Технологи и инженеры-конструкторы Центрального научно-исследовательского института точного машиностроения (ЦНИИТОЧМАШ, входит в Ростех) давно используют замечательные качества полимеров в своих разработках.

Высокая прочность, малый удельный вес, долговечность, высокая антикоррозийная стойкость, жаропрочность, дешевизна этих материалов – вот что позволяет совершенствовать конструкции вооружения и военной техники.

Сегодня сфера применения полимеров в ЦНИИТОЧМАШе все более расширяется, тем более что у разработанного в прошлом году институтом совместно с НПП «Полипластик» нового материала физико-механические показатели на 15–20 процентов выше, чем у уже используемых полимеров, а стойкость к циклическим нагрузкам по основным показателям в два-три раза выше, чем у других материалов.

«Долгое время пластик использовался как «интерфейс» – в оформлении оружия, – рассказывает инженер-конструктор ЦНИИТОЧМАШа Иван Кухтинов. – Это были накладки на рукоятки, цевье, приклады. Первый советский самозарядный пистолет Коровина ТК имел вариант с пластиковыми щечками рукоятки. Но индустрия не стоит на месте, и появились такие виды полимеров, которые позволили использовать пластмассы в основных деталях оружия».

Одна из таких технологий – использование так называемых закладных деталей. Она заключается в том, что в наиболее ответственные места конструкции (направляющие и места, воспринимающие удары) делают металлические вкладыши. Такие вкладыши помещают в литьевую форму, а затем заливают пластиком, который и формирует основные контуры детали. В качестве примера можно взять магазин к АК-74. У него пластиковый корпус, но он имеет металлические закладные детали – передний и задний зубы.

Первым производителем, рискнувшим использовать пластик для изготовления несущих деталей оружия, стала фирма Heckler&Koch. Ее пистолет VP70 имел рамку, изготовленную из пластика, усиленную металлическими закладными. Образец не снискал популярности ввиду некоторых спорных конструктивных решений (свободный затвор при весьма мощном патроне), но начало было положено.

“ Некоторое недоверие военных к пластику в оружии объясняется недостаточным опытом его эксплуатации в боевых условиях ”

Эстафету приняла австрийская фирма Steyr. Ее автомат Steyr AUG имеет ствольную коробку, выполненную из пластика с металлическими закладными, а также некоторые детали спускового механизма, рукоятку взведения и другие детали. Во всем остальном (за исключением компоновки буллпап, когда спусковой крючок расположен перед магазином) образец является обычным автоматом со стальным стволом, затвором и прочим. Steyr AUG получился весьма удачным, обрел огромную популярность и в настоящее время стоит на вооружении армий и спецподразделений ряда стран.

Следующей стала австрийская же фирма Glock с пистолетом Glock 17. Его пластиковая рамка выполнена по той же технологии, что и предшественники. Также из пластика выполнен спусковой крючок. Еще одной особенностью стала схема спускового механизма с довзведением ударника (safe action – по терминологии фирмы), известная по пистолетам Roth-Steyr 1907 и Roth-Sauer 1900 начала XX столетия. Пистолет получился очень успешным и породил настоящий пластиковый бум: каждая крупная оружейная фирма выпустила на рынок образец с рамкой из пластика и спусковым механизмом с довзведением ударника. А на базе данного образца Glock выпустила множество модификаций оружия различных размеров и калибров.

Следующей ступенью развития «пластмассового оружия» стал отказ от закладных деталей. Первым подобным образцом стал пистолет Р250 фирмы SIG SAUER. Он имеет полностью пластиковую рукоятку и выполненный отдельной деталью блок, который вставляется в рукоятку при неполной разборке. В блоке размещаются некоторые детали ударно-спускового механизма. Также блок имеет направляющие для затвора. Он выполнен из стального листа методом штамповки.

Компоновка с отдельным, извлекающимся блоком была выбрана не только для упрощения производства (литье и штамповка – одни из самых технологичных методов изготовления), но и для реализации модульной схемы пистолета. Посредством замены рукояток, стволов и магазинов при неполной разборке предполагалось менять как габариты пистолета, так и используемый патрон. Образец широкого распространения не получил. Тем не менее отработанная концепция модульного оружия с полностью пластиковой рукояткой использовалась в конструкции пистолета Sig p320, полноразмерный вариант которого в 2017 году был принят на вооружение армией США в рамках программы Modular Handgun System. Сама фирма предлагает четыре размерных варианта под четыре варианта патрона. Пистолет под патрон 9х19 может конвертироваться под патроны .40S&W и .357 Sig. Также каждый из четырех размерных вариантов пистолета может комплектоваться тремя размерными вариантами рукояток.

