ガスオペレーション / Gas-operation †
自動小銃などで採用されている自動装填機構のひとつ。「ガス圧利用方式」とも呼ばれる。
発砲で生じる燃焼ガスの圧力を一部利用して、薬室の開放と薬莢の排出を行い、次弾を装填する方式。バレル内の穴などから発射ガスの一部を導き、バレルと平行に配されたバイパスやピストンを通じて、発砲のエネルギーの一部をボルトへと送り込んでこれを後退させるというもの。
ブローバック方式のように発砲の反動を利用する場合、強力な弾丸であればあるほど、ボルト(或いはスライド)の後退スピードは増す。よってそれらが破損する危険も当然増すので、反動のショックやスピードを抑えるためにボルト/スライドを閉鎖するスプリングをより強いものとしたり、或いはボルトや火器本体をより重くより頑丈なものとしたりする必要がある。だが、あまり強いスプリングでは、初弾を送るさいにボルト/スライドを手動で引くことが困難となるうえボルトの前進スピードは増し、頑丈だが重すぎるボルトや火器は個人での携行が困難となる*1。
しかし、ガスオペレーションの手法なら、構造はブローバックよりやや複雑となるが、ボルト/スライドの開放に必要なエネルギーのみを取り出すことが出来るので、むやみにスプリングなどを強くする必要はなくなり、使用者が操作するさいの負担は軽くなる。ガスオペレーションが、デザートイーグルのような大口径自動拳銃や自動小銃などの強力な弾丸を使用する銃に採用されている所以である。
ガスオペレーションには、ショートストローク、ロングストローク、ガストラップといったピストンを介する方式と、ガス直噴方式の四つが存在する。なお、ピストンを介さないM16などに採用されているガス直噴式のものは、(銃そのものの数はともかく)少数派である。
ショートストローク-ガスピストン方式は、古くはSVTやG43、M1カービン。第二次大戦後にはM14やFAL、AR18 。近年はG36やSCARなど、最新のアサルトライフルでも採用されている方式である。ピストンとボルトグループはそれぞれ独立しており、発射ガスで押し出されたピストンが、更にボルトグループを蹴り出すという仕組みだ*2。機構は後述のロングストロークに比べ複雑だが、駆動に必要なエネルギーや反動が小さくて済むという利点がある。
ロングストローク-ガスピストン方式は、AK47やM1ガーランドが採用している、ボルトキャリアに固定されたオペレーションロッド（もしくはピストン）をガスで駆動するシステムである。ロッドが重く慣性モーメントが大きいため反動が大きくなるものの、構造がシンプルで頑健な点で優れている。
またガストラップは、開発段階のM1ガーランドが採用していたものである。銃口付近にトラップを設け、マズルブラストを利用してガスピストンを動作させる仕組みだったが、ものにならず、結局ロングストローク-ガスピストン方式に落ち着いたという経緯がある。
ガスオペレーションには、確実に薬室を閉鎖し、上記のようにガス圧によって作動し薬室を開放するボルト機構が必要である。この閉鎖機構は主に2種類あり、ロータリーボルト方式とティルトボルト方式が挙げられる。
ロータリーボルト方式はボルトアクションの回転閉鎖機構を自動化したもので、オペレーションによる生じる後退作動をカムにより回転動作に変換し、ボルトのロックを解放する。M1ガーランドやAK47、M16で採用されている。ロッキングラグ(閉鎖時に薬室の溝と噛み合うギア状の部位)は、シンプルなものなら2か所で噛み合いボルトが90度回転するものだが、6ないし8つのロッキングラグを噛み合わせるものはマイクロロッキングラグと呼ばれ、回転角が少ないことから素早く確実な閉鎖がなされる設計である。
ティルトボルト方式は閉鎖時にボルトをレシーバーの溝に嵌め合わせ、後退するピストンによりボルトが引き上げられ傾き(ティルト)、閉鎖が解放される。ロータリーボルト方式と比べ機構自体はシンプルであるが、レシーバー側の嵌め合い部(閂子)に強度のある素材・加工が必要となる。StG44やFALなどで採用例がある。
この他にもロッキングブロック(専用のロッキングブロックが上下して閉鎖と解放を制御する)方式やフラップ(ボルトからフラップが左右に展開して閉鎖し、フラップが閉じることで解放される)方式が存在する。
ガスオペレーションでは、「ガス規制子」という絞りを掛ける機構を採用する例がある。銃の動作に必要なエネルギーの量は銃本体の作動機構内部の汚れや歪みで変化し、また弾薬の燃焼で発生するエネルギーも、装薬の量や燃焼速度、弾自体の製造品質によって変化する*3ことから、発射ガスの取り出し、もしくは余剰ガスの排出量を調節することで、作動に必要なガス圧に最適化する*4ための機構である。特に機関銃のようなフルオートマチック射撃が可能かつ、安定した持続射撃が求められる火器に設けられる。
ガス規制子を採用していないガスオペレーションの火器も多く存在する。AKやM16がその例で、多くの発射ガスを引き込み高めのガス圧を得ることで動作信頼性をあげる設計となっている。代償としてAKではボルトの後退速度が速くなり過ぎて機関部後端への衝突時の振動や負荷が大きく耐久性と連射時の射撃精度を損ねており、M16ではボルトキャリアにガスシリンダーを有する設計上、排莢孔から余剰ガスを排出するため、左利きの射手の場合は余剰ガスが射手の顔面近くに噴出してしまう他、減音器を使用した際にはチャージングハンドルの隙間から射手の顔面に向けて余剰ガスが噴出してしまう場合がある。
