Федоров совместно с Дегтяревым рассмотрел различные варианты конструкций и узлов запирания, пока не остановился, как ему казалось, на наиболее оптимальной системе работы автоматики — использовании энергии отдачи при коротком ходе ствола.
При стрельбе очень мощными 7,62-мм винтовочными патронами образца 1908 г. надежное запирание обеспечивалось затвором с прямолинейным движением. Затвор имел две выступающие по бокам цапфы, его сцепление со стволом производилось без посредства ствольной коробки, с помощью двух симметричных боевых личинок. Во время выстрела затвор под действием силы отдачи двигался назад со стволом. После короткого хода ствола назад выступы личинок затвора утыкались в выступы неподвижной ствольной коробки, личинки поворачивались, освобождая цапфы затвора, и он расцеплялся со стволом. После чего затвор, продолжая движение назад, зацепом выбрасывателя извлекал стреляную гильзу из патронника. При движении назад ствол и затвор сжимали возвратные пружины, и под их действием подвижные детали после выстрела возвращались в исходное положение, продвигая при движении затвора вперед очередной патрон из магазина в патронник. Винтовка имела ударный механизм куркового типа. Питание патронами осуществлялось из постоянного магазина емкостью 5 патронов.
В результате постоянных поисков наиболее оптимальной конструкции В.Г. Федорову удалось создать достаточно надежную и относительно простую автоматическую вин товку. В 1911–1912 гг. винтовка Федором прошла всесторонние испытания, первоначально на стрельбище Петербургской патронной проверочной комиссии, а впоследствии на полигоне офицерской стрелковой школы в Ораниенбауме, положительно проявив свои боевые и служебно-эксплуатационные качества. Летом 1912 г. 10 винтовок Федорова, изготовленных на Сестрорецком оружейном заводе, были представлены для испытаний на Ружейный полигон. Изменения, внесенные в их конструкцию, в отличие от автоматических винтовок мод. 1911 г., касались, главным образом, упрочения некоторых деталей, улучшения предохранителей, а также новой конструкции прицела. Их испытания производились стрелками полигона и сводной роты Нейшлотского пехотного полка. Всего было из них произведено 46 920 выстрелов. На 36 000 выстрелов процент задержек из этого оружия был равен — при нормальных условиях работы автоматики — только 1,66 %, а в усложненных условиях — всего 3.9 %. При стрельбе из самозарядных винтовок Федорова на дистанцию 800 шагов радиус лучшей половины пробоин составил 65,5 см, что было лишь немногим хуже, чем у считавшейся в то время образцовым эталоном магазинной винтовки Мосина образца 1891 г., у которой этот показатель составлял 59,1 см.
Испытания подтвердили значительное превосходство автоматического оружия над магазинными винтовками: скорострельность возросла вдвое, меньшая отдача при стрельбе вела к меньшей утомляемости стрелка, простота устройства и обращения допускала использование винтовки малообученным личным составом. Особая комиссия по разработке автоматической винтовки признала, что винтовка Федорова при определенной доработке может стать надежным оружием пехотинца, поэтому ее необходимо подвергнуть более масштабным, чем прежде, войсковым испытаниям, в связи с чем Сестрорецкому заводу было рекомендовано изготовить 150 единиц этого оружия. В.Г. Федорову за разработку 7,62-мм автоматической винтовки модели 1912 г. была присуждена первая Михайловская премия (золотая медаль), вручавшаяся один раз в пять лет за лучшие труды и достижения в области артиллерии и оружейного дела.
Несмотря на реальные успехи, достигнутые в создании принципиально нового вила стрелкового оружия, Федоров не считал полностью законченной работу по созданию авт оматической винтовки, поскольку при ее проектировании конструктор столкнулся с трудностями, связанными с применением русского штатного 7,62-мм винтовочного патрона. Этот патрон имел гильзу бутылочной формы с выступающим фланцем, который предназначался для фиксации патрона при досылке в патронник упором кольцевого выступа закраины (фланна) в торен патронника, а также для извлечения гильзы зубом выбрасывателя из патронника. Если в магазинных винтовках эга особенность патрона была сто достоинством. то в автоматическом оружии она стала тормозящим фактором, создавая дополнительные трудности при конст руировании механизма подачи и тем самым существенно ограничивая возможности улучшения их боевых и служебно-эксплуатационных качеств. В то же время существовала и другая, более совершенная конструкция винтовочных гильз, в которых взамен закраины существовала кольцевая проточка (гильзы с невыступающим фланцем).
В.Г. Федоров, как и многие конструкторы-пионеры в проектировании стрелкового автоматического оружия, в результате длительных поисков пришел к выводу, что устройство патрона во многом определяло конструкцию стрелкового оружия. Тем более, что Особая Комиссия, наряду с созданием нового вила оружия, поставила в качестве одной из целей задачу разработки нового патрона уменьшенного калибра с улучшенной баллистикой. В 1911–1912 гг. в России уже проводились с непосредственным участием члена этой комиссии В.Г. Федорова широкие испытания опытных патронов калибра 6, 6,5 и 7 мм. Их результатом стало признание наиболее подходящим для автоматического оружия 6-мм патрона с пулей массой 7 г и начальной скоростью 1000 м/с. Поэтому, несмотря на положительные результаты, полученные на испытаниях своего оружия под патрон калибра 7,62 мм, Федоров начинает в инициативном порядке работать над комплексом — боепринас-оружие-. включавшим в себя самозарядную винтовку и новый патрон. Впоследствии Владимир Григорович вспоминал: — Не считая возможным ждать окончания опытов комиссии, в целях ускорения всего дела я решил самостоятельно разработать новый патрон и одновременно с работами под 3-линейный калибр разрабатывать систему и иол новый патрон с улучшенной баллистикой. Свои работы я начал в 1911 г. с выяснения коренного вопроса об убойн‹хти малого калибра;… они были совершенно достаточны для убеждения в возможности немедленного принятия малого калибра 6.5 мм. Доказав, что убойность нули не изменяется с уменьшением калибра. Федоров разработал конструкцию совершенно нового патрона калибра 6,5 и 7 мм. причем он спроектировал пять вариантов патрона калибра 6.5 мм. отличавшихся размерами и формой пуль и гильз. Проведя колоссальное количество исследований и экспериментов, преследовавших три цели: уменьшение калибра, достижение более высокого давления (до 3500 атмосфер) и применения бесфланцевой гильзы (без закраины), В. Г. Федоров сумел создать 6.5-мм патрон, по праву считавшийся лучшим по тем временам. С введением уменьшенного калибра решались вопросы:
— улучшения баллистических качеств оружия;
— уменьшения массы патрона, следовательно, увеличения носимого боезапаса;
— уменьшение массы оружия.
Введением бесфланцевой гильзы облегчалось решение вопроса проектирования магазина с шахматным расположением патронов, подающего механизма, выбрасывателя и частично отражателя.
В сентябре 1913 г. В.Г. Федоров представил комиссии для испытаний два экземпляра модернизированной винтовки, с отдельными доработками, связанными с изменением формы гильзы 6,5-мм патрона. В отличие от модели 1912 г., в ее новом варианте, подвижная ствольная коробка с ввинченным в нее стволом заменена жесткой коробкой; на казенном срезе ствола были выбраны пазы, в которые входили круглые выемки боевых личинок; более удобный в производстве затвор состоял из меньшего числа деталей; а для придания максимального ускорения в его конструкцию была введена специальная деталь, гак называемый ускоритель.
При стрельбе в нормальных условиях это оружие на 3200 выстрелов дало лишь 3# задержек (1,18 % задержек). Однако при стрельбе из густо смазанной винтовки с запыленными подвижными деталями механизма автоматики и патронами имело место уже 20,5 % задержек (на 200 выстрелов — 41 задержка), что позволило комиссии сделать вывод о неудовлетворительных результатах стрельбы патронами в запыленных условиях, выразившимися в неподаче патронов и плохом извлечении гильз.