В чем же причины такого широкого применения пластика в оружии? Одной из основных является его технологичность, а значит, и невысокая стоимость при производстве. Рамка к пистолету Макарова цельнометаллическая, при ее изготовлении путем многих операций с использованием различного инструмента из стальной заготовки вырезаются необходимые контуры. В том же Glock17 в литьевую форму вставляются закладные детали, а затем она заливается пластиком.

В Sig Р320 в литьевую форму рукоятки подается один только пластик, что уменьшило трудоемкость изготовления пистолета в 1,5 раза. Налицо громадное снижение ресурсов, которые были затрачены на схожие детали. В то же время пластиковые детали ни в чем не уступают, а зачастую и превосходят стальные аналоги. Образцы с применением полимеров, как правило, в 1,2–1,5 раза легче. Кроме того, пластиковые детали не подвержены коррозии, к ним не примерзают руки при отрицательной температуре.
Змеиная линейка

А что же наблюдается в российской промышленности? СССР первый в мире принял на вооружение пластиковый магазин к автомату Калашникова, который упоминался выше. Так же еще в 60-х годах, задолго до появления автомата фирмы Steyr отечественный оружейник Герман Коробов разработал серию автоматов под общим индексом ТКБ-022. Автоматы были выполнены в компоновке буллпап и имели пластиковые корпуса с металлическими закладными. Ни один образец не был принят на вооружение, несмотря на неплохие характеристики. Это объясняется применением некоторых нестандартных технических решений и тем, что в войсках уже имелся автомат Калашникова, который был хорошо освоен как промышленностью, так и личным составом. Кроме того, некоторое недоверие военных к пластику в оружии объясняется недостаточным опытом его эксплуатации в боевых условиях.

В 90-е годы прошлого века в ЦНИИТОЧМАШе был разработан пистолет СР-1 (самозарядный пистолет Сердюкова, «Гюрза»). Это один из первых отечественных пистолетов с пластиковой рукояткой, разработанный и принятый на вооружение силовых структур.

Ведущий инженер-технолог цеха производства общевойскового и специального оружия АО «ЦНИИТОЧМАШ» Матвей Елисеев подтвердил, что, конечно, процесс производства удешевляется, но вот насколько, ответить сложно.

«Смотря, что сравнивать: металлическую деталь с пластмассовой или пластмассовые с закладными и без? – отвечает он вопросом на вопрос. – Здесь не может быть четкого ответа, потому что каждый случай будет индивидуален. Например, и металлические детали могут изготавливаться литьем, что тоже достаточно технологично, хотя и требует той или иной механической доработки, а могут обрабатываться резанием, что наиболее трудозатратно. Даже пластмассовые с закладными металлическими деталями узлы, аналогичные по назначению, могут между собой в разы отличаться по трудоемкости. Например, рукоятка СР1 и рукоятка Glock».

Прошло время, проведены работы над ошибками. Проанализирован опыт эксплуатации пластмасс как отечественный, так и зарубежный. Разработанные в ЦНИИТОЧМАШе новейшие пистолеты «Удав», «Полоз» и «Аспид» в соответствии с последними запросами рынка имеют отдельные от рамок рукоятки, в которых отсутствуют закладные элементы. Задача конструкторов при их разработке заключалась в том, чтобы исключить из конструкции закладные детали и использовать хорошо зарекомендовавший себя пластик армамид в конструкции рукояток. В итоге при использовании старого, известного материала и новейших технических решений созданы первые образцы подобного класса в нашей стране.

Еще одним из достижений отечественной промышленности является глушитель пистолета «Удав», признанный Федеральной службой по интеллектуальной собственности изобретением, что и закреплено соответствующим патентом. Его кожух выполнен из карбонового волокна. Карбон обладает потрясающей прочностью и малой массой. Такое конструктивное решение позволяет снизить общую массу глушителя на 20–40 граммов, что благоприятно сказывается на надежности работы пистолета, поскольку глушитель крепится на подвижный ствол.

Несмотря на некоторое отставание, в настоящее время отечественная стрелковая промышленность наверстывает упущенное и встает в один ряд с ведущими оружейными компаниями. Кто как не сами оружейники понимают необходимые требования к заменителю традиционного металла? В ЦНИИТОЧМАШе, например, доработали пластик для своих изделий, а точнее – придумали совместно с коллегами из НПП «Полипластик» технологию получения высокопрочного материала, который по основным показателям превосходит используемые в настоящее время полимеры.

