Projekt MSBS-12: Automatyczna strzelba modułowa

MSBS-5,56 to konstrukcja rozwijana przez Instytut Techniki Uzbrojenia Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa Wojskowej Akademii Technicznej (ITU WML WAT) wspólnie z Fabryką Broni „Łucznik-Radom” od grudnia 2007. System powinien kompleksowo wypełnić zapotrzebowanie żołnierza piechoty na uzbrojenie podstawowe poprzez opracowanie komponentów takich jak: subkarabinek, karabinek podstawowy, karabinek-granatnik, karabinek wyborowy i karabinek maszynowy.

MSBS-5,56 dostosowano już do innych typów amunicji. Pierwszy taki wariant zadebiutował we wrześniu 2016 podczas Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego (MSPO). Po wymianie zespołu lufy, samego zamka i magazynka, karabinek może strzelać nabojem pośrednim 7,62 mm × 39 wz. 43. Kolejnym etapem, związanym z wymaganiami programu zaawansowanego indywidualnego systemu walki Tytan była konwersja karabinka do amunicji ćwiczebnej z pociskami barwiącymi 5,56 mm UTM (Ultimate Training Munition) MMR (Man Marker Round). Okazało się to jeszcze prostsze, wymagało jedynie zastąpienia zespołu ruchomego (suwadła i zamka) przez swobodny zamek. Dodatkowym elementem – niekoniecznym, ale zwiększającym bezpieczeństwo ćwiczeń – jest magazynek do nabojów UTM MMR z kadłubem z niebieskiego tworzywa sztucznego.

W oparciu o rozwiązania MSBS-5,56 powstaje też samopowtarzalny karabin wyborowy do amunicji 7,62 mm × 51 NATO, oznaczony roboczo jako MSBS-7,62N KW.

Nad konstrukcjami bazującymi na systemie MSBS-5,56 pracują między innymi studenci Instytutu Techniki Uzbrojenia. W kręgu ich zainteresowania znalazł się pistolet maszynowy do amunicji 9 mm x 19 i zestawy treningowe do strzelania ćwiczebną amunicją barwiącą. Jednym z potencjalnych kierunków dalszego rozwoju Modułowego Systemu Broni Strzeleckiej jest jego rozbudowanie o wyspecjalizowany wariant uzbrojenia: strzelbę automatyczną w konstrukcji modułowej, umożliwiającą wykorzystanie różnorodnej amunicji.

Projekt wstępny takiej konstrukcji powstał pod kierunkiem płk. dr inż. Mirosława Zahora właśnie w ITU WML WAT. Opracował go – w ramach pracy w Kole Naukowym Studentów Uzbrojenia oraz tworzenia pracy dyplomowej – Hubert Ławniczak, którego praca magisterska nosiła tytuł Projekt wstępny strzelby śrutowej w konstrukcji modułowej.

Strzelba MSBS-12, opracowana na bazie 5,56-mm karabinka podstawowego MSBS-5,56K to prawdopodobnie pierwszy projekt modułowej strzelby automatycznej. Łączy w sobie ergonomię, funkcjonalność, szybkostrzelność i niewielkie wymiary podstawowej broni indywidualnej z wszechstronnością i siłą ognia strzelb. Wcześniejsze krajowe prace w tym kierunku autorstwa mgr inż. Karoliny Pęcherzewskiej dotyczyły strzelby nieautomatycznej typu pump-action.

Najnowsze konflikty zbrojne w Syrii, Iraku, Afganistanie i na terenie byłej Jugosławii, cechuje wiele podobieństw. Dotyczą one wzajemnego stosunku walczących stron, charakterystyki miejsca walk, statusu uczestniczących osób, źródeł i motywacji działań agresywnych i przyjmowanej strategii działań militarnych. We wszystkich przypadkach starcia miały znamiona konfliktu asymetrycznego, czyli walki zbrojnej miedzy stronami różniącymi się znacznie pod względem materialnym, technicznym, technologicznym, potencjału militarnego, a także kulturowym. Najczęściej działania prowadzono w terenie zurbanizowanym, przy jednoczesnej obecności ludności cywilnej.

