История огнестрельной артиллерии

Инж. В. ГРЕНДАЛЬ

Огнестрельное артиллерийское оружие появилось в конце XII и начале XIII веков. В Европе оно появилось впервые у испанцев, заимствовавших его у мавров и арабов. До этого армии имели в своем распоряжении различные метательные машины, которые бросали каменные снаряды силой закрученных сухожилий или же с помощью резкого броска, подобно праще.

Первая огнестрельная артиллерия была далеко не совершенна. Она уступала по дальнобойности метательным машинам. Поэтому долгое время, в течение трех столетий, новое оружие применялось наравне с метательными машинами. Это объяснялось главным образом малой подвижностью новой артиллерии, что препятствовало применению ее в полевых боях. И только к концу XV века окончательно утвердилось господство огнестрельного оружия. Первое время ею пользовались почти исключительно в позиционной войне, то есть при осадах крепостей, городов, укрепленных замков феодалов. Здесь от орудий не требовалось особой подвижности.

Орудия доставлялись на позицию с большими трудностями. Некоторые пушки надо было тащить на семидесяти парах волов. Занятую позицию быстро менять было невозможно. При вылазках осажденным часто доставалась в руки артиллерия осаждающих, которая иногда, не успевала сделать ни одного выстрела. Производство выстрелов проходило чрезвычайно сложно и медленно.

Например, при осаде итальянского города Пизы в 1370 году осаждающие имели тяжелое орудие; для заряжения и выстрела из него требовались целые сутки. Но даже и тогда артиллерия показала, какое она грозное оружие: каждый раз как осаждающие приготовлялись произвести выстрел, осажденные уходили на противоположный конец города, — этим пользовались осаждающие и бросались на приступ.

Огромное значение подвижности артиллерии впервые проявилось на грани XV и XVI столетий. В 1494 году, во время войны за неаполитанское наследство, французскому королю Карлу VIII удалось перебросить в Италию с тридцатитысячной армией, прошедшей горные проходы Альп и Аппенин, до тысячи орудий. По свидетельству современного историка Павла Иовия, артиллерия Карла VIII производила потрясающее впечатление на врагов своей боевой готовностью, а главное — подвижностью. Быстрота передвижения артиллерии даже по пересеченной местности была для того времени поразительной.

Материалом для изготовления первых огнестрельных орудий были железо и бронза. С XVI века стали делать чугунные пушки, а со второй половины XIX века — стальные.

Орудийные стволы первых железных орудий изготовлялись из ковкого железа, полосы которого сваривались в трубку. Однако изготовление таких стволов представляло немалые трудности. Поэтому железо применялось для изготовления только небольших орудий. Примером железного сварного орудия может служить так называемая арабская «модфа», стрелявшая железными или свинцовыми шаровыми пулями.

Железо применялось вначале только для изготовления небольших орудий. Примером железного сварного орудия может служить арабская „модфа", стрелявшая железными или свинцовыми шаровыми пулями.

До середины XVI века основным материалом для изготовления артиллерийских орудий всех типов была бронза. Этот сплав меди с оловом легко поддавался отливке в любые формы.

Первые бронзовые орудия стреляли каменными сплошными шаровыми ядрами, скрепленными для прочности железными обручами. Помимо этого употреблялись и свинцовые ядра, а с конца XIV века — чугунные.

Введение чугунных сплошных ядер, вместо каменных, произвело переворот в конструкции орудий: стволы начали делать более узкими, но зато длиннее; орудия стали более дальнобойными. Поясним, в чем тут дело. Читатель легко может убедиться в том, что при одинаковом усилии, приложенном для бросания легкого и тяжелого шариков одинакового размера, тяжелый шарик полетит дальше, так как он не так быстро теряет свою скорость, как легкий шарик. Значит, вес шарика, при всех прочих одинаковых условиях, имеет значение для сохранения приобретенной скорости, а стало быть, и для увеличения дальности бросания. Теперь ясно, что чугунные ядра можно было делать меньше каменных, сохраняя в то же время их прежний вес, так как чугун тяжелее камня. Это позволило уменьшить внутренний диаметр орудийного ствола и увеличить длину орудия. Уменьшение размера чугунного снаряда не уменьшило мощности снаряда. Увеличение же длины орудия влечет за собой увеличение скорости, с которой снаряд вылетает из дула; увеличение этой скорости увеличило дальнобойность и живую силу снаряда при ударе. Таким образом введение чугунных снарядов значительно повысило боевую мощь артиллерии.

