Blowback (broń palna)
Dla mocniejszych nabojów niż te, które mogą być bezpiecznie użyte w prostym blowback, lub w celu uzyskania lżejszego mechanizmu niż prosty format może zapewnić, alternatywą dla API jest jakiś system opóźnionego lub opóźnionego blowback, w którym rygiel nigdy nie jest w pełni zablokowany, ale jest początkowo utrzymywany w miejscu, uszczelniając nabój w komorze przez opór mechaniczny jednego z różnych projektów mechanizmu opóźniającego. Podobnie jak w przypadku oporu stawianego przez pęd w API, potrzeba ułamka sekundy, aby gazy pędne pokonały go i rozpoczęły ruch naboju i rygla do tyłu; to bardzo krótkie opóźnienie jest wystarczające, aby pocisk opuścił kaganiec i aby ciśnienie wewnętrzne w lufie spadło do bezpiecznego poziomu. Rygiel i nabój są wtedy popychane do tyłu przez ciśnienie resztkowe gazu.
Ze względu na wysokie ciśnienie, karabiny kalibru opóźnionego odrzutu, takie jak FAMAS i G3, zazwyczaj mają ryflowane komory, aby ułatwić ekstrakcję. Poniżej przedstawiono różne formy działania opóźnionego odrzutu:
Roller-delayedEdit
Roller-delayed blowback został po raz pierwszy zastosowany w prototypie Gerät 06H firmy Mauser. Działanie odrzutu rolkowego różni się od odrzutu rolkowego z blokadą odrzutu spotykanego w MG 42 i od odrzutu rolkowego z blokadą gazową spotykanego w Gerät 03 i Gerät 06. W przeciwieństwie do MG 42, w odrzucie rolkowym lufa jest nieruchoma i nie odrzutu, a w przeciwieństwie do Gerät 03 i Gerät 06 oraz StG 44, w systemach odrzutu rolkowego brak jest tłoka gazowego. Te pominięcia sprzyjają stosunkowo lekkiej konstrukcji, ponieważ znacznie zmniejszają liczbę wymaganych części i ilość obróbki mechanicznej koniecznej do wyprodukowania karabinu. W miarę jak główka rygla jest przesuwana do tyłu, rolki po bokach rygla są przesuwane do wewnątrz w stosunku do stożkowego przedłużenia elementu nośnego rygla. Wymusza to ruch elementu nośnego śruby do tyłu z dużo większą prędkością i opóźnia ruch łba śruby. Podstawową zaletą opóźnionego odrzutu rolki jest prostota konstrukcji w porównaniu z działaniem gazu lub odrzutu.
Opóźniony odrzut rolki został opatentowany przez Wilhelma Stähle i Ludwiga Vorgrimlera. Choć pojawiające się proste jego rozwój w czasie II wojny światowej był ciężki techniczny i osobisty wysiłek, jak niemiecki inżynierii, matematyki i innych naukowców musiał współpracować na zasadzie „lubię to lub nie” pod przewodnictwem Ott-Helmuth von Lossnitzer, dyrektor Mauser Werke’s Weapons Research Institute i Weapons Development Group. Eksperymenty wykazały, że w broni palnej z opóźnionym odrzutem występuje zjawisko odbicia rygla, gdy rygiel otwiera się z ekstremalną prędkością około 20 m/s (66 ft/s) podczas prowadzenia ognia automatycznego. Aby przeciwdziałać zjawisku bolt-bounce należało znaleźć idealny kąt nachylenia główki zamka, który znacznie zmniejszałby prędkość otwarcia zamka. Problem ekstremalnie wysokich prędkości nośnych rygla nie został rozwiązany metodą prób i błędów. Matematyk dr Karl Maier przeprowadził analizę komponentów i zespołów w projekcie rozwojowym. W grudniu 1943 Maier wymyślił równanie, które inżynierowie wykorzystali do zmiany kątów w odbiorniku na 45° i 27° na ryglu w stosunku do osi podłużnej, redukując problem odbicia rygla. Przy tych kątach geometryczny stosunek przełożenia nośnika śruby do łba śruby stał się 3:1, więc tylny nośnik śruby był zmuszony do poruszania się 3 razy szybciej niż łeb śruby. Siły działające z tyłu na nośnik i głowicę wynosiły 2:1. Siła i impuls przenoszony na odbiornik wzrasta wraz z siłą i impulsem przenoszonym na bolt carrier. Zwiększenie ciężaru boltcardu powoduje zmniejszenie prędkości odrzutu. W projekcie Mausera StG 45(M) Maier założył 120 g (4,2 oz) łeb śruby i 360 g (12,7 oz) nośnik śruby (stosunek 1 do 3). Prototyp karabinu szturmowego StG 45 (M) posiadał 18 podłużnych rowków odprowadzających gazy, wyciętych w ścianie komory nabojowej w celu ułatwienia odrywania się rozdętej łuski naboju od ścian komory podczas ekstrakcji. Rowkowanie na końcu komory zapewnia wyrównanie ciśnienia pomiędzy przednią zewnętrzną powierzchnią łuski naboju a jej wnętrzem i w ten sposób zapewnia wydobycie bez rozerwania łuski, co czyni wydobycie łatwiejszym i bardziej niezawodnym. W 1944 roku inne niemieckie firmy, takie jak Großfuß, Rheinmetall i Haenel zainteresowały się rozwojem broni krótkiej z opóźnionym wystrzałem. Großfuß pracował nad pistoletem maszynowym ogólnego przeznaczenia MG 45, który, podobnie jak StG 45 (M), do końca II wojny światowej nie wyszedł poza fazę prototypu.