Получился армамид ПА СВ 40-1МУП, который используется в качестве сырья для изготовления пластмассовых деталей стрелкового оружия. В готовые изделия его перерабатывают методом литья под давлением на термопластавтоматах.
Гарантия – 25 лет

ЦНИИТОЧМАШ является ведущим предприятием по применению полимерных материалов в образцах стрелкового оружия на протяжении последних 50 лет.

Исследовательская и производственная база, включающая термопластавтоматы, экструдеры, гидропрессы, намоточные станки, оборудование и приборы для лабораторных физических, химических исследований и контроля пластмасс и изделий из них, была создана в ЦНИИТОЧМАШе еще в 70-х годах.

Первые разработки осуществлялись с применением термопластов и термореактивных пластмасс типа стеклопластика АГ-4С взамен существующих металлических деталей. Однако ассортимент выпускаемых промышленностью термопластов не удовлетворял комплексу требований по прочности и сохранности свойств при длительном хранении и эксплуатации. В связи с этим институтом были проведены фундаментальные исследования с привлечением предприятий и институтов химической промышленности, Академии наук и Минвуза СССР. В их результате разработана полимерная композиция – стеклонаполненный полиамид-6 марок ПА6–211-ДС ПА6–211-ДС-К. Материал по своим свойствам превосходил зарубежные и отечественные аналоги, отличался высоким уровнем и стабильностью физико-механических характеристик, перерабатывался высокопроизводительным методом литья под давлением на стандартном оборудовании и имел 25-летний гарантийный срок хранения и эксплуатации.

Создание такой композиции стало возможным благодаря решению целого ряда научных и технических проблем, в том числе термо- и светостабилизации, окрашивания, безоблойного литья, использования вторичного сырья.

Стеклонаполненный полиамид-6 успешно используют в качестве конструкционного и электротехнического материала в разработках института и на предприятиях отрасли, в том числе в деталях стрелкового оружия и стрелковых систем, приборов, аппаратуры. Дальнейшие работы по совершенствованию полимерных материалов для стрелкового оружия проводились ЦНИИТОЧМАШем в отделе № 43 (им руководил А. Саморядов) совместно с предприятием группы «Полипластик». В результате глубокого изучения состава, свойств стеклонаполненных полиамидов, технологии их производства и переработки в изделия удалось довести механические характеристики материала, изготавливаемого высокопроизводительным экструзионным методом, «Армамид» СВ-303 М и СВ-30-МУП до уровня «классического» термопласта ПА6–211-ДС, а в ряде случаев и превзойти его.

В настоящее время высокопрочные стеклонаполненные полиамиды применяются практически во всех образцах стрелкового оружия, выпускаемого отечественной промышленностью.

Но вот вопрос: возможно ли создание оружия полностью из пластика? В 2013 году американский оружейник Коди Уилсон опубликовал в сети Интернет свое изобретение – полностью пластиковый пистолет Liberator. Детали оружия, даже ствол печатаются на 3D-принтере (за исключением бойка – он изготавливается из гвоздя). По утверждению конструктора, ствол выдерживает до 11 выстрелов, затем он меняется на новый. Позднее появилось еще несколько конструкций, детали которых печатаются на 3D-принтере, но в них используется стальной ствол. По некоторым данным, в 90-х годах для ЦРУ был разработан пистолет Glass gun, в конструкции которого не было никакого металла, но по большей части он делался из керамики.

В той же модели Glock 17 и подобных ей образцах других производителей из пластика изготавливаются только рамка совместно с рукояткой и спусковой скобой, ряд других мелких деталей. Масса металлических компонентов составляет около 400 граммов. Это ствол и наиболее важные детали ударно-спускового механизма. А например, вес «Удава» с металлической рукояткой ориентировочно составил бы 1,2 килограмма, а с применением полимеров – всего 780 граммов. Согласитесь, существенная разница. Сегодня «Удав» является одним из самых легких пистолетов за счет применения пластика. Его рукоятка покрыта армамидом, из карбона со стекловолокном сделаны некоторые другие детали.

А на вопрос, создадут ли жизнеспособные пистолеты, изготовленные полностью из пластика, можно сейчас только ответить словами известной песни: «То ли еще будет…»

Виталий Струговец, полковник

Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 49 (862) за 22 декабря 2020 года