Нарезная артиллерия
Штучно нарезные орудия делались еще в XVII веке, в том числе казнозарядные. Например, парадная 46-мм нарезная пищаль с винтовым (поршневым) затвором, изготовленная в московской Оружейной палате в 1661—1673 годах. У другой пушки, 25-мм гладкостенной, было некое подобие клинового затвора. В 1816 году в Баварии подполковник Рейхенбах предложил проект бронзового нарезного орудия для стрельбы продолговатыми снарядами, а 10 лет спустя майор Рейке уже стрелял из нарезной пушки железными снарядами со свинцовой оболочкой. Более важные и обширные опыты с нарезными орудиями, заряжаемыми с казенной части, провел в 1840—1850-е годы сардинский офицер Дж. Кавалли.
4-фунтовая полевая пушка системы 1877 г., Россия. Калибр — 87 мм, длина ствола — 24,1 ка либра, дальность стрельбы гра натой — до 6470 м, шрапнелью (140—170 пуль) — до 3400 м. Лафет — с поздними железными колесами
Французы, начав в 1848 году опыты с нарезными орудиями, через 10 лет приняли нарезное дульнозарядное орудие, снаряд которого был снабжен двумя рядами выступов, ведущих его по нарезам ствола.
Впервые нарезную артиллерию применили во время Итальянской войны 1859 года, когда она, использованная французами, продемонстрировала явные преимущества перед гладкостенной австрийской. Австрийцы в том же году ввели у себя похожую нарезную артиллерию, но во время войны 1866 года она оказалась слабее прусской нарезной — казнозарядной и более дальнобойной.
В Пруссии исследовать казнозарядные нарезные орудия стали в 1851 году, используя опыты шведского барона Варендорфа, который начал их в 1840-е годы под влиянием Кавалли. И в 1859 году приняли нарезные орудия и снаряды со свинцовой оболочкой для ведения снаряда по нарезам и обтюрации пороховых газов, то есть предотвращения их прорыва между снарядом и стенками ствола.
В том же году нарезные казнозарядные пушки Армстронга ввели у себя британцы. Стоит отметить, что для повышения прочности ствола при выстреле Армстронг использовал его скрепление кольцами, надетыми в нагретом состоянии (теорию скрепления стволов позже разовьет русский артиллерист Гадолин). Занятно, что затем британцы на время перешли на дульнозарядные нарезные орудия, которые вызывали у них больший интерес. Так, в 1850-е годы Витворт экспериментировал с полигональными орудиями (к этой идее вернутся много позже), Ланкастер — с эллиптическим каналом ствола.
Значительное влияние на развитие артиллерии оказала франко-прусская война 1870— 1871 годов. Французская полевая артиллерия имела бронзовые орудия Ла Гитта, прусская — стальные казнозарядные крупповские пушки с дальностью стрельбы 3500—4000 метров против 2800 метров у французских. Достигнутый пруссаками успех говорил сам за себя.
Казенная часть
В казнозарядной схеме нужны были такие сис темы запирания, которые бы обеспечивали быстрое заряжание и прочное запирание канала ствола на время выстрела; гонку среди разнообразных систем выигрывали клиновые и поршневые затворы. В 1860 году Клейнер предложил двойной клиновый затвор, оказавшийся слишком сложным и ненадежным. В 1865 году на пушках Круппа появился клиновый затвор, передняя поверхность которого была перпендикулярна оси канала ствола, а задняя наклонна к ней. При вдвигании затвора в поперечное гнездо казенника он прижимался к казенному срезу ствола.
Граната для дульнозарядной нарезной пушки с ведущими выступами
Во Франции Трель де Больё предложил поворотный затвор с прерывчатой винтовой поверхностью, которой соответствовали упоры в казенной части ствола. Так появился тип поршневого затвора, принятый сначала для морских, а затем и для других типов орудий.
При боевом заряде пороха в сгорающем картузе обтюрация (и обеспечение безопасности артиллеристов) была серьезнейшей проблемой. С крупповским клиновым затвором распространился обтюратор Бродуэлла в виде плотно пригнанных кольца в каморе ствола и плитки в затворе. Другой вариант кольца разработал Пиорковский («германское» кольцо). Французский поршневой затвор нес обтюратор Банга (Банжа) в виде пластической кольцевой прокладки, сжимаемой под давлением пороховых газов между стальными поверхностями и перекрывающей казенник. Такие обтюраторы сохранили свое значение и позже для крупнокалиберных орудий картузного заряжания.