W wielu przypadkach działania miały swoje źródła w terroryzmie lub terrorystyczne formy. Niejednokrotnie miały one miejsce w sercu wielkich europejskich miast. Coraz częściej oprócz prowadzenia walki zachodziła potrzeba bezkrwawego tłumienia zamieszek, lub kontroli nad agresywnym tłumem.

Rola strzelby w siłach zbrojnych ciągle się zwiększa. Świadczy o tym wprowadzanie w ostatniej dekadzie przez wiele armii nowych konstrukcji tego typu do wojska, jak też modyfikację już używanych. Od 2003 Amerykanie używają powtarzalnej strzelby M26 MASS (Modular Accessory Shotgun System) kalibru 12. Broń zasilana z pudełkowego magazynka występuje w odmianie podwieszanej pod karabinek M16/M4 i samodzielnej dołączonej do szkieletu z kolbą.

W siłach zbrojnych strzelba wykorzystywana jest głównie do niszczenia celów technicznych podczas działań w terenie zurbanizowanym – odstrzeliwania zamków i zawiasów. Jednak coraz większy udział wojska w działaniach stabilizacyjnych i operacjach innych, niż wojna powoduje, że żołnierze są też wyposażani w broń i amunicję niezabijającą, służącą do kontrolowania tłumów.

Strzelba jest indywidualną bronią palną o przeznaczeniu myśliwskim, sportowym lub wojskowym. Może być to konstrukcja jednostrzałowa, powtarzalna, samopowtarzalna lub samoczynno-samopowtarzalna. Strzelba służy do zwalczania i obezwładniania siły żywej oraz niszczenia urządzeń technicznych na odległościach do 50 m. Konstrukcje tego typu wyposażone są zazwyczaj w lufy gładkie najczęściej kalibru 12 (określanego miarą wagomiarową, czyli około 18,5 mm). W Polsce wykorzystywane są głównie w Policji i Służbie Więziennej, jak też jednostkach specjalnych. Do używanych w kraju modeli można zaliczyć strzelby Mossberg 500 i Mossberg 590, w mniejszej liczbie także SDASS Imperator, Benelli M1, Remington 870, Winchester 1300 Defender oraz Hatsan Escort.

Cechą kwalifikująca daną broń jako strzelbę jest charakterystyczna amunicja: z łuską cylindryczną i kadłubem wykonanym z tworzywa sztucznego, który w części dennej ma gniazdo na spłonkę i metalowe okucie. Powstała w ten sposób spora przestrzeń pozostawia konstruktorom dużą dowolność w projektowaniu pocisku. Z tego powodu opracowano dotychczas bardzo wiele typów amunicji do strzelb, co czyni ten rodzaj uzbrojenia niezwykle wszechstronnym.

Jedynym w Polsce producentem nabojów do strzelb jest Fabryka Amunicji Myśliwskiej „FAM-Pionki”. Produkuje ona, wbrew nazwie, nie tylko modele dla myśliwych, ale także bojowe i niezabijające. Najczęściej spotykane w rodzimych służbach są naboje LFT-6,8. To dwanaście ołowianych śrucin o średnicy 6,8 mm, które przeznaczone są do walki na bliskim dystansie i w budynkach. Na średnie odległości lub do niszczenia techniki opracowano monoblokowe pociski W8 MP (energia kinetyczna na dystansie 2,5 m to 1800 J). Na dużym dystansie (do 100 m) zastosowanie znajdzie podkalibrowa amunicja typu Brenneke w sabocie SAK o znacznej energii początkowej pocisku (energia na 2,5 m to 3075 J)

