Выстрел производится по окончании запирания при приходе подвижной системы в крайнее переднее положение, так что часть энергии отдачи расходуется на ее торможение. Затем подвижная система начинает откат. При этом возвратно-боевая пружина и возвратная пружина ствола сжимаются. После вылета пули из канала ствола пороховые газы попадают в полость дульного устройства, где, расширяясь, давят на поршень ствола, придавая ему дополнительный импульс движения.
При откате ускоритель своими наружными роликами набегает на фигурные полости копира, расположенного в коробе, разворачивается и поворачивает связанный с ним затвор. Отпирание канала ствола заканчивается при отходе подвижной системы на 18 мм. Ускоритель, закончив отпирание, своими средними роликами взаимодействует с наклонными пазами затворной рамы и передает часть кинетической энергии отката ствола затвору, обеспечивая ускоренный отход затворной рамы с затвором от ствола и надежное удаление стреляной гильзы. Ствол возвращается вперед под действием своей пружины. Извлечение стреляной гильзы производится Т-образным пазом затвора (боевой личинки затвора), удерживающим шляпку гильзы. При продолжающемся движении назад затворной рамы с затвором подаватель, скользя своей верхней частью по среднему копиру крышки ствольной коробки, поворачивается и опускает очередной патрон вниз по пазам зацепов затвора. Таким образом, удаление гильзы производится подачей очередного патрона, который выдавливается из звена ленты в паз затвора и выталкивает стреляную гильзу (последняя гильза отражается за счет более глубокого поворота рычага подавателя). Движок подачи, связанный с затворной рамой, перемещает влево ползун подачи, который своими подающими пальцами подает очередной патрон с лентой на величину шага так, что шляпка гильзы патрона становится по центру заднего продольного окна для захвата извлекателями.
К моменту прихода затвора в заднее положение энергия отдачи почти полностью гасится возвратной пружиной и буфером. Буфер не только смягчает удар затвора в крайнем заднем положении, но и придает ему начальный импульс наката, сокращая длительность цикла автоматики. Если спуск нажат, затвор и затворная рама под действием импульса буфера и возвратно-боевой пружины начинают движение вперед, досылая очередной патрон в патронник и завершая цикл автоматики.
Секторный прицел пулемета собран в задней части короба (ствольной коробки), мушка с предохранителем — на высоком основании в передней части короба. Хотя дальность полета 14,5-мм пули достигает 7000–8000 м, и ее убойность по живой силе сохраняется на всей этой дальности, но прицельная дальность ограничена 2000 м, на больших дальностях рассеивание попаданий слишком велико, кроме того затруднено наблюдение результатов стрельбы и ее корректировка.
Стрельба из пулемета ведется короткими очередями по 5 выстрелов, длинными по 20 выстрелов, и непрерывно. Непрерывный (автоматический) огонь возможен до 150 выстрелов, после чего требуется замена ствола.
В конструкции широко использованы штампованные детали, разборка не требует инструментов. К достоинствам системы относятся сравнительно плавная работа автоматики (за счет роликов на элементах подвижной системы), отсутствие необходимости в точных регулировках зазоров, высокая надежность в различных условиях эксплуатации.
Колесный станок к пулемету создан С.А. Харыкиным в ОКБ-43 (под руководством известного специалиста по установкам М.Н. Кондакова) по типу облегченного артиллерийского лафета с раздвижными станинами с сошниками, отличался небольшой высотой оси канала ствола относительно боевой оси станка (как, например, в противотанковых пушках). «Тело» пулемета крепилось в люльке станка. Пулемет на станке мог перевозиться в кузове грузовика ГАЗ-51 и ГАЗ-63, разбираться на несколько частей для переноски. Колеса большого диаметра со штампованными дисками и резиновыми шинами из гусматика и торсионное подрессоривание хода позволяли буксировать пулемет автомобилем на короткие расстояния или перекатывать по полю боя силами расчета. Подрессоривание автоматически отключалось при переводе пулемета в боевое положение, механизм качания хода относительно основания станка позволял устанавливать станок на четыре точки (два колеса и два сошника) даже на неровных площадках. Если подготовка окопа для 7,62-мм пулемета СГМ требовала 4 человеко-часов, то окопа для 14,5-мм ПКП — 20 человеко-часов.
