9 Ноябрь 2007
Материальная часть артиллерии
Posted by admin under: Интересно .
«Являлись пушки у людей
И ружья постепенно;
И показались у дружин
Мортиры, фальконеты,
Пищаль, винтовка, карабин,
Мушкет и пистолеты.
И им ни камень, ни металл
Пути не преграждает
Куда бы выстрел ни попал,
Все разом сокрушает».
Петрарка
История артиллерии своими корнями уходит в глубь веков. С зарождением пехоты и конницы, старейших родов войск, зарождалась и артиллерия. Желание каждой из воюющих сторон в бою нанести как можно больше потерь войскам противнику, сохранив при этом свои войска, привело к созданию артиллерии. История развития артиллерии прошла большой путь, от метательной до огнестрельной (гладкостенной) и далее до нарезной артиллерии. Все виды огнестрельного оружия появились благодаря прогрессу химии и металлургии, того времени, а их использование стало возможным благодаря новым представлениям о стратегии и тактики военоначальников. В глубокой древности, более двух тысяч лет назад, появляются первые предки современных орудий — метательные машины — «артиллерия» древности. С изобретением пороха произошла революция в военном деле, были созданы огнестрельные орудия. Огнестрельные орудия появившиеся в Китае в XII веке по устройству были очень просты, арабы в XIII веке усовершенствовали орудия и они состояли из ствола и запального устройства. В XIV веке европейцы познакомились с огнестрельным оружием у арабов. Их называли модфа, что по-арабски означает «выдолбленная часть». Модфа представляла собой железную трубу с глухим дном. Из нее можно было вести стрельбу сферическими пулями и стрелами, порох воспламенялся раскаленным прутом через запальное отверстие, расположенного в казенной части орудия. По принципу модфы были устроены и первые европейские орудия называемые бомбардами.
Огнестрельные орудия применялись, в основном, также как и метательные, при защите городов или при осаде городов. Огнестрельное оружие было самым передовым в период позднего средневековья. Огнестрельное орудие не было орудием индивидуального бойца, оно представляло собой собственность или коллектив цехов и городов, командного состава или главы государства. Что же представляет собой артиллерийское орудие? Если орудие это техническое приспособление, при помощи которого производится работа или какое-нибудь действие, то орудие артиллерийское предназначено для метания снарядов, т. е. действие орудия артиллерийского заключается в метании снарядов. Для метания снаряда артиллерийское орудие должно произвести выстрел, с помощью порохового заряда. При выстреле, продолжительность которого составляет — 0,001- 0,06 сек, происходит химическая реакция (взрыв) сопровождаемая выделением большого количества тепла и сильно разогретых газов, температура газов при взрыве достигает, в среднем, около 3000 градусов, создавая при этом очень высокое давление от 2000 до 4000 атмосфер. Давление газов производит работу по разгону снаряда. Снаряд вылетает из ствола со скоростью превышающую скорость звука. Увеличение начальной скорости снаряда достигалось, в ходе развития артиллерийских орудий, за счет повышения энергетической характеристики пороха и увеличения длины ствола. Первые артиллерийские орудия были гладкоствольными. А порох черным (дымным). До XV века применялись заряды в виде пороховой мякоти, затем начали применять камковый порох, а в XVII веке стали применять зерненый порох. Орудия изготавливались отдельными мастерами, при этом каждый мастер держал в секрете процесс изготовления и передавал его по наследству, а это затрудняло усовершенствование орудий. Первое справочное руководство по изготовлению орудий было написано в 1420 году, а напечат оно было лишь в 1529 году, после чего им пользовались еще около 50 лет. В Европе к XIV веку стали изготавливать предметы из чугуна, в это же время были созданы плющильные молоты для ковки. Развивалось и литейное дело. В процессе металлообработки средневековое железо как исходный материал было представлено чугуном, сталью и собственно железом. Еще до XII века применяли кузнечную сварку, горновую пайку, горячую ковку, термическую обработку, покрытие медью, художественную ковку, инкрустацию. К XV веку мастера умели делать вытяжку, осадку, высадку, изгибание, закрутку, рубку и прошивку металла; штамповку осуществляли горячую и холодную, в деревянных, каменных и металлических штампах. Возникли крупные металлообрабатывающие центры в Западной Германии, Англии, Испании. Прогресс орудий труда позволил приступить к производству новых видов оружия. С этого времени орудия труда, и огнестрельные орудия в своем развитии были неразрывно связаны, так совершенствование одних приводило к совершенствованию других.