Po II wojnie światowej byli technicy Mausera, Ludwig Vorgrimler i Theodor Löffler, doskonalili mechanizm w latach 1946-1950, pracując dla francuskiego producenta broni strzeleckiej Centre d’Etudes et d’Armament de Mulhouse (CEAM). W 1950 r. Ludwig Vorgrimler został zatrudniony w CETME w Hiszpanii. Pierwszym pełnowymiarowym karabinem produkcyjnym, w którym zastosowano zwalnianie rolki, był hiszpański karabin bojowy CETME, a zaraz po nim szwajcarski SIG SG 510 i oparty na CETME Model B karabin Heckler & Koch G3. Rygiel G3 posiada mechanizm antyodbiciowy, który zapobiega odbijaniu się rygla od powierzchni zamka lufy. Dźwignia blokująca główkę rygla” w G3 to sprężynujący pazur zamontowany na zespole nośnym rygla, który chwyta główkę rygla, gdy zespół nośny rygla przechodzi w stan gotowości. Dźwignia zasadniczo zatrzaskuje się na swoim miejscu z tarciem, zapewniając na tyle duży opór przy ponownym otwarciu, że rygiel nie odbija się. Ze względu na stosunkowo niewielką siłę nacisku rygla w nabojach pistoletowych, mechanizm antyodbiciowy jest pomijany przez firmę Heckler & Koch w broni palnej z opóźnionym bijnikiem na naboje pistoletowe. Pistolet maszynowy MP5 firmy Heckler & Koch jest najbardziej rozpowszechnioną na świecie bronią, w której nadal stosuje się ten system. Heckler & Koch P9 pistolet półautomatyczny, CETME Ameli lekki pistolet maszynowy i Heckler & Koch HK21 pistolet maszynowy ogólnego przeznaczenia również go używać.
Roller-delayed blowback broni są specyficzne amunicji, ponieważ nie mają regulowany port gazowy lub zawór, aby dostosować ramię do różnych materiałów pędnych i pocisków specyficzne zachowanie ciśnienia. Ich niezawodne działanie jest ograniczone przez specyficzne parametry amunicji i ramienia, takie jak masa pocisku, ładunek miotający, długość lufy i stopień zużycia. W momencie zapłonu naboju komora musi być i pozostać szczelnie zamknięta, aż do momentu wyjścia pocisku z lufy i spadku ciśnienia gazów w otworze do bezpiecznego poziomu, zanim uszczelnienie zostanie przerwane i komora zacznie się otwierać. Dla uzyskania prawidłowych i bezpiecznych parametrów funkcjonowania broni pasmowej producenci oferują szereg elementów blokujących o różnej masie i kątach nachylenia ramion oraz wałków cylindrycznych o różnych średnicach. Kąty są krytyczne i określają czas odblokowania i zarządzania spadkiem ciśnienia gazu, jak kawałek blokady działa w unison z nośnikiem głowy śruby. Szerokość szczeliny ryglowej decyduje o przestrzeni głowicy, a tym samym o prawidłowym ułożeniu nabojów w (zamkniętej) komorze. Ze względu na zużycie eksploatacyjne należy oczekiwać stopniowego zwiększania się szczeliny ryglowej pomiędzy elementem ryglującym a elementem nośnym łba rygla. Można ją określić i sprawdzić za pomocą pomiaru szczelinomierzem i można ją zmienić poprzez wymianę wałków cylindrycznych na wałki o innej średnicy. Zamontowanie wałków o większej średnicy spowoduje zwiększenie szczeliny śruby i przesunięcie elementu blokującego do przodu. Zamontowanie wałków o mniejszej średnicy powoduje odwrotny efekt.
