаем А = 21 гр - это максимальный угол установки кулачка (клинения), при котором возможно «самозаклинивание» гарпуна.

Рис.4.3.

 m - точка контакта эксцентрика и гарпуна

 A - угол клинения

 Б - угол наклона качалки

При изготовлении эксцентрика, сначала сверлится отверстие под ось. Желательно, прикатать эксцентрик гарпуном с силой ~80 кГ.

Усилие на шептале имеет большую зависимость от разности углов клинения эксцентрика и наклона качалки (Б - А) - чем эта разность меньше, тем меньше усилие спуска... а при разности равной нулю и усилие равно нулю, если пренебречь трением.

  5. Исходя из диаметра надульника, выбирается расстояние от гарпуна до оси навески качалки (верхняя) – чем больше, тем лучше. Желательно, чтобы верхние части качалки не выступали за диаметр надульника – проще будет установить кожух.

  6. Определяется расстояние между осями на качалке

Рис.4.4.

1 - отверстия в надульнике под верхнюю ось качалки 

2 - гарпун

3 - отверстие под ось в эксцентрике

Замер размера l делается, когда весь "пакет" сжат (по вертикали).

L - межосевое расстояние на качалке.

Если L,>

Если L будет много больше l, то угол наклона качалки неоправданно увеличится, подняв усилие на СК.

7. Прорисовка механизма.

Рисуется эксцентрик, под наклоном равным расчетному 21 гр, прижатый к гарпуну. Точка контакта эксцентрика и гарпуна определяется из прорисовки эксцентрика (рис.4.1).

Угол установки качалки получается «автоматически» (методом засечек), т.к. уже известно межосевое расстояние и расстояние от гарпуна до верхней оси.

Остальное «обрисовывается» вокруг этих элементов.

Рис.4.5.

Вообще, весь ФЗСМ состоит из двух систем:

1. Запирающая (заклинивающая) гарпун - эксцентрик и качалка

2. Удерживающая качалку - собственно, спусковой механизм (в данном случае, толкатель 9 и шептало, расположенное в рукоятке). Эту систему можно сделать с полуавтопредвзводом, как описывалось в первой статье, или с ручным предвзводом.

  Процесс ручного предвзвода представляет собой поворот качалки вперёд до срабатывания шептала - это можно сделать сдвинув толкатель 9 вперёд или, непосредственно, за качалку 3 (можно сделать на ней "приливчик" слегка выступающий вниз)... В этом случае, в рукоятке останется СК на оси, превратившийся в шептало.

«Авто» сложнее в изготовлении и настройке, чем ручной...

Ручной предвзвод осуществляется «лёгким движением руки» и, абсолютно, не обременителен.

  Сверление в надульнике сделано Ф8 (для прохода утолщённого хвостовика), поэтому снизу, под гарпуном Ф7 имеется зазор до надульника величиной 1 мм. Работе механизма это обстоятельства не мешает, т.к. гарпун поджимается к верхней части сверления с силой в десятки килограмм, а при выстреле гарпун ведёт себя так же, как в любом другом ружье с «задней» привязкой.

Пружина 2 – парная (с двух сторон), давит на качалку, заставляя её поворачиваться назад (против чс). При выстреле качалка удерживается в заднем положении, не давая эксцентрику повторно зацепить гарпун.

Пружина, установленная на оси навески эксцентрика (витая из проволоки Ф0,5 мм), стремится повернуть эксцентрик вперёд (против чс) и нужна для поджатия эксцентрика к гарпуну при заряжании и его увода вниз при выстреле, чтобы утолщённый хвостовик не цеплял эксцентрик.

Ось 5 не даёт эксцентрику упасть вниз, а при возвращении в исходное положение обеспечивает его позиционирование.

При возвращении качалки вперёд, эксцентрик должен упереться в переднюю стенку надульника и, скользнув по ней, провернуться по чс.

В ось 4 упирается толкатель 9 подпёртый шепталом (в рукоятке), который и запирает механизм (см. первую статью).

7 - положение оси 4 во время выстрела... Резьбовые гнёзда 10 - для винтов крепления кожуха.

