ガス作動式再装填

ガストラップシステムは、銃口から噴出する燃焼ガスを「捕捉」する仕組みです。このガスは表面に衝突し、そのエネルギーを運動エネルギーに変換します。この運動エネルギーによって銃の作動が繰り返されます。結果として生じる運動は銃口方向への前進運動であるため、ボルトを作動させるために必要な後退運動に変換する何らかの機械的な機構が必要となります。この機構は複雑化し、重量も増加します。また、トラップの位置によっては銃が長くなり、機構内部に汚れが入り込みやすくなります。こうした欠点はあるものの、比較的低圧のガスを使用し、銃身に穴を開ける必要がないため、初期の設計では魅力的なシステムでした。しかし、現代の銃器ではこのシステムはもはや使用されていません。

1884年、ハイラム・マキシムは米国特許第319,596号に記載されているマズルカップシステムを特許取得したが、この銃が実際に試作されたかどうかは不明である。ジョン・ブローニングは、米国特許第471,782号に記載されている初期のガス作動式銃の試作機において、銃口に閉じ込められたガスを利用して「フラッパー」を作動させ、この設計のわずかな変更をM1895コルト・ブローニング機関銃「ポテトディガー」に採用した。デンマークのバングライフルは、銃口ガスによって前方に吹き飛ばされるマズルカップを使用して、トランスファーバーとてこを介して作動機構を作動させた。その他のガストラップ式ライフルとしては、初期生産型のM1ガーランドやドイツのゲヴェール41（ワルサーとモーゼル両方のモデル）などがある。

アメリカ政府とドイツ政府はともに、銃身に穴を開けずに作動する銃器を要求していた。両政府は当初、この概念を兵器に採用したが、後に放棄した。初期のアメリカ製M1ガーランドライフルは、ほとんどがロングストロークガスピストンに改造されたため、現存するガスピストン式ライフルはコレクター市場で価値が高い。

1980年代、ソ連の設計者アレクサンダー・アドフは、TsKIB SOOで、銃口から標準的なロングストロークシステム（下記参照）へガスを分岐させるチューブを用いて、ガスエンジンが銃身に与える影響を軽減し、精度を向上させるというコンセプトを改良したが、ソ連の崩壊により彼の狙撃銃は採用されなかった。^{[ 11 ]}

ガス作動式ピストン式銃器のストローク長は、ピストンの移動距離とピストン自体の外径との比によって定義されます。特にロングストローク機構においては、加圧推進中のピストンの移動距離はピストンの外径よりも大きくなければならず、この距離は推進ガスの排出前に達成されなければなりません。加圧推進ガスがこの時点より前に排出される場合、それはショートストロークピストン式機構となります。ロングストロークガス作動システムの例としてよく挙げられるのは、ピストン、作動ロッド、ボルトキャリアグループが一体となって固定され、単一のユニットを形成する構造です。しかし、これは事実として正しい定義ではなく、様々な銃器設計における、互いに関連性のない特徴の観察に過ぎません。真のロングストロークピストン式銃器が稀であるのは、このような理由からであり、また、このような誤解や定義の歪みが生じるのもそのためです。ロングストロークピストン作動式銃器の例としては、M1ガーランドやAKMなどが挙げられる（ただし、これらに限定されない）。

M1918 BARなどの他の銃器は、ショートストローク機構またはロングストローク機構のどちらにも分類できる興味深い例を示しています。加圧推進中のピストンの主な移動距離は、ピストン自体の直径よりも短くなっています。しかし、通気口は十分に後方に配置されているため、ある程度の加圧下でピストンが移動する距離は、ピストンの直径よりも長くなります。これにより、M1918 BARの機構は事実上ハイブリッドになります。ピストンの最初の移動は短い距離で完全に加圧され、その後、ガスレギュレーター本体が急に停止し、ガスはピストンを部分的に迂回しながら、より低い圧力で直接推進力を提供します。ピストンの直径よりも長いストローク長に達すると、ガスはガスシリンダーチューブ内の6つの連続した（両側に3つずつ1列）通気口から排出されます。

上述の長ストローク機構とは対照的に、短ストロークピストン作動機構は、加圧推進力によって自身の最大直径よりも短い距離だけ移動するガスピストンによって定義されます。推進ガスは、ピストンが直径と同じ距離まで移動する前に排出またはバイパスされます。短ストロークガスシステムは長ストロークシステムよりも一般的で、シュタイヤーAUGに見られるタペットシステムなどのサブバリアントが含まれます。タペット機構はボルトキャリアグループに機械的にリンクされておらず、短ストローク機構が実際には何であるかについての誤解の原因となることがよくあります。長ストロークシステムと同様に、短ストローク機構と長ストローク機構の区別はしばしば誤解されています。よくある誤解は、短ストロークシステムには、ボルトキャリアグループに接続されていないピストンと作動ロッド（タペット機構）が備わっている必要があるというものです。これは多くの設計で共通の特徴ですが、ストローク長を定義する特徴ではありません。この分類は、ピストンが作動機構の他の部分と物理的に接続されているかどうかではなく、ピストンが圧力下で移動する距離とピストンの直径との比率のみに基づいて行われる。

