Поршневой затвор — механизм артиллерийского орудия, обеспечивающий открывание и закрывание канала ствола благодаря сцеплению нарезки поршня и нарезной части казенного среза ствола.
Затвор — часть огнестрельного оружия, заряжаемого с казны[1], служащая для закрывания канала с целью образования его дна[2]. На начало XX столетия «Затвор» — механизм, служащий для закрывания канала заряжаемого с казны огнестрельного оружия и образования его дна[3]. У артиллерийских орудий[4][5] затворы клиновые и поршневые, у ружей — откидные, крановые и скользящие[3]. В зависимости от конструкции поршня поршневые затворы разделяются на цилиндрические, со сплошной или секторной нарезкой и конические. В зависимости от движения поршня при открывании поршневые затворы разделяются на однотактные, двухтактные и трёхтактные[6].
Механизм поршневого затвора состоит из рамы затвора, поршня, рукоятки затвора, оси рукоятки затвора и гребенки. Ось соединяет раму затвора со стволом, гребенка вращает поршень при открывании и закрывании затвора. В закрытом положении поршень соединяется с казёнником при помощи сцепления нарезки на его наружной поверхности с нарезкой на поверхности поршневого гнезда[7]. Современные поршневые затворы, как правило, имеют цилиндрический или конический поршень с секторной нарезкой, где чередуются нарезные и гладкие сектора. В прошлом использовались также поршни со сплошной нарезкой. Для удобства пользования двухтактными затворами необходимо, чтобы угол поворота рукоятки не превышал 120°. Для предотвращения самопроизвольного открывания затвора используется сцепление рукоятки затвора с рамой, а также введение в конструкцию специальных стопоров[8].
К однотактным поршневым затворам относятся системы с цилиндрическим поршнем, имеющим сплошную нарезку. Они допускают только гильзовое заряжание[9]. В двухтактных затворах сначала придаётся вращательное движение поршню для расцепления нарезных секторов поршня и казённика, а при продолжении вращения рама затвора отходит от казённого среза ствола и извлекает поршень из гнезда[6]. При закрывании двухтактного затвора действие происходит в обратном порядке. В трёхтактных затворах поршень сначала вращается в раме затвора для расцепления нарезных секторов, затем совершает прямолинейное поступательное движение, выходит из гнезда и в третьем такте отводится в сторону от казённика[10]. Большинство современных поршневых затворов принадлежит к двухтактному типу[6].
Шведский инженер Аксель Велин (швед. Axel Martin Welin) впервые предложил свой ступенчато-винтовой затвор в 1890 году. Его конструкция отличалась наличием нарезки двух и более диаметров. Что позволило сделать поршень сравнительно коротким и лёгким, сократить угол его поворота вокруг своей оси, упростить выход из казённика и отвод в стону (качание), что положительно сказывалось на скорости запирания и отпирания канала ствола. Конструкция позволило совместить в одной конструкции удобство «короткого» поршня и надёжность в плане обтюрации — «длинного».