Китайцы, в этот период, широко использовали деревянные пушки из ствола дерева, усиленного железными обручами, в качестве снаряда применялись толстые стрелы. При стрельбе из мортир еще в XII веке китайцы начали применять разрывные снаряды с чугунным корпусом. Арабы, при изготовлении ствола, отковывали железную болванку и высверливали ее. Европейцы первые огнестрельные орудия изготавливались из дерева, ствол состоял из двух половин, скрепленных железными обручами или из пней с удаленной сердцевиной. Но в основном стволы изготавливались из сваренных ковкой железных полос и отливались из бронзы. Эти орудия устанавливались на больших деревянных колодах и опирались либо в специально выстроенные стены, либо в сваи, вбитые сзади орудия. Артиллерийские мастера с первых образцов огнестрельного оружия, интуитивно приняли решение о том, что орудие должно заряжаться со стороны казны. Но путь создания от первого казнозарядного орудия до современного казнозарядного орудия не был прямым. Первоначально в качестве ствола для огнестрельных орудий использовали металлические трубы. В качестве снарядов применяли каменные ядра. Заряд воспламеняли обмазанной селитрой горящей паклевой лентой, подносимой щипцами пальника. Для изготовления орудия из железных полос кузнец изготавливал деревянный цилиндр, длина и диаметр которого соответствовал длине и калибру орудия. Затем он выковывал множество прямоугольных железных полос, которые затем прикреплял к деревянному цилиндру. Выковывал множество металлических колец немного меньше внешнего диаметра. Нагрев эти кольца до высокой температуры он надевал их сверху на прямоугольные железные полосы, при охлаждении кольца очень плотно стягивали прямоугольные полосы вместе. Для изготовления орудий малого калибра, кузнец брал лист железа и сгибал его вокруг деревянного цилиндра. Затем сваривал грани вместе, после чего одевал кольца. Такие стволы орудий имели отверстия с обоих концов. Ствол закреплялся на деревянном станке, половина его диаметра входила в желоб массивной деревянной колоды, к которой ее прикрепляли железными хомутами.
Выстрел производился в следующем порядке:
— в ствол, с казны засыпался порох (пороховая мякоть);
— закладывалось ядро;
— заднюю часть бомбарды закрывали приставным дном, которое плотно подпирали бревнами и клиньями;
— засыпали порох в запальное отверстие;
— подносили раскаленный стержень к заполненному отверстию;
— воспламенившись, порох с силой выбрасывал каменное ядро.
Для бомбард использовали толстые железные трубы большого диаметра. Стрельба из бомбарды велась на небольшие дальности, они предназначались для осады городов и разрушения крепостных стен. Часто стрельба, из бомбарды, заканчивалась разрывом ствола и поражением своих воинов. Первое применение бомбард в Европе Карлом Валуа при осаде Ла Реоля в 1324 году описывается Морисом Дрюоном в романе Французская волчица: «…Обслуживающие их итальянцы называли эти жерла бомбардами из-за производимого ими шума… Бомбардиры разожгли около каждой бомбарды угли в жаровнях, на которых раскалялись докрасна железные прутья. Затем они принялись заряжать бомбарды через жерла: сначала совками из кованого железа насыпали порох, потом заложили пыжи из пакли, после чего вкатили в каждый ствол по большому каменному ядру, весившему около ста фунтов. Затем насыпали немного пороха в углубление, устроенное в казенной части бомбард и соединявшееся через небольшое отверстие с находившимся внутри ствола зарядом. Всех присутствующих попросили отступить на пятьдесят шагов. Орудийная прислуга легла ничком на землю, закрыв уши руками; около каждой бомбарды осталось стоять лишь по одному бомбардиру, который должен был длинным, раскаленным докрасна прутом поджечь порох. После чего бомбардиры тоже попадали на землю и прижались к воздвигнутым около лафетов деревянным ограждениям. Взметнулись красные языки пламени, задрожала земля. По долине Гаронны прокатился гул, и его было слышно от Марманда до Лангона. Бомбарды заволокло черным дымом; от отдачи лафеты врезались в рыхлую почву. Коннетабль кашлял, плевал и чертыхался. Когда облако пыли осело и дым рассеялся, присутствующие увидели, что одно ядро упало в расположение французского войска и только благодаря чуду никого не убило. Зато другое ядро, по-видимому, пробило крышу городского дома».
Одним из самых примитивных орудий были беззапальные мортиры. Мортиры отливались из бронзы целиком, вместе с внутренней полостью. Часть из них изготовлялась из дерева. Длина ствола составляла 1,5 — 2 калибра, ствол, в основном, был коническим, калибр снаряда был около 6 фн. Для выстрела мортира закапывалась в землю под углом к горизонту, угол между мортирой и горизонтом был необходим для придания примерного направления стрельбы, придать дальность для орудия с коническим стволом было невозможно.
Выстрел из мортиры производился в следующем порядке:
— в ствол, с дульной части, засыпался порох;
— сверху пороха укладывался относительно круглый камень, любой величины;
— щели между камнем и стенками ствола законапачивались паклей, при этом оставлялось отверстие через которое проходил фитиль, состоящий из тряпки пропитанной жиром и селитрой;
— после того как орудие было заряжено, канонир поджигал фитиль и укрывался в складках местности, происходил выстрел.
Из-за некачественного пороха, с пользой сгорала лишь небольшая его часть и в результате плохой обтюрации стрельба из мортиры была неточной.