До появления чугунных снарядов мощность орудий повышалась за счет увеличения внутреннего диаметра ствола. Это привело к созданию необычайно широких и в то же время коротких недальнобойных орудий. Диаметр ствола некоторых из них достигал 630 мм. С появлением чугунных ядер изготовление таких орудий прекратилось. Интересно отметить, что у современных наиболее мощных орудий диаметр канала ствола не превышает 520 мм. Знаменитая германская сверхдальнобойная пушка, обстреливавшая в мировую войну с дистанции 120 км Париж, имела внутренний диаметр ствола всего в 210 мм., а длину ствола в 37 м.

До XIX века все орудия заряжались с дула, хотя еще на заре появления огнестрельного оружия были известны образцы орудий, заряжаемых с казны. Однако орудия, заряжаемые с казенной части, не могли получить распространения, так как у таких орудий необходимо закрывать ствол с задней части настолько плотно, чтобы газы, получающиеся при сгорании пороха и выталкивающие снаряд, не могли бы вырываться через затвор наружу. Но техника того времени не могла еще разрешить задачу полной герметичности закрывания ствола орудия.

Вплоть до середины XVI века не делалось никаких попыток к тому, чтобы устранить необычайное разнообразие и пестроту в линейных и весовых данных артиллерийских орудий. Производство орудий было кустарным; искусством его владели отдельные лица, находившиеся на службе у феодальных князей и городов. Естественно, что каждый из мастеров руководствовался в производстве своим опытом, умением и навыками, отличными от других. В силу этого и не было никаких определенно установленных и узаконенных типов орудий, с обязательными для каждого из них линейными размерами и весом. Ясно, такое положение рождало чрезвычайно большие неудобства при обслуживании этих орудий и питании их снарядами. К каждому орудию надо было подходить индивидуально, так как оно обладало свойствами, отличными от других орудий. Заряды одного орудия не подходили к другим и могли разорвать их. Снаряды были самых разнообразных диаметров, — годные для одного орудия, они не могли быть использованы в другом.

В 1572 году во Франции королевским указом была установлена первая система артиллерии, т. е. были введены нормы и эталоны для орудий и снарядов. С XVI века артиллерия становится достоянием государства и играет уже решительную роль в борьбе за укрепление королевской власти.

Главнейшие части огнестрельного артиллерийского оружия — это ствол и станок, а у орудий, способных к передвижению на местности, еще и ход (например, колеса у полевых орудий).

В ствол вкладывается снаряд и заряд пороха. У орудий, заряжаемых с дула, сначала закладывается заряд, потом снаряд; у орудий, заряжаемых с казны, — наоборот. Воспламенение заряда в первых образцах огнестрельного оружия производилось через специальный запальный канал, сообщающийся с зарядной камерой. В запальный канал вставлялся фитиль или трубка с пороховой заготовкой.

При воспламенении заряда порох быстро сгорает, переходя в газообразное состояние. Упругостью газов, стремящихся расшириться, снаряд выбрасывается из ствола. Ствол служит как бы направляющим для движения снаряда.

В первый момент по вылете из ствола снаряд летит в направлении продолженной оси орудийного ствола. Далее под влиянием силы тяжести (а в воздухе и в силу встречного сопротивления воздуха) снаряд начинает уклоняться от прямолинейного движения и описывает некоторую кривую линию, называемую траекторией.

Наибольшая дальнобойность данного орудия получается в том случае, когда снаряд вылетает из ствола под углом в 45° к горизонту. Если же угол этот увеличить или уменьшить, то дальнобойность снижается. Наибольшая дальность полета при угле 45° рассчитана теоретически для идеального выстрела в безвоздушном пространстве. Практически же этот угол несколько меньше (около 43°).

Артиллеристы уже издавна пользовались свойствам орудия давать одинаковые дальности при разных углах возвышения (больших и меньших 45°). Если наклонить ствол орудия под углом, меньшим 45°, то снаряд полетит низко и прямее. Это так называемый настильный огонь. Им удобнее всего пользоваться при стрельбе по какой-нибудь вертикальной цели: стена, палисад, люди, идущие во весь рост. Если же увеличить угол возвышения более 45°, то снаряд полетит высоко и опишет весьма крутую траекторию. Это так называемый навесный огонь. Им удобнее всего поражать горизонтальные цели, расположенные широкой площадкой: крыши зданий, палубы кораблей, горизонтальные покрытия убежищ-блиндажей и т. п.