Szczególnie ciekawą grupą stanowią naboje typu PIK, których pocisk wykonany jest z prasowanego proszku metalu. Po trafieniu w przeszkodę ulega on rozkruszeniu, co zmniejsza ryzyko niezamierzonego rażenia innych celów i ogranicza rykoszetowanie. Dwie z pięciu dostępnych odmian, PIK Magnum i PIK Destruktor, wyróżniają się dużą energią początkową pocisku (2800-3400 J na dystansie 2,5 m). Amunicja CS-94, CS-94M, CS-98 zawiera dodatkowo środek łzawiący CS (2-chlorobenzylidenomalononitryl). Dostępne są również naboje obezwładniające z gumowymi pociskami, przeznaczone do tłumienia zamieszek: Rój, Bąk i Chrabąszcz o energiach początkowych nieprzekraczających 40 J.

Przygotowanie projektu modułowej strzelby automatycznej MSBS-12 obejmowało kilka etapów. Najpierw opracowano model 3D wszystkich poszczególnych części i mechanizmów broni. Wymiary elementów były dobierane w oparciu o badania wytrzymałościowe prowadzone Metodą Elementów Skończonych (MES) programami SolidWorks Simulation i ANSYS16.

Zgodnie z metodologią postępowania projektowego oraz z odpowiednimi Polskimi Normami Obronnymi sporządzono też wstępne założenia taktyczno-techniczne dotyczące urządzenia.

Zaprojektowana strzelba ma być bronią samoczynno-samopowtarzalną, działająca na zasadzie odprowadzania gazów przez boczny otwór w lufie. Powinna mieć kaliber 12, z uwagi na rozpowszechnienie i dostępność wielu różnych rodzajów amunicji, jak też możliwość stosowania nabojów o długości łuski zarówno 70 mm (12/70), jak i 76 mm (12/76). Założono też, że masa konstrukcji bez magazynka i dodatkowych elementów nie może przekraczać 3,8 kg. Strzelba powinna być konstrukcją modułową z wymiennymi lufami o proponowanej długości 380 lub 470 mm. Przy tym planowaną prędkość początkowa pocisku LFT-6,8 wystrzelonego z lufy 470-mm określono jako nie niższą niż 350 m/s.

Zgodnie z założeniami strzelba ma być wyposażona w szynę zgodną z wymaganiami STANAG 4694 do mocowania przyrządów celowniczych i innych urządzeń dodatkowych, w tym takich opracowanych dla MSBS-5,56. Konstrukcja broni ma czynić ją w równym stopniu dostępną dla użytkowników prawo- i leworęcznych. Założono, że MSBS-12 będzie zasilana z magazynków opracowanych dla strzelby Sajga 12K. Ma osiągać szybkostrzelność teoretyczną na poziomie 300 strzałów na minutę.

Tak zaprojektowana strzelba przeznaczona jest dla szerokiego kręgu odbiorców, w szczególności dla oddziałów specjalnych i kontrterrorystycznych, Żandarmerii Wojskowej, Straży Granicznej, Wojsk Obrony Terytorialnej i Służby Więziennej.

Automatyczna strzelba modułowa MSBS-12 w odmianie z 470-mm lufą z bębnowym magazynkiem i bagnetem. W tej konfiguracji broń ma masę 5,9 kg. Na rysunku: 1 – strzelba MSBS-12, 2 – 20-nabojowy magazynek bębnowy, 3 – ruchome łoże (czółenko) , 4 – Nóż-bagnet

Podstawowym źródłem zasilania MSBS-12 ma być 10-nabojowy, jednorzędowy magazynek pudełkowy

MSBS-12 z 20-nabojowym magazynkiem bębnowym, przeznaczonym do samoczynnego strzelania w sytuacjach wymagających dużej siły ognia, w których manewrowość nie jest aż tak istotna

Strzelba w konfiguracjach z lufami długości 380 i 470 mm, z magazynkami pudełkowymi i bębnowymi, z kolbą złożoną i rozłożoną

Jako że strzelba MSBS-12 konstrukcyjnie wywodzi się z 5,56-mm karabinka podstawowego MSBS-5,56K, jej obsługa odbywa się na tej samej zasadzie. Różnica dotyczy tylko działania magazynka bębnowego. Takie części jak kolba, chwyt pistoletowy, mechanizm spustowo-uderzeniowy czy łoże są w pełni wymienne z oryginalną konstrukcją, dotyczy to wielu innych drobnych elementów i akcesoriów.