Во Франции братья Бюро усовершенствовали заряжание с казны, создав орудия с затворами. Затвор или вкладная камора была похожа на кружку. Выстрел, из орудия с затвором (вкладной каморы), производился в следующем порядке:
— в ствол, с казны закладывали ядро;
— засыпали пороховую мякоть во вкладную камору;
— в ствол вставляли затвор и запирали казенную часть скобой и клином;
— выстрел производился также как и на других орудиях.
Для увеличения скорострельности вкладных камор, на одно орудие, изготавливалось несколько.
В России огнестрельное оружие появилось в середине XIV века, при Дмитрии Донском они были кованными. Кузнецы ковали полосы железа толщиной в 7-10 мм, сгибали их, придавая форму ствола, и сваривали. На такой ствол надевали следующий, так же изогнутый лист железа и опять сваривали. Потом процедуру еще раз повторяли. Получались куски ствола из трех слоев железа длиной по 200 — 230 мм. Эти куски приваривали друг к другу и получали ствол нужной длины. Сохранилось несколько кованых пушек, на которых видно, что на изготовление пищали калибра 50 мм и длиной 1590 мм шло 7 секций трубы. На вооружении русской армии стояли три типа орудий: пушки, пищали и тюфяки. Пушки предназначались, в то время — до появления в XVII веке нового названия мортиры — для навесной стрельбы; тюфяки — для стрельбы дробом (картечью) по живой силе противника на малом расстоянии; пищали — для прицельной стрельбы.
Пищаль (лат. Pistula — труба), в западных армиях они назывались аркебузы, отличалась от бомбарды, следующим — ствол свертывался из железных полос, а швы заваривались кузнечным способом, чем обеспечивалась безопасность при стрельбе для своих войск и орудие служило дольше, так как калибр пищали не превышал 110 мм, она была намного подвижнее бомбарды. Заряжались пищали с казны. В качестве снарядов для пищали применялись каменные, а позже железные и свинцовые ядра. Первые артиллерийские орудия состояли из ствола и деревянного станка, часть из них имела затвор. При выстреле из первых казнозарядных орудий пороховые газы вырывались наружу, что ухудшало баллистические характеристики снаряда, а иногда под сильным давлением пороховых газов вылетало не ядро, а затвор. Из этих орудий стрелять было можно, но опасно, поэтом у мастера начали делать новые орудия с глухим дном. Исходя из измененной конструкции орудия, заряжание орудия, начали производить с дула. Но как только мастера, в процессе развития техники, совершенствовали затвор, артиллеристы снова заряжали орудия с казны, но затворы были несовершенны и орудия еще долгие столетия заряжались с дула. Об огнестрельных орудиях в 1350 году писали: «Эти приборы, которые разгружают шары металла с наибольшим огромным, шумом и вспышками огня… были несколько лет назад редки и рассматривались с большим удивлением и восхищением, но теперь они стали столь же обычными и знакомыми как любой вид орудия». До XVI века изготавливались пушки для настильной стрельбы калибром от 50 до 100 мм и длиной ствола 5-6 калибров, бомбарды и мортиры до 170 мм. В XIV веке артиллерийские орудия, будучи несовершенными, громоздкими и неуклюжими, находилась еще в младенческом возрасте.
В XV веке технологии в Европе совершенствовалась и в начале XVI века она сумела, по некоторым показателям обошла античную цивилизацию и наиболее развитые регионы Азии. Прогресса достигли и в деле производства орудий. Были созданы арсеналы, в которых производились орудия. Благодаря исследованиям итальянца Ванночио Бирингоччио было упорядочено искусства литья. Во Фландрии в 1450 году были изобретены цапфы. Орудия начали отливать вместе с цапфами. Цапфы (русск. — вертлюги), представляли собой выступы цилиндрической формы, расположенные в центре тяжести орудия; они предназначались для лучшего крепления ствола в станке и облегчения его наводки в вертикальной плоскости. У пушек и единорогов ось цапф делалась на средней, нижней линии канала, а центр располагается на расстоянии около О, 45 длины орудия от торели к дулу, а у мортир они находились внизу у конца казенной части. Стволы отливались из железа, меди или бронзы калибром до 180 мм, и представляли собой тело, вылитое из металла и высверленное с одного конца до определенной глубины.
Высверленная цилиндрическая пустота в орудии называлось каналом. Диаметр канала называется калибром орудия. Часть канала ствола орудия, в которой размещался заряд, называется каморой. Толщина стен ствола в каморе наиболее толстая и от нее постепенно изменяется, уменьшаясь, потому, что при выстреле давление пороховых газов, по мере расширения от дна к дулу, на стены уменьшается. Ствол орудия состоял из тонкой передней «дульной» части канала, откуда вылетает снаряд и противоположной его части, ограничивающей канал — дном, состоящим из массивной наружной задней «казенной» части. Казенная часть завершалась торелью (задняя стенка ствола орудия) и виноградом (выступ, которым оканчивалась казенная часть ствола). Около дна канала в стволе орудия имеется сквозное отверстие называемое запальным отверстием. Наверху ствола, ближе к его дульной части, помещались скобы, предназначенные для подъема и накладывания ствола на станок. В XVI в. они выполнялись, как правило, в виде рыб и назывались «дельфинами