Теоретически из любого орудия на любую дальность стрельбы можно получить по желанию крутую (навесную) или отлогую траекторию. Практически же это сопряжено с большими трудностями. Навесный выстрел весьма сильно разрушает материальную часть орудия. Особенно трудно было производить навесный огонь из полевого орудия, стрелявшего с колес. Отсюда появилась необходимость создать два разных типа орудий: для настильного и для навесного огня.

На вооружении полевой армии для маневренных действий появились прежде всего пушки. Это — подвижные, сравнительно длинные орудия, стреляющие с колес настильно. В условиях же боя, где не требовалась большая подвижность артиллерии (осада крепостей и т. п.), применялись еще и мортиры —  орудия короткие, стрелявшие навесным огнем, с особых бесколесных станков-платформ.

Значительно позже мортир (в XVI веке) появился третий тип артиллерийских орудий —  гаубицы. По длине стволов гаубицы занимают среднее место между пушками и мортирами. Гаубицы приближаются к типу универсального орудия: они могут давать и настильный и навесной огонь. Благодаря этому в современной артиллерии гаубица является наиболее распространенным типом орудия.

Гаубицы позволили стрелять на сравнительно большие дистанции разрывными снарядами еще до того, как снаряды начали изготовляться из стали. Только гаубицы могли стрелять чугунными, полыми внутри снарядами, снаряжаемыми порохом; пушки же стреляли только сплошными чугунными ядрами, так как разрывные (полые внутри) снаряды не выдерживали в пушках при выстреле больших давлений пороховых газов. И только с появлением стальных снарядов к такой стрельбе оказались способными и пушки.

Сталь со второй половины XIX века становится главным материалом для изготовления артиллерийских орудий и снарядов. Применение стали в артиллерии почти совпадает по времени с введением нарезной артиллерии и продолговатых снарядов взамен шаровых.

Продолговатый снаряд отличается от шарового многими преимуществами. При том же диаметре продолговатый снаряд в три-четыре раза длиннее шарового и, следовательно, он имеет больший вес, а значит, и большую энергию (живую силу) при ударе. В продолговатом снаряде помещается больше взрывчатого вещества, больше пуль. Снаряд этот лучше сохраняет первоначальную скорость и поэтому более дальнобоен.

При стрельбе шаровыми снарядами орудийные стволы делались гладкими. С появлением продолговатых снарядов на внутренней поверхности орудийного ствола начали делать винтовые нарезы. Эти нарезы сообщают продолговатому снаряду быстрое вращение вокруг его оси, благодаря чему снаряд становится очень устойчивым в полете: своим заостренным концом он легко преодолевает сопротивление воздуха и летит все время этим концом вперед. Как же идет такой снаряд по нарезам ствола? Для этого корпус снаряда обуздывался каким-нибудь очень мягким металлом, например, свинцом. Во время выстрела оболочка врезалась в нарезы ствола, на ней получались желобки. Желобки эти и направляли снаряд по винтовой линии нарезов.

Снаряд получает вращение, которое он сохраняет и по вылете из ствола. Вращение происходит по часовой стрелке. Впоследствии свинцовую оболочку заменили небольшим поясом из красной меди. Пояс этот надевается на задний конец снаряда. Все это значительно повысило меткость стрельбы.

Современные снаряды имеют небольшой ведущий пояс из красной меди. Во время выстрела пояс врезается в нарезы ствола, и на нем получаются желобки, которые и направляют снаряд по винтовой линии нарезов.

Нарезка в стволе настолько увеличила дальнобойность орудия, что нарезные ружья, которые появились раньше нарезных орудий, стреляли дальше, чем гладкоствольная полевая артиллерия. Артиллерия неизбежно должна была сейчас же перевооружиться нарезными орудиями.

Первое нарезное орудие, по проекту Кавалли (1845 год), было построено в Швеции, на заводе Варендорфа. Вслед за этим началась разработка нарезных орудий во всех европейских странах.

В России первая нарезная пушка появилась в 1863 году. Нарезные орудия изготовлялись сначала из бронзы или чугуна. Стальные нарезные орудия появились в России в 1875 году.

Первые образцы нарезных орудий заряжались с дула, в последующем все государства перешли на нарезные орудия, заряжаемые с казны.

Увеличение дальнобойности артиллерии потребовало больших зарядов пороха, сгорание которых могло бы сообщить снарядам большие начальные скорости.

Естественно, что большой пороховой заряд развивает при выстреле очень большое давление пороховых газов, поэтому к прочности современных орудий предъявляются очень высокие требования. Только высококачественная сталь может выдерживать давления пороховых газов, доходящие до 2000—3000 атмосфер.