Dźwignia opóźniająca odrzutEdit
Lever-delayed blowback wykorzystuje dźwignię do postawienia rygla w niekorzystnej sytuacji mechanicznej, opóźniając otwarcie zamka. Gdy nabój naciska na czoło rygla, dźwignia przesuwa element nośny rygla do tyłu w przyspieszonym tempie w stosunku do lekkiego rygla. Dźwignia może być zastosowana za pomocą specjalnej części lub poprzez pochylone powierzchnie oddziałujące na siebie. Dźwignia ta znacznie zwiększa opór i spowalnia ruch lekkiego rygla. Niezawodne działanie broni z opóźnionym działaniem dźwigni blowback jest ograniczone przez specyficzne parametry amunicji i broni, takie jak masa pocisku, ładunek miotający, długość lufy i stopień zużycia. John Pedersen opatentował jeden z pierwszych znanych projektów systemu opóźnienia działania dźwigni. Mechanizm ten był również wykorzystywany przez węgierskiego konstruktora broni Pála Király’ego w latach 1910 i 1930 i zastosowany w pistoletach maszynowych Danuvia 39M i 43M dla armii węgierskiej. Po II wojnie światowej Király osiadł na Dominikanie i opracował karabinek Cristóbal (lub karabinek Király-Cristóbal). Inne bronie wykorzystujące ten system to pistolety Hogue Avenger i Benelli B76, pistolet maszynowy FNAB-43, karabiny szturmowe TKB-517, VAHAN i FAMAS, karabiny bojowe/lekkie karabiny maszynowe Sterling 7,62 i AVB-7,62 oraz karabin maszynowy ogólnego przeznaczenia AA-52.
Odrzut opóźniony gazowoEdit
Odrzutu opóźnionego gazowo nie należy mylić z odrzutem gazowym. Rygiel nigdy nie jest zablokowany, a więc jest popychany do tyłu przez rozprężające się gazy pędne, tak jak w innych konstrukcjach opartych o blowback. Gazy prochowe są jednak odprowadzane z lufy do cylindra z tłokiem, który opóźnia otwarcie rygla. Był on stosowany przez niektóre niemieckie konstrukcje z okresu II wojny światowej dla naboju 7,92×33 mm Kurz, w tym karabin Volkssturmgewehr (z niewielką skutecznością) i Grossfuss Sturmgewehr (z nieco większą skutecznością), a po wojnie przez pistolety Heckler & Koch P7, Walther CCP, Steyr GB i M-77B.
Chamber-ring delayedEdit
Gdy nabój jest wystrzeliwany, łuska rozszerza się, aby uszczelnić boki komory. Uszczelnienie to zapobiega wydostawaniu się gazu pod wysokim ciśnieniem do wnętrza broni. Ponieważ konwencjonalna komora jest nieco przewymiarowana, nie wystrzelony nabój może swobodnie wejść do środka. W broni palnej z opóźnioną komorą pierścieniową, komora jest konwencjonalna pod każdym względem, z wyjątkiem wklęsłego pierścienia w ścianie komory. Kiedy nabój zostaje wystrzelony, łuska rozpręża się w tym wgłębionym pierścieniu i popycha czoło rygla do tyłu. W miarę przesuwania się łuski do tyłu pierścień ten zwęża rozszerzoną część łuski. Energia potrzebna do ściśnięcia ścianek łuski naboju spowalnia ruch łuski i suwadła do tyłu, zmniejszając ich zapotrzebowanie na masę. Po raz pierwszy system ten został zastosowany w pistolecie Fritza Manna w 1920 roku, a następnie w eksperymentalnym pistolecie High Standard Corp model T3 opracowanym przez Ott-Helmuth von Lossnitzer podczas pracy dla High Standard. Innymi broniami palnymi, w których zastosowano ten system były pistolet LWS Seecamp, AMT Automag II i pistolet Kimball .30 Carbine. Rodzina karabinów SIG SG 510 zawiera pierścień komory zamkowej w pobliżu ramienia, który jest wykorzystywany do uniknięcia odbicia rygla, a nie jako element opóźniający.
Hesitation lockedEdit
Opatentowany przez Johna Pedersena system zawiera blok zamkowy niezależny od suwadła lub dźwigni rygla. W stanie naładowania blok zamkowy spoczywa nieco przed ramieniem zamka umieszczonym w szkielecie broni palnej. W momencie wystrzału naboju łuska, rygiel i suwadło przesuwają się razem na niewielką odległość, aż do momentu, gdy zamek uderza w ramię zamka i zatrzymuje się. Suwadło kontynuuje ruch do tyłu z prędkością uzyskaną w fazie początkowej, podczas gdy zamek pozostaje zablokowany. Dzięki temu ciśnienie w komorze spada do bezpiecznego poziomu po opuszczeniu lufy przez pocisk. Dalszy ruch suwadła podnosi blok zamkowy z jego wnęki i odciąga go do tyłu, kontynuując cykl odpalania. Pistolet Pedersen Remington Model 51, pistolet maszynowy SIG MKMO i pistolet R51 są jedynymi produkowanymi egzemplarzami broni palnej, w których zastosowano tę konstrukcję.