W odróżnienie od bazowego systemu MSBS-5,56K strzelba MSBS-12 została zaprojektowana wyłącznie w układzie klasycznym (kolbowym). Układ bezkolbowy został odrzucony z powodu problemu dołączenia magazynków, które dla amunicji kalibru 12 mają znaczne wymiary.

Automatyka broni do poprawnego działania wymaga zbliżonych impulsów ciśnienia w komorze gazowej. Muszą one być dostatecznie silne i odpowiednio powtarzalne. Trudność polega na tym, że ciśnienie w przewodzie lufy jest niskie i – w zależności od używanego typu nabojów – zróżnicowane. Dlatego zaprojektowano nowy węzeł gazowy, z dwoma otworami gazowymi oraz automatycznym zaworem upustowym zlokalizowanym w przedniej części. Przy zastosowaniu amunicji o większej energii uwalnia on nadmiar gazów prochowych. Rozwiązanie to jest jednym z kluczowych elementów projektu. Automatycznie działający mechanizm dostosowujący broń do amunicji eliminuje zupełnie działanie człowieka w tym zakresie.

Szybko okazało się, że niezależnie od zastosowanego typu automatyki broń nie będzie zdolna do automatycznego przeładowania się, gdy wykorzystana zostanie amunicja obezwładniejąca, ostrzegawcza lub ćwiczebna. Naboje o tak niskiej energii działania wytwarzają w przewodzie lufy ciśnienie niższe o dwa rzędy wielkości od zapewnianego przez amunicję bojową, co uniemożliwia zadziałanie automatyki. Jednak ręczne przeładowywanie po każdym strzale broni o kształcie karabinka jest kłopotliwe – strzelec musiałby jedną ręką puścić strzelbę. Aby wyeliminować tę niedogodność, zaprojektowano łoże ruchome, montowane w miejsce oryginalnego. Wyposażone jest ono w popychacze opierające się o rękojeść przeładowania. Dzięki temu możliwe jest nieautomatyczne działanie broni w trybie pump-action.

Zamek i obsada lufy z ośmioma oporami ryglowymi

Węzeł gazowy z dwoma otworami gazowymi i automatycznym zaworem upustowym

Aby maksymalnie zwiększyć uniwersalność broni, zaprojektowano dwie lufy. Pierwsza, o długości 470 mm, pozwala w pełni wykorzystać potencjał amunicji. Nadaje pociskowi odpowiednią prędkość wylotową, gwarantuje też celność na dystansie do 100 metrów. Do dynamicznej walki na dystansie do 25 metrów, na przykład w terenie zurbanizowanym czy w budynkach, opracowano lufę długości 380 mm. Jej zastosowanie pozwala na zmniejszenie masy i długości broni, a co za tym idzie: znaczne zwiększenie jej manewrowości.

W części wylotowej lufy zaprojektowano gniazdo z gwintem do montażu wkrętki czokującej. Użycie przewężonego wylotu przyczynia się do lepszego rozsiewu poprzecznego śrucin (loftek) w porównaniu z konstrukcjami o lufach cylindrycznych.

W konstrukcji zespołu lufy uwzględniono wspornik bagnetu kompatybilny z nożem-bagnetem MSBS-5,56. Mimo niewielkiego znaczenia walki na bagnety na dzisiejszym polu bitwy uznano, że brak możliwości jego użycia byłby wadą broni. Zresztą ryzyko walki wręcz w czasie działań w terenie zurbanizowanym (zwłaszcza w budynkach) nie jest znikome, a bagnet dołączony do broni zwiększa szanse w takiej walce.