Пружина 2 всегда поджимает качалку к толкателю 9 и, изменяя его длину, можно изменять угол установки качалки во взведённом состоянии.

 При заклинивании гарпуна в эксцентрике создаются большие усилия, пытающиеся "раскрыть" его наружу.

Рис.4.6.

 

 Т.е. при заклинивании ширина эксцентрика увеличивается... На сколько - зависит от диаметра шейки эксцентрика.

 Если половинки качалки плотно прилегают к боковым поверхностям эксцентрика, а они, в свою очередь, к стенкам кожуха, то возможно подклинивание эксцентрика. Это может привести к "незахвату" гарпуна или к "зависанию" эксцентрика в каком-то промежуточном положении.

 Кроме того, если при изготовлении нарушена симметрия, то возникнут перекосы, которые под нагрузкой могут увеличиться...

 Можно сделать такие рекомендации:

 1. Эксцентрик нужно делать из достаточно прочного материала с диаметром шейки не меньше, чем диаметр гарпуна (на всякий случай +1 мм).

 2. Лучше, всё же, из титанового сплава - угол клина будет больше и, соответственно, расклинивающая сила меньше.

 3. Необходимо обеспечить гарантированное свободное перемещения эксцентрика и качалки. Для этого нужно иметь гарантированные зазоры А и Б.

 Оптимальным вариантом было бы изготовление цельной качалки.

Между эксцентриком и боковинами желательно установить тонкие шайбы - этим обеспечится возможность беспрепятственного "разведения" эксцентрика.

  Предварительные расчеты угла клинения «разбиваются» о незнание точного значения коэффициента трения между гарпуном и эксцентриком, поэтому гарантированной надёжной работы прорисовки дать не могут.

Если, после сборки, окажется, что гарпун проскальзывает и плохо фиксируется - это означает, что угол клинения получился великоватым. Для отладки механизма, нужно понемногу укорачивать толкатель - при этом уменьшается угол установки качалки, и, одновременно, угол клинения. Укорачивая толкатель всегда можно сделать захват надёжным, но слишком сильно укорачивать не стоит, т.к. будут увеличиваться силы в механизме - только до момента, когда при максимальном усилии на гарпуне захват будет надёжным, без намёков на проскальзывание.

  Дугообразный вырез надульника (над эксцентриком) нужен для того, чтобы эксцентрик мог поворачиваться на оси в переднем положении при взводе.

Для обеспечения прохождения утолщённого хвостовика, эксцентрик должен при заряжании проворачиваться по чс, а при выстреле против чс, на углы достаточные для этого. Эксцентрик следует подрезать по месту там, где он ложится на оси - до тех пор, пока он не будет свободно пропускать хвостовик при заряжании и выстреле.

  Половинка качалки – нержавеющая сталь 1,5-2 мм… можно титан. Желательно срезать с неё всё лишнее - чем легче элементы механизма, тем быстрее он будет срабатывать и с меньшими нагрузками...

Надульник с боков сфрезерован:

- в зоне А до ширины эксцентрика - 11 мм

- в зоне Б до 11 + две толщины качалки + ~0,4, т.е. ~15,4 мм.. зазоры по 0,2 на сторону, чтобы не "затирало" качалки...

На зону Б устанавливается П-образный кожух, который препятствует выпадению осей.  Длина всех осей ~15,2.

 Следуя вышеизложенным рекомендациям, mars сделал несколько ружей с ручным предвзводом

Рис.4.7. Механизм собран на болтах с гайками в роли осей; кожух отсутствует

Рис. 4.8. Ружья с разными по конструкции шепталами в рукоятках

Отзывы о ФЗСМ и, в целом, о ружьях очень положительные.

Дальнейшие работы по совершенствованию ружей направлены на создание конструкции, оптимизированной под ФЗСМ, в которой тяга спрятана в ресивер.

Хочу напомнить - только грамотное проектирование и исполнение дадут требуемый результат...

Мигачев Александр (Mexaниk)
Декабрь 2014
Ульяновск