Казалось бы, что необходимую прочность можно создать за счет простого утолщения стенок орудийного ствола. Однако на самом деле это не так. Существует определенный предел, после которого утолщение стенок ствола не оказывает уже практического влияния на увеличение прочности орудия. Происходит это потому, что наружные слои ствола почти не принимают участия в сопротивлении разрыву. Тогда начали прибегать к искусственному повышению предела упругости стальных орудийных стволов путем специального скрепления.

Орудийный ствол начали делать многослойным путем надевания в горячем виде нескольких колец или труб одних на другие. При остывании металла наружная труба (кольцо) обжимает внутреннюю, повышая тем самым ее сопротивление. Это достигает своей цели именно потому, что наибольшему сжатию подвергается внутренний стой, испытывающий в момент выстрела наибольшее напряжение (растяжение). Так как при скреплении внутренний слой будет сжат сильнее других слоев, то, очевидно, для его разрыва потребуется теперь значительно большее усилие.

Выстрел действует разрушительно не только на ствол, но и на станок и ход. Станок служит опорой для установки орудия; ход же передвигает орудие на местности.

Первые огнестрельные орудия просто вкладывались в деревянные желобчатые колоды, с которыми они скреплялись железными обручами. Колоды эти играли роль станка, ход тогда еще отсутствовал. Затем, когда большое значение подвижности артиллерии сделалось признанным, станок начали укреплять на оси с колесами. С течением времени станок делался все более сложным по своей конструкции, но вместе с тем и не столь громоздким. Например, в период наполеоновских войн (начало XIX века) французская армия имела полевые пушки, установленные на деревянном станке и деревянных колесах.

Первые огнестрельные орудия просто вкладывались в деревянные желобчатые колоды, с которыми они скреплялись железными обручами

С увеличением могущества артиллерии действие выстрела на станок и ход становилось столь разрушительным, что одновременно с введением стальных дальнобойных орудий пришлось вести сначала железные кованые лафеты, а потом лафеты из листового железа.

В период наполеоновских войн (начало XIX в.) французская армия имела полевые пушки, установленные на деревянном станке и деревянных колесах.

Работа над усовершенствованием станков была необходима не только потому, что выстрел оказывал вредное действие на лафет (то есть на станок и ход), угрожая разрушением его частей. После каждого выстрела орудие в силу отдачи откатывалось назад. Откат замедлял стрельбу, так как каждый раз приходилось накатывать орудие на место и снова производить наводку.

Конструкторы конца XIX и начала XX века усиленно работали над созданием безоткатного лафета. Сначала к заднему концу лафета стали приделывать стальную лопату, так называемый мертвый сошник. Лопата эта уходила глубоко в грунт и препятствовала откату орудия. Но все же это было недостаточно. Сила отката, передаваемая на лафет, огромна, она достигает даже у небольших полевых пушек 100 тыс. кг. Понятно, что один сошник не мог противостоять ей. Задача была разрешена лишь после того, как удалось сделать орудийный ствол подвижным на своем станке. После выстрела ствол отъезжает по особым направляющим, как по рельсам, немного назад. Чтобы откат этот был не очень большим, станок начали снабжать специальными гидравлическими тормозами. Они смягчают силу удара при откате и тормозят ход ствола назад. Специальное устройство, называемое накатником, отводит ствол на свое место. Накатник представляет собой систему весьма сильных пружин. Позднее накат орудийного ствола стал производиться с помощью сжатого воздуха.

Введение безоткатных лафетов взамен жестких, конечно, усложнило устройство орудийной системы, так как между стволом и станком появилась новая добавочная часть, так называемая люлька, с гидравлическим тормозом и накатником. В этой люльке и происходит движение орудийного ствола. Однако усложнение это вполне себя оправдывает. Орудия с откатом ствола обладают очень большими преимуществами по сравнению с орудиями на жестких лафетах. Новые орудия на много подняли скорострельность, упростилась и ускорилась наводка. Колесные лафеты для гаубиц и мортир, которые прежде особенно сильно подвергались вредному действию выстрела, можно было делать теперь более легкими. В системах с откатом на лафет и ось с колесами действует не все давление пороховых газов, а сила, в 30—50 раз меньшая, остальная энергия отдачи поглощается противооткатным устройством. Лафеты для гаубиц и мортир стали столь же простыми, как и лафеты для пушек.

С введением безоткатных орудийных систем сложились все основные части современного артиллерийского оружия. Дальнейшее развитие артиллерии идет уже по пути максимальной автоматизации стрельбы. Вместе с тем начинают создаваться различные новые типы орудий, предназначенные для специальных целей, которые вырастают в условиях все усложняющейся техники современного боя.