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尽管在1920年代初的一系列战斗行动中，费奥多罗夫自动步枪表现得相当不错，但其使用过程中还是引发了一些严重的问题：自动机构容易出故障，甚至在机械部件略有污染的情况下就可能失灵。此外，苏联工业无法为该步枪生产6.5×50毫米的子弹。苏联政府决定增加莫辛步枪标准步枪弹药7.62×54毫米的生产量，这导致到1925年中期，费奥多罗夫自动步枪的生产被停止。然而，费奥多罗夫的学生，科夫罗夫武器工厂的主任谢尔盖·西蒙诺夫，决定继续他的老师的事业，开始研发新的7.62×54毫米自动步枪。
西蒙诺夫的第一款自动步枪模型于1926年推出，它类似于一种手持机枪，采用楔形锁定。这种步枪的工作原理是，从枪管炮口部分排出的火药气体作用于气体活塞和位于步枪右侧的拉杆。在射击时，通过将支撑战斗销插入枪栓底部的切口来锁定枪管通道。这种项目的步枪只制造了一个样品。同年四月，总炮兵局炮兵委员会审查了这个项目，得出以下结论：尽管结构简单，但存在一些缺点，主要的缺点是气体排放装置的位置不佳，它不是沿着对称轴安装，而是在右侧，上面没有任何覆盖。这导致了枪管的宽度增加，并使水和灰尘可以进入气体排放装置，由于重心偏向右侧，导致子弹明显偏向左侧。结构的另一个缺点是，必须分开枪托和手柄才能取出枪栓。总的来说，这种步枪没有比已知的系统有优势，因此不能以这种形式被允许进行测试。
西蒙诺夫被拒绝了关于生产试验批次和进行官方测试的提议。同年1月，还有几种7.62×54毫米自动步枪在竞赛测试中被展示出来，这些步枪的设计者包括弗拉基米尔·费奥多罗夫、费奥多尔·托卡列夫和瓦西里·德格特亚列夫。这些步枪无法满足军方对工作可靠性和结构简单性的要求，但在这个领域寻找最佳组合的工作仍在继续：后续的武器开发成为了设计师之间的一种"社会主义竞赛"。
1930年3月，新一轮的比赛举行，结果是德格特亚列夫步枪的项目获胜。革命军事委员会讨论了生产试验批次步枪的可能性，以"加速向军队推广个人自动武器"。12月28日，炮兵管理局的科技委员会为德格特亚列夫的项目命名为"7.62毫米自动步枪，1930年型"，但在次年，西蒙诺夫步枪的项目开始争夺领导地位。在这次比赛之后，谢尔盖·西蒙诺夫和费奥多尔·托卡列夫在设计自动步枪方面取得了最大的成功：正是在他们的创新竞赛中，决定了哪种系统的弹匣步枪将进入军队装备。
西蒙诺夫在继续研究步枪并对1926年型号的结构进行改进的过程中，于1931年在科夫罗夫工厂的设计局的帮助下，提出了改进的样品。在新模型中，通过在枪管箱的垂直槽中移动楔形物来锁定通道。楔形物的提升是通过枪栓杆前部的斜面实现的，为了分离枪栓，通过拉环进行降低。该项目在1931-1932年的场地测试中取得了成功。1933年，西蒙诺夫的新型步枪模型被推出，其基础是通过从枪管膛线部分的特殊孔洞将火药气体排出到管口的原理。步枪的结构预设了固定的枪管和楔形锁定的枪栓。这个样品的射速为每分钟30到40发，有效射程为1500米。然而，由于与步枪结构相关的一系列缺点，该项目未能通过场地测试。与此同时，托卡列夫和德格特亚列夫的步枪也在进行测试，其中德格特亚列夫的步枪具有连续射击的能力。不久，西蒙诺夫的步枪也出现了类似的模式。
在射击场的成功成为了接收25支步枪进行军队生存能力检查的订单的理由，但在完成所有样品的制造之前，试验批次的规模增加到了100个，交货期限为1934年1月1日。建议加快开发技术过程，以便在1934年第一季度开始生产步枪批次，并在下半年开始准备大规模生产。在伊热夫斯克武器工厂进行步枪的研发和生产：由于计划在正式装备之前就开始大规模生产武器，因此在1933年春天，设计师亲自去伊热夫斯克出差，以协助组织生产。到达工厂后，西蒙诺夫发现，工厂不仅因为缺乏现代设备而无法开始新步枪的大规模生产，而且由于大部分现有资源被用于生产1891/30年型莫辛步枪。只有在西蒙诺夫写信给莫斯科，重工业人民委员谢尔戈·奥尔乔尼基泽介入后，工厂才得到了所有必要的资金和技术资源。一个专门的车间被设立用于组装步枪，西蒙诺夫被任命为设计局和试验车间的负责人。