В 1952 г. Константин Александрович Барышев начал разработку облегченного колесно-треножного станка. Снабдив станок большим передним опорным сошником, он смог уменьшить его массу по сравнению с колесным в 2,8 раза, одновременно улучшив кучность стрельбы (за счет смещения вперед точки упора станка в грунт и уменьшения «подброса» станка) и увеличив углы горизонтального наведения. Для отработки станка К.А. Барышев был прикомандирован к ковровскому ОКБ-2. В 1955 г. станок Барышева приняли на вооружение. Боевые характеристики пулемета с этим станком повысились примерно в 1,5 раза.
Образцы современных 14,5-мм патронов (14,5×114)
Для стрельбы из пулемета Владимирова поначалу использовались уже выпускавшиеся патроны 14,5×114 с бронебойной пулей Б-32 и бронебойно-зажигательной БС-41, а также принятый вместе с пулеметом вариант с бронебойно-зажигательно-трассирующей пулей БЗТ-44 (со стальной оболочкой, стальным сердечником, свинцовой рубашкой, зажигательным составом и стаканчиком с воспламенительным переходным и трассирующим составом). Пуля Б-32 на дальности 300 м пробивала 21-мм броню, БС-41 — 35-мм. В 1950 — 1960-е годы в связи с распространением пулеметов были приняты патроны с пристрелочно-зажигательной пулей ПЗ, зажигательной мгновенного действия МДЗ (для стрельбы по воздушным целям на дальности до 2000 м), конструкция которых — как и Б-32 и БС-41 — повторяла конструкцию пуль 12,7-мм патрона. Тогда же латунированная гильза была заменена на более дешевую стальную латунированную — как-никак, а расход патронов резко возрос, и требовалось удешевить их производство. Уже в 1989 г. был отработан 14,5-мм патрон с бронебойно-зажигательной пулей БС с алюминиевой рубашкой, твердосплавным (карбид-вольфрамовым) сердечником, превосходящей по бронепробиваемости пулю Б-32 в 1,5 раза. Масса пуль составляет от 60 до 63,6 г.
Пули патрона 14,5×114, слева направо: зажигательная мгновенного действия МЗД, бронебойная Б-32, бронебойно-зажигательная трассирующая БЗТ, бронебойная трассирующая БСТ, зажигательно-пристрелочная ЗП
В 1949 г. вместе с «пехотным» вариантом (ПКП) на вооружение Советской Армии поступили зенитные 14,5-мм установки ЗПУ-1, ЗПУ-2 и ЗПУ-4. Все эти установки были буксируемыми, обеспечивали круговой обстрел, имели ручные механизмы наведения по горизонтали и вертикали, сиденье наводчика (и его помощника), крепления для патронных коробок, могли использоваться и для стрельбы по наземным целям.
ЗПУ-2 для стрельбы по воздушным целям снабжалась ракурсным коллиматорным прицелом ВК-4, разработанным самими конструкторами установки. По наземным целям можно было вести огонь на дальности до 1000 м с использованием телескопического оптического прицела ОП-1-14. Для буксировки за тягачом установка имела отделяемый колесный ход — для стрельбы она снималась с хода и ставилась на три домкрата на грунт.
14,5-мм зенитная пулеметная установка ЗПУ-4
На ЗПУ-4 конструкции И.С. Лещинского пулеметы крепились по два в два яруса. Для стрельбы по воздушным целям использовался автоматический коллиматорный зенитный прицел АПО-3-С. Прицел включал счетно-решающий механизм, позволявший решать задачу встречи пули с целью с учетом скорости, курса и углов пикирования последней. Эти параметры расчет вводил в прибор вручную, что снижало возможности установки в условиях стремительно растущих летных характеристик самолетов (это был период перехода к реактивной авиации), но это уже был шаг вперед по сравнению с ранее применявшимися зенитными прицелами. Установка имела ручные механизмы горизонтального и вертикального наведения, монтировалась на колесный ход (четырехколесную повозку) от 25-мм автоматической зенитной пушки 72-К. При стрельбе колесный ход не отделялся, но установка обычно вывешивалась на домкратах, при необходимости могла вести огонь и прямо с колес. ЗПУ-4 была дивизионным средством ближней ПВО, предназначалась также для защиты объектов войскового и фронтового тыла. 14,5-мм ЗПУ-4 «сыграли» в замечательном кинофильме «А зори здесь тихие» вместо 7,62-мм счетверенных установок «Максим».
Китайская 14,5-мм зенитная установка Тип 75-1 — аналог советской ЗПУ-1
Схема установки ЗТПУ-2 (на БТР-40А): 1 — тяга параллелограмма, 2 — рукоятка перезаряжания, 3 — прицел ОП-1-14, 4 — прицел ВК-4, 5 — задний ящик, 6 — погон, 7 — сиденье наводчика, 8 — кассета, 9 — стрела люльки