Odrzut opóźniony z kołem zamachowymEdit
Opóźniony odrzut zamka (blowback) polega na tym, że podczas strzału otwarcie zamka jest opóźnione przez bezwładność obrotową koła zamachowego. Jest ono napędzane przez układ zębatkowy na nośniku rygla. Barnitzke, Kazachok SMG, MGD PM-9 używa tej operacji. Innym przykładem może być drukowany w 3d karabin opracowywany przez Evana Jonesa.
Toggle-delayedEdit
W broni palnej z mechanizmem toggle-delayed blowback, ruch zamka do tyłu musi pokonać znaczącą dźwignię mechaniczną. Zamek jest zawiasowy w środku, nieruchomy na tylnym końcu i prawie prosty w spoczynku. Podczas ruchu zamka do tyłu pod wpływem siły odrzutu, przegub zawiasowy przesuwa się do góry. Niekorzystne działanie dźwigni uniemożliwia otwarcie zamka do momentu, gdy pocisk opuści lufę, a ciśnienie spadnie do bezpiecznego poziomu. Mechanizm ten był stosowany w karabinie Pedersen i karabinie maszynowym Schwarzlose MG M.07/12.
Przesunięcie rygla poza ośEdit
John Browning opracował tę prostą metodę, w której oś ruchu rygla nie była zgodna z osią otworu. W rezultacie niewielki ruch rygla do tyłu w stosunku do osi otworu wymagał większego ruchu wzdłuż osi ruchu rygla, zasadniczo powiększając opór rygla bez zwiększania jego masy. Francuski pistolet maszynowy MAS-38 z 1938 roku posiada rygiel, którego droga odrzutu jest ustawiona pod kątem do lufy. Jatimatic i KRISS Vector używają zmodyfikowanych wersji tej koncepcji.
Radial-delayedEdit
CMMG wprowadziło karabin Mk 45 Guard zawierający radial-delay w 2017 roku. System ten wykorzystuje obrót główki rygla do przyspieszenia nośnika rygla w karabinie wzoru AR-15. Zatrzaski ryglujące rygiel są przystosowane do wprowadzenia kątów 120°, które obracają rygiel podczas jego przemieszczania się do tyłu pod wpływem konwencjonalnej siły odrzutu. Gdy rygiel obraca się o 22,5˚, musi przyspieszyć ruch elementu nośnego rygla do tyłu przez przystosowane do tego celu gniazdo krzywki o kącie 50°. Przyspieszenie to wzmacnia masę efektywną elementu nośnego rygla, spowalniając prędkość głowicy rygla. Opóźnienie to pozwala na obniżenie ciśnienia przed ekstrakcją bez konieczności stosowania cięższego zespołu ryglowego. System ten jest podobny do opóźnionego odrzutu rolkowego i dźwigniowego w tym sensie, że wykorzystuje masę elementu nośnego rygla poruszającego się z większą prędkością niż główka rygla do opóźnienia otwarcia zamka. Konstrukcja jest opisana w U.S. Patent 10,436,530.
Screw-delayedEdit
Po raz pierwszy zastosowana w karabinie automatycznym Mannlicher Model 1893, śruba w screw-delayed blowback wykorzystuje śrubę obrotową, która została opóźniona przez skośnie przerwane gwinty opóźnione o ćwierć obrotu w celu odblokowania. John T. Thompson zaprojektował karabin automatyczny, który działał na podobnej zasadzie około 1920 roku i zgłosił go do prób w Armii USA. Karabin ten, zgłaszany wielokrotnie, bez powodzenia konkurował z karabinem Pedersena i karabinem Garanda uruchamianym spłonką we wczesnych próbach zastąpienia karabinu M1903 Springfield. Operacja ta jest jedną z najprostszych form opóźnionego odrzutu, ale jeśli amunicja nie jest nasmarowana lub nie zastosowano komory żłobkowanej, odrzut może być lotny, zwłaszcza przy stosowaniu nabojów karabinowych o pełnej długości. Obrót rygla powinien wynosić co najmniej 90°, aby zapobiec rozerwaniu naboju. Inną formą tej operacji wykorzystującą śrubę spiralną do opóźnienia ruchu wstecznego był pistolet maszynowy Salvator-Dormus M1893, a później prototypowy karabin maszynowy Kałasznikowa Model 1942 w 1942 roku oraz karabinek Fox Wasp.
.