Podczas projektowania strzelby opracowano również urządzenie wylotowe, którego głównym przeznaczeniem jest danie oparcia broni podczas przestrzeliwania zamków w drzwiach, niszczenia zawiasów, urządzeń czy zapór. Ponadto chroni ono lufę przez odpryskami z niszczonej przeszkody.

Urządzenie przypomina kształtem hamulec wylotowy. Nie służy jednak redukcji odrzutu, a jedynie zapewnia odpowiedni dystans od celu w przypadku strzału z przyłożenia. Zakończona piłokształtnymi występami część przednia sprawia, że lufa nie ślizga się po celu, a także pozwala na przykład wybić szybę – na przykład po to, by uzyskać czystą pozycję do strzału.

Ruchome łoże (czółenko) służące do ręcznego przeładowania strzelby

Wspornik bagnetu kompatybilny z nożem-bagnetem MSBS-5,56

Wkrętka czokująca przewężająca wylot lufy i zapewniająca lepszy rozsiew poprzeczny śrucin

Urządzenie wylotowe zwiększające dystans do niszczonej przeszkody

W celu dostosowania broni (projektowanej pierwotnie pod naboje pośrednie) do amunicji kalibru 12 wydłużono płaszcz komory zamkowej oraz prowadnice suwadła. Od nowa zaprojektowano zespół suwadła z zamkiem. Na zamku znajduje się siedem rygli ułożonych regularnie co 45 stopni. Miejsce ósmego rygla zajmuje gniazdo wyciągu. Zespół zamka jest symetryczny względem płaszczyzny poziomej, analogicznie do konstrukcji bazowej. Pozwala to na zamontowanie zamka obróconego o 180 stopni, co zmienia kierunek wyrzucania łusek. Dzięki temu z broni mogą korzystać również strzelcy leworęczni. Długości suwadła, iglicy oraz trzonu zamkowego zostały zwiększone w stosunku do karabinku podstawowego. Analizy wskazują nawet na możliwość wykorzystania niektórych części zaprojektowanych do karabinu MSBS-7,62N.

W projektowanej broni zespół ryglowy składa się z dwóch elementów: obsady lufy – połączonej z nią poprzez tuleję (pozbawioną opór ryglowych) – oraz zamka. W obsadzie znajduje się osiem opór ryglowych, z których siedem bierze udział w ryglowaniu. Odbywa się ono przez obrót zamka w prawo. Dostosowanie mechanizmu ryglowego do naboju śrutowego kalibru 12 (a więc znacznie większego od naboju pośredniego czy karabinowego) mieszczącego się we wnętrzu komory zamkowej o zwartej konstrukcji sprawiło sporo problemów w trakcie projektowania strzelby.

Broń dostosowano do magazynków opracowanych dla rozpowszechnionej strzelby automatycznej – Sajga 12K. Magazynek ten jest wsuwany ukosem od dołu, a w tylnej części ma oporę do dźwigniowego zatrzasku. Ze względu na wymiary i odmienny sposób dołączania zaadaptowanych magazynków powiększono i zmodyfikowano (względem karabinka) gniazdo. Zaprojektowano również oryginalny mechanizm zaczepu – z dźwignią umieszczoną za gniazdem – współpracujący z charakterystycznym dla systemu MSBS nożycowym układem dźwigni zatrzasków magazynka.

Na podstawie istniejącego magazynka oraz dokumentacji patentowej opracowano modele trzech magazynków: dwóch pudełkowych o pojemnościach 8 i 10 naboi, oraz bębnowego, mieszczącego 20 sztuk amunicji. Ich korpusy mają być wykonane z przezroczystego poliwęglanu, co umożliwia kontrolę typu i liczby pozostających w dyspozycji naboi.