Но в полевой артиллерии кардинальным решением проблемы стала металлическая гильза, прижимаемая давлением пороховых газов к стенкам зарядной каморы ствола. Когда с помощью металлической гильзы объединили снаряд, боевой пороховой заряд и капсюль, инициирующий боевой заряд, получили унитарный выстрел (патрон), ставший основой повышения скорострельности полевых пушек.
В российских пределах
В России в 1860 году еще успели принять на вооружение последнюю систему гладкоствольной артиллерии. Но уже в ходе Крымской войны начали делать винтовые нарезы в стволах 12-фунтовых медных пушек — временная мера, которая не могла дать заметного успеха. Тем не менее такой способ получения нарезных орудий понравился. В 1863 году на вооружение приняли дульнозарядную 4-фунтовую пушку, выполненную «по французской системе» — только медь заменили более прочной бронзой. Чугунную гранату цилиндро-стрельчатой формы с цинковыми выступами для нее разработал Н.В. Маиевский. Создали также картечную гранату и картечный выстрел. В небольшом количестве изготовили железные лафеты Безака. (Переход к таким лафетам, позволявшим повысить мощность орудий, начался в 1860-е годы в полевой артиллерии разных армий; деревянными оставляли только колеса.)
Устройство лафета обр. 1895 г. систем Энгельгардта для полевой легкой пушки
Казалось бы, русская армия «подтянула» свою артиллерию. Однако австро-датскопрусская война 1864 года и австро-прусская 1866 года показали, насколько артиллерия европейских государств (и прежде всего германская) опередила русскую.
Под руководством Н.В. Маиевского и А.В. Гадолина разработали 9- и 4-фунтовые (калибры соответственно 107 и 87 миллиметров) казнозарядные нарезные бронзовые полевые орудия с клиновым затвором системы Крейнера (позже его сменили на затвор Круппа), которые вошли в новую систему артиллерии, известную как «система 1867 года». Чугунные снаряды получили свинцовую оболочку. В 1868 году приняли железные лафеты А.А. Фишера. В.Ф. Петрушевский разработал новый трубчатый прицел. Удлиненные снаряды цилиндрооживальной формы были «сильнее» сферических снарядов гладкостенной артиллерии, но соответственно и тяжелее. Однако лучшая обтюрация пороховых газов, правильный полет и лучшая форма снарядов позволяли увеличить дальность стрельбы.
У нарезных орудий дальность стрельбы была почти втрое больше, чем у гладкостенных, а показатели меткости стрельбы нарезных орудий на дальности около километра были в пять раз лучше. Артиллеристы могли теперь поражать не только протяженные по фронту и в глубину, но и небольшие цели. С другой стороны, и саму артиллерию можно было эшелонировать в глубину. Но это требовало лучшего маневра огнем, а значит — еще большего увеличения дальности стрельбы (опыт франко-прусской войны). А увеличение дальности — это значительное увеличение давления пороховых газов в канале ствола, чего бронза не допускала. В России А.С. Лавров проделал большую работу по повышению прочности бронзовых орудий, полученную по его способу артиллерийскую бронзу за рубежом даже назвали сталебронзой. Но существенное увеличение дальности стрельбы и достижение при этом высокой живучести орудий мог дать только переход на литую сталь.
Стальная революция
«Век девятнадцатый — железный», — писал Александр Блок. И в самом деле, промышленная и технологическая революция XIX века прошла под знаменем быстрого развития металлургии железа, сталь и чугун превращались в основной материал во всех отраслях техники. И ни одна из них так не зависела от металлургии, как артиллерия. Опыты над стальными орудиями делались еще в конце XVIII — начале XIX века, но промышленность не была готова к производству железно-стальной артиллерии. Требовались новые технологии получения стали и обработки стальных заготовок. Это существенно подстегнуло развитие металлургической промышленности. На первые места вышли германские, британские и французские предприятия.
В 1847 году А. Крупп представил изготовленное на его заводе 3-фунтовое орудие из литой тигельной стали. В 1855 году Г. Бессемер запатентовал конверторный способ получения стали (кстати, металлургией Бессемер занялся именно в поисках материалов для новых орудий). В 1864 году появляется регенеративная печь П. Мартена. Высококачественная сталь из лабораторий выходит в массовое производство, в первую очередь — оружия.