長ストローク機構の文脈で先に議論したM1918 BARの例に戻ると、その分類は短ストロークの解釈も裏付けることができます。BARのガスレギュレーターには、レギュレーター本体を通してガスを前方に排出する直径0.035インチのオリフィスが設けられています。この最初からの連続的なガス排出により、ピストンが最大圧力を受ける時間と距離が制限されます。その結果、ピストンと作動ロッドが一体となって動くにもかかわらず、ピストン自体は真の長ストロークシステムとみなされるほど長時間、全圧状態を維持できない可能性があります。そのため、M1918 BARはハイブリッド、あるいは短ストローク機構の境界線上に位置する機構として分類されます。

前述の理由から、銃器部品の技術的な動作を説明する際にストローク長を用いる場合（マーケティング、特許出願、技術文書などの文脈において）、恣意的に適用したり、視覚的特徴や構造的特徴のみに基づいて適用したりするべきではない。むしろ、ピストンの形状との関連において、ピストンの実際の圧力駆動ストローク距離を反映させるべきである。

ボルトはロックされず、他のブローバック式銃と同様に、膨張する推進ガスによって後方に押し戻されます。ただし、推進ガスは銃身からピストン付きのシリンダーに排出され、ボルトの開放を遅らせます。この方式は、フォルクスシュトゥルムゲヴェーア1-5ライフル、ヘッケラー＆コッホP7、シュタイヤーGB、ワルサーCCPピストルなどで使用されています。

比較的高価な弾薬を大量に消費することを避けるため、 19 世紀後半から 20 世紀前半にかけて、アメリカ陸軍を含む多くの軍隊は、より安価な小口径弾薬を使用して機関銃班を訓練しました。そのためには、 .30-06 弾薬を使用するように設計された銃器を作動させるための安価な.22 LR弾薬が必要でした。デイビッド マーシャル ウィリアムズは、燃焼ガスがフローティング チャンバーの前面に直接衝突するガス ピストンとして機能する独立したフローティング チャンバーを使用する方法を発明しました。 ^{[ 12 ]} .45 口径M1911 ピストル用の .22 口径コルト サービス エース変換キットもウィリアムズのシステムを使用しており、非増強ブローバック機構で動作する他の変換よりもはるかに重いスライドを可能にし、変換されたピストルでの訓練を現実的にします。フローティング チャンバーは、より重いスライドを作動させるための追加の力を提供し、フル パワー カートリッジと同様の体感反動レベルを提供します。 ^{[ 13 ]}

プライマー作動式銃器は、プライマーの後退エネルギーを利用して銃器のロックを解除し、作動させる。ジョン・ガランドは、1920年代初頭にM1903ボルトアクションライフルを置き換える試みでこのシステムを開発したが、成功しなかった。^{[ 14 ] [ 15 ]}ガランドの試作機は、米軍の.30-06弾薬と圧着されていないプライマーでうまく機能したが、その後、軍は速燃性の火薬から漸進燃焼の改良軍用ライフル（IMR）火薬に変更した。圧力上昇が遅くなったため、プライマー作動式の試作機は信頼性が低くなり、ガランドはガス作動式ライフルの設計を放棄し、それがM1ガランドとなった。^{[ 14 ] [ 16 ]} AAIコーポレーションは、SPIWコンペティションに提出したライフルにプライマーピストンを使用した。^{[ 17 ]}このシステムを使用する他の銃器としては、ロス機関銃^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}、ポストニコフ APTアサルトライフル、および米国特許 2,401,616に記載されているクラーク カービン銃がある。^{[ 21 ]}また、米国特許 2537443Aのように、ボルトのポートからプライマー全体がカートリッジから排出され、ストライカーをコッキングする場合もある^{[ 22 ] 。}

LAW 80のスポッティングライフルやショルダーランチャー式多目的突撃武器にも同様のシステムが採用されており、9mm、.308 ウィンチェスター弾をベースにしたカートリッジを使用し、雷管の代わりに.22 ホーネット空包が使われている。発射すると、ホーネットの薬莢が少し後退し、作動機構がロック解除される。^{[ 23 ]}

直接噴射（DI）方式では、銃身の途中からチューブを通してガスを銃の作動部に送り込み、作動部がボルトキャリアに直接噴射します。これにより、よりシンプルで軽量な機構が実現します。この方式を採用している銃器には、1940年のフランス製MAS-40や1942年のスウェーデン製Ag m/42などがあります。アメリカのM16、M4、AR-15スタイルのライフルに採用されているストーナーガスシステムは、この方式を改良したもので、ガスチューブからボルトキャリアにガスを送り込み、ボルトに噴射します。ボルトはピストンとして機能し、銃を作動させます。主な利点の1つは、可動部が銃身軸と一直線上に配置されているため、照準像があまり乱されないことです。これは、フルオートマチック機構にとって特に有利です。欠点は、高温の推進ガス（およびそれに伴う汚れ）が作動部に直接噴射されることです。^{[ 24 ]}直接衝突作動では、発射時にレシーバーに蓄積される熱量が増加し、潤滑剤が燃焼して覆い隠される可能性があります。ボルト、エキストラクター、エジェクター、ピン、スプリングも同じ高温ガスによって加熱されます。これらの複合的な要因により、これらの部品の耐用年数、信頼性、平均故障間隔が低下します。^{[ 25 ]}