Podstawowym źródłem zasilania strzelby MSBS-12 ma być 10-nabojowy, jednorzędowy magazynek pudełkowy. Łączy w sobie dużą pojemność z akceptowalną masą i odpowiednią manewrowością. Dla bardziej dynamicznych strzelań opracowano magazynek najmniejszy. Model bębnowy mieszczący 20 sztuk amunicji zaprojektowano z myślą o samoczynnym trybie pracy strzelby. Przeznaczony jest on do wykorzystanie w sytuacjach wymagających dużej siły ognia, w których manewrowość nie jest aż tak istotna (na przykład przy prowadzeniu ognia zza zasłony czy z dwójnogu).

Magazynki proponowane do strzelby MSBS-12: pudełkowy 8-nabojowy, pudełkowy 10-nabojowy i bębnowy 20-nabojowy

MSBS-12 to drugi model strzelby gładkolufowej kalibru 12 bazujący na konstrukcji karabinka MSBS-5,56 opracowany przez studentów ITU WML WAT. W 2013 ujawniono pierwszy projekt powstały w ramach pracy dyplomowej realizowanej przez Karolinę Pęcherzewską. Była to koncepcyjna strzelba powtarzalna, przeładowana ruchem łoża-czółenka. Rozwój projektu doprowadzono do postaci makiety z tworzywa sztucznego, wykonanej metodą szybkiego prototypowania.

Konstrukcja nawiązywała ideowo do stworzonego w 1993 modelu badawczego ZAH-1. Twórcą powtarzalnej strzelby z 400-mm lufą do amunicji 12/70 zasilanej z wymiennych 5-nabojowych magazynków pudełkowych był Mirosław Zahor.

Zakładano, że projektowana na bazie karabinka MSBS-5,56 strzelba będzie wykorzystywana głównie w działaniach prewencyjnych policji, wojska i innych służb. Podczas projektowania określono, że długość całkowita broni nie powinna przekraczać 900 mm. Strzelba miała być wyposażona w kolbę składaną, co zwiększy jej manewrowość ruchową. W przypadku strzelby nie należy nadmiernie obniżać masy konstrukcji. Podczas strzelania może to ujemnie wpływać na stabilność broni i powodować zbyt bolesne odczuwanie siły odrzutu działającej na ramię strzelającego. Dlatego założono, że masa konstrukcji nie może być większa od 4 kg. Aby wyeliminować wady stałych magazynków rurowych, najczęściej stosowanych w tego typu konstrukcjach (niewielka pojemność oraz długi czas ładowania), w projektowanej strzelbie zastosowano wymienny magazynek pudełkowy, podobny do użytego w modelu ZAH-1.

Przekształcenie karabinka automatycznego w broń nieautomatyczną kalibru 12 wymagało wydłużenia komór zamkowej i spustowej, powiększenia okna wyrzutowego łusek oraz wymiany mechanizmów broni. W skład zespołu ruchomego miał wejść zamek i suwadło, współpracujące z popychaczem połączonym z łożem (czółenkiem). W celu uniknięcia dalszych modyfikacji komory zamkowej, założono umieszczenie popychacza naciskającego na suwadło w taki sposób, aby wykorzystać przestrzeń zajmowaną uprzednio przez rurę gazową oraz tłok i tłoczysko. Aby zachować szerokość obu komór, autorka projektu zrezygnowała z tulei ryglowej i przeniosła rygle na obsadę lufy. Zastosowała też zamek z płaskim czołem o odmiennej konstrukcji, co wymusiło zmianę sposobu wyciągania i wyrzucania łusek, jak też modyfikację geometrii suwadła i iglicy.

Rysunek przedstawiający pierwszą strzelbą powtarzalną zaprojektowaną na ITU WML WAT w 2013

Porównanie modelu badawczego ZAH-1 do makiety strzelby z 2013

Artykuł opublikowany pierwotnie w MILMAG nr 2/2017