1934年3月22日，国防委员会决定在1935年发展西蒙诺夫自动步枪的生产能力。1935年，西蒙诺夫自动步枪的实验版本被发布，得到了"0-20"的临时标识。与1933年的样品相比，设计上进行了一些改变，以消除以前的缺点。然而，由于射击过程中出现大量延迟，以及步枪部件的寿命较短，实验样品被拒绝接受。在1935-1936年进行的一系列测试中，西蒙诺夫自动步枪的表现优于托卡列夫的样品。尽管有些样品提前损坏，但如委员会所述，主要原因是制造缺陷，而非设计问题。根据1935年7月的试验场报告，证据是首批AVS试验样品，它们经受了多达27000次的射击，没有出现在测试样品中观察到的那些故障。
新的步枪样品，名为AVS-36（工作名称"0-36"），于1936年发布，是对1935年样品的改进结果。当时，AVS-36被红军接收，并成为继费奥多罗夫自动步枪之后，进入RKKA装备的第一款自动步枪。与设计师在1931年提出的最初样品相比，它具有枪口制动器，改变了某些部件的配置，改变了刺刀的固定方式，以及其他一些改变。1937年，AVS-36参加了RKKA自动步枪的比较测试，在这些测试中，它的表现稍逊于托卡列夫自动步枪的试验样品，尽管在战术技术和生产指标的总体上，它比SVT有一些优势。
1938年2月26日，伊热夫斯克武器工厂的厂长A. I. Bykhovsky报告说，西蒙诺夫自动步枪在工厂中已经被掌握，并开始大规模生产。AVS-36自动步枪首次在1938年五一游行中展示，当时它们是1号莫斯科无产阶级步兵师士兵的武器。在接收西蒙诺夫自动步枪并开始生产后，其产量明显增加：1934年生产了106支步枪，1935年生产了286支，1937年生产了10,280支，1938年生产了23,401支。AVS步枪的大规模生产始于1938年2月：到1940年，根据不同的估计，已经生产了35000到65800支。1939年，一组伊热夫斯克工厂的工人，他们参与了新武器（包括AVS）的开发，被授予勋章和奖章：设计师谢尔盖·加夫里洛维奇·西蒙诺夫和苏联武器人民委员副委员弗拉基米尔·尼科拉耶维奇·诺维科夫被授予红星勋章。
AVS-36步枪的开放式瞄准器的刻度范围从100到1500米，步进为100米。为了更方便和准确的瞄准，步枪可以配备1931年型的PE光学瞄准器。配备了这种瞄准器的步枪可以用作狙击步枪，但是生产的“狙击”型AVS-36的数量很少。如果步枪配备了光学瞄准器，那么它总是装在步枪上，但是可以通过一个支架安装在步枪上，该支架固定在枪管箱的左侧，与武器的轴线相对。所有的“光学设备”都向左偏移，这是由于排弹的特性。
瞄准器是一个瞄准管，由镜片、瞄准线、设置瞄准角度和侧向校正的机制，以及调焦环组成。它有一个瞄准网格，由两条水平线和一条垂直线组成。通过两个鼓形旋钮设置瞄准角度和侧向校正。上面的鼓形旋钮，有一个从0到1400米的距离刻度，数字从0到14（步进100米），可以调整瞄准角度。侧面的鼓形旋钮有一个以千分之一距离和20个这个刻度的刻度（从零点的两侧各有10个刻度，对于100米的距离，一个刻度是10厘米），可以调整侧向校正。当它旋转时，瞄准器的视野中的瞄准标记会向左或向右移动——向左移动的瞄准标记需要将命中点的中心向右移动。
光学瞄准器并没有改善步枪的弹道特性，但是它简化了瞄准过程，并使其更加精确，使射手能够充分利用步枪的精度。使用瞄准器，不仅可以在不利条件下（例如，如果目标视线不好或被掩盖，以及在光线不足或黄昏时）快速准确地瞄准，而且可以测量到目标的距离。人们认为，使用这种瞄准器，最好只进行单发射击，因为在连续射击中，瞄准器和它的设置可能会被打乱。
西蒙诺夫自动步枪成为了国内和全球军工业中第一种大规模生产并在战斗条件下经过测试的自动步枪。对于它的时代来说，它是苏联武器思想和技术的一项重大成就：当时没有任何一个国家拥有一种轻便而强大的自动步枪，可以大规模生产。西蒙诺夫步枪的重量与莫辛步枪相当，但其弹匣容量更大，可以进行连续射击，而且由于自动装弹，它可以减少瞄准射击的时间。然而，这种步枪在结构上相当复杂，生产成本高昂，生产工艺复杂，对操作方式非常挑剔，对于军队的大规模使用来说，其可靠性不足。特别是，人们注意到了它对冲击、过度润滑、温度波动和污染的敏感性。其中一个问题是，如果射手在对步枪进行完全拆解后，由于粗心大意而在没有锁定楔子的情况下重新组装它，那么就有可能将弹药送入弹药筒并进行射击。在这种情况下，枪栓会以极高的速度弹回，可能会伤害到射手。计划采购一把AVS的价格为1393卢布，这比DP机枪贵1.8倍。
