Первый проект автоматической винтовки был разработан В.Г. Федоровым на базе трехлинейной магазинной винтовки системы С.И. Мосина в конце 1905 года с использованием принципа отдачи ствола с коротким ходом.

Ствол со сцепленным через ствольную коробку затвором, посредством двух выступов боевой личинки, при выстреле совершают движение назад в специальном коробе; сбоку под рукояткой затвора к неподвижному коробу приклепана особая пластинка с наклонной направляющей, скользя по которой, затвор, поворачиваясь, автоматически открывается и после разъединения сцепления со стволом под влиянием приобретенной энергии и остатка давления пороховых газов отбрасывается назад.

В винтовке две возвратные пружины: одна для ствола со ствольной коробкой, вторая — для затвора. Спусковой механизм и ложа разработаны заново. «В этой работе, — писал впоследствии В.А. Дегтярев [6], принимавший участие в изготовлении и отладке данной винтовки на Сестрорецком заводе, — главным было переделать мосинскую винтовку в автоматическую, причем каждый конструктор, начинающий создавать автоматическое оружие, должен был обязательно начинать с винтовки Мосина. Эта работа, в случае успеха, дала бы большие экономические выгоды. В России в это время было свыше четырех миллионов винтовок системы Мосина, следовательно, каждый должен был предлагать вариант переделки именно этой винтовки. Не отступил от этого правила и Федоров».

Созданный Федоровым проект такой винтовки был одобрен, первый опытный образец «ручного изготовления» показал положительные результаты при испытаниях на Ружейном полигоне Офицерской стрелковой школы. По надежности работы он превосходил иностранные образцы Браунинга и Манлихера.

Отечественная винтовка имела и существенно меньшее количество производственных деталей (54) по сравнению с иностранными (не менее 73), была более простой в разборке.

Однако работа по переделке мосинской винтовки не дала законченных положительных результатов. Ее автоматика не всегда обеспечивала полного отката подвижной системы из-за трудности поворота затвора при отпирании. При наличии внешней коробки (короба) система оказалась довольно громоздкой и тяжелой. В результате пришли к выводу, что переделка существующей магазинной винтовки нецелесообразна и необходимо разработать образец по новой конструктивной схеме.

Такая винтовка была предложена В.Г. Федоровым в 1907 году. Она была с прямолинейным движением затвора, работа автоматики основана на использовании принципа отдачи ствола с коротким ходом назад на величину 8 мм. Конструктивной особенностью узла запирания является то, что в нем затвор сцепляется со стволом с помощью двух промежуточных деталей — боевых личинок Ствольная коробка не является силовой деталью узла запирания, в ней осуществлен монтаж подвижных узлов винтовки — ствола и других деталей автоматики. Для запирания затвор имеет впереди две выступающие по бокам цапфы; боевые личинки спереди имеют круглые выступы, входящие в соответствующие выемы боковых стенок казенника ствола, а сзади — загнутые вверх крючкообразные выступы для захвата цапф затвора при запирании и удержании его в процессе выстрела от перемещения назад.

При отдаче ствола в процессе выстрела его совместное движение с затвором происходит до момента встречи особых выступов боевых личинок с выступами в нижней части ствольной коробки, в результате чего происходит поворот личинок и освобождение ими затвора. Последний под влиянием приобретенной энергии и остатка давления пороховых газов отбрасывается назад, сжимая возвратную пружину. Возвращение ствола в исходное положение происходит под действием возвратной пружины, расположенной в нижней части ствольной коробки.

Конструктивной особенностью системы Федорова является и наличие специальной детали для сообщения затвору дополнительной скорости отката, представляющей собой двуплечий рычаг, связанный осью с подвижным стволом (снизу казенника), один конец которого при откате частей взаимодействует с уступом неподвижной ствольной коробки, а второй — наносит удар по затвору, сообщая ему ускорение в движении назад.

В отличие от первой разработки вторая система В.Г. Федорова относится к типу оружия с разгруженной ствольной коробкой, к которому был проявлен особенно большой интерес специалистов-оружейников в процессе разработки новых образцов оружия в годы Великой Отечественной войны и в послевоенное время.

На Сестрорецком оружейном заводе, где с 1907 года отрабатывался новый, по существу, первый образец автоматической винтовки системы В.Г. Федорова, над своими образцами винтовок трудились также Ф.В. Токарев и Я.У. Рощепей. Создавали свои образцы винтовок для участия в конкурсе Фролов, Щукин, Стаганович и другие отечественные изобретатели. Многие проекты и предложения затерялись в архивах военного ведомства [5] в период, предшествующий русско-японской войне (Шубина, Поздницкого, Анцуса, Хатунцева и др.)

Перед русско-японской войной несколько образцов автоматических винтовок на Сестрорецком заводе создал талантливый инженер Василий Петрович Коновалов, но творческие достижения этого изобретателя не нашли должного отражения в отечественной оружейной истории.

В изготовлении и отладке винтовки Федорова на Сестрорецком заводе принимал участие и вольнонаемный слесарь-оружейник технической мастерской Ружейного полигона, ученик и неизменный помощник Федорова в практической реализации его конструкторских проектов В.А. Дегтярев.

Несколько позже Дегтярев и сам не без успеха занялся конструированием оружия, начав разрабатывать автоматический карабин. Впоследствии, став уже широко известным, с мировым именем советским конструктором автоматического оружия, Василий Алексеевич вспоминал: «Особым годом моей жизни был 1906 год. Я познакомился с инженером Владимиром Григорьевичем Федоровым… конструктором и ученым — отцом русской оружейной автоматики».

На конкурсные испытания автоматических винтовок отечественной разработки, проводившиеся в России в 1908–1914 гг., представляли свои образцы и иностранные разработчики: Браунинг, Шегрень, Чельман, Галле, Манлихер, Маузер и другие конструкторы. Отбор лучшего образца для рекомендации к принятию на вооружение должен был производиться по итогам трех этапов испытания: комиссионных, полигонных и войсковых. На заключительные войсковые испытания допускалась подача нескольких образцов. Комиссионное испытание считалось предварительным — для первоначального ознакомления с системой. При его проведении из двух представленных экземпляров винтовок один подвергался стрельбе до 4000 выстрелов — стреляет сам изобретатель, с тем чтобы убедить комиссию в полной безопасности обращения со своей системой. В случае, если что-то окажется не в порядке — разрывы или ранения стреляющего, то пострадать должен был сам автор системы.

Наиболее важным считалось полигонное испытание, на которое представлялось 10 экземпляров каждой испытываемой системы, выдержавшей комиссионную проверку. 10 экземпляров — по той причине, что изобретатель всегда мог изготовить один или два образца хорошо действующими с помощью продолжительной отладки. При большем количестве экземпляров скорее должна была выявить себя уже сама система, а не качество отладки. При полигонных испытаниях изобретатель к стрельбам не допускался, с тем чтобы исключить влияние навыков лица, хорошо знающего свою систему, на результаты испытаний.

Для войсковых испытаний в целях проверки оружия в реальных условиях эксплуатации заказывалось 100–150 его экземпляров.

Программа испытаний оружия в то время даже с точки зрения современных подходов к его оценке была весьма обширной и многие ее основные положения сохранились до наших дней. Она включала в себя различные, реально возможные ухудшенные условия эксплуатации оружия, учитывающие изменчивое состояние окружающей среды и внешнее воздействие различных факторов на работу оружия (пыль, дождь и т. п.), возможные отклонения по качеству изготовления патронов, различные способы подготовки оружия к стрельбе, влияние режимов испытания и т. п.