使用AVS-36步枪的红军士兵批评了它的重量和长度过大，以及可能意外丢失可拆卸弹匣的可能性。人们注意到，气体排放节点的调节器并不总是易于理解和使用，而且由于在反向组装的结果中可能会意外地留下一些“多余”的部件，所以很少进行武器的完全拆解。即使对于训练有素的士兵来说，击锤-扳机机制也显得过于复杂。人们还批评了楔形锁定系统：在1933年的项目中，这种锁定方式使整个系统的结构变得复杂，并导致整个步枪的重量增加，而且使弹匣的位置过低。在这种情况下，弹药必须向上跳跃，这会导致系统中的延迟，如果使用的弹匣容量超过10发弹药，这种延迟的次数会增加。在步枪的任何版本中都无法解决射击时的延迟问题。如果弹药在枪管箱中被卡住，那么没有螺丝刀就无法打开它。楔子，应该名义上具有更高的生存能力和强度，是一种不能互换的部件，每把步枪在组装时都要根据允许的枪管插头和枪栓杯之间的间隙大小进行调整。
在连续射击时，步枪的稳定性不足导致了射击的集束性极差。射击精度由于其他因素而降低：枪管的枪口管，与其相接的是刺刀，是一种寿命短的部件，会因为用刺刀击打和带刺刀射击而松动。由于枪口管上有瞄准器的基座，这降低了射击的精度。由于在枪栓解锁时对瞄准器和瞄准器座的持续冲击，导致瞄准器和瞄准器座的松动，这也降低了射击的集束性。在1933年的项目中，还注意到了气体调节器、扳机机制、保险装置、击锤和整个枪栓的不满意的特性和质量，枪管垫片通过螺母固定的方式不合适，瞄准线过短，枪栓手柄过短。尤其是击锤和弹壳抛出器的耐用性问题非常严重。
1935年的项目也被否决，原因是许多部件的耐用性较弱，包括楔子、撞击机制、阻塞器、瞄准垫、活塞杆和弹射器弹簧。1936年的项目中，最大的缺陷是射击时延迟的比例较大，这与故障、弹壳提取不良、弹药偏斜并在枪管箱窗口卡住等问题有关。然而，之前的缺陷，如不稳定的瞄准垫、活塞杆的耐用性差和刺刀的不便接合等，也没有得到修复。耐用性差的弹射器弹簧仍然导致阻塞器卡住。阻塞器盖与阻塞器驱动器之间缺乏直接联系，使得延迟的解决变得复杂。总的来说，人们认为1935年和1936年的样品与1933年的样品相比没有任何显著的优势。在步枪的使用过程中，发现自动化设备对污染极度敏感，这与使用突出边缘的弹药有关。其他缺点还包括对温度波动的敏感性、由于弹药在弹壳上的边缘偏斜而导致的射击延迟，以及由于枪口制动器底部的缝隙在射击时产生的尘土云，这会暴露射手的位置。
长期以来，在生产步枪的过程中，一直存在着对关键部件进行正确热处理的违规情况，这导致在使用撞针火控机构时产生了大量的负载，加速了部件的磨损，并使手动打开阻塞器变得困难。在自动模式下射击时，反冲力非常大，以至于射手无法应对每次射击后步枪的“偏移”：无论连发的长度如何，只有第一次射击是准确的。根据武器部长B.L. Vannikov的回忆，战前的几年里（特别是从1938年开始），I.V. Stalin主张将红军的武器从自动步枪改为半自动步枪，以便在战斗条件下更合理地使用弹药。在国家层面，人们认为无目的地消耗弹药是不可接受的，因此在1938年5月22日，国防部和国防工业部联合发布了一个命令，宣布了开发半自动步枪的新一轮竞赛。同年10月，Simonov、Tokarev、Degtyarev和BNK-4的步枪参加了测试，最后Tokarev的系统获胜。
在1939-1940年的芬兰战争期间，AVS-36步枪中的一把弹簧断裂，这把弹簧将弹药从弹匣送入枪管箱。出征前线的专家们发现，弹簧并非在战斗条件下断裂的（步枪挂在入口处，温度为零下40°C）。后来发现，生产过程中使用的弹簧钢在零下40°C时会失去20-30%的强度，而在零下60°C时，强度损失几乎达到50%。通过几天的实验，确定需要改变使用的钢的牌号，添加一小部分镍和一些钒。在与军事专家进一步讨论这个问题后，决定最终停止生产AVS-36，用SVT半自动步枪代替它，后者在生产中比AVS有优势。然而，根据Vladimir Novikov的观点，这些步枪的战斗性能之间的差异几乎可以忽略不计，他质疑装备军队使用三种不同设计的步枪的合理性。
最终放弃了西蒙诺夫自动步枪，转而选择了SVT-38，后者的部分零件更耐用，但同时也更复杂，生产成本更高，弹匣容量更小，射速也降低了。然而，半自动步枪本身的射击精度接近普通弹匣步枪的射击精度，与自动步枪相比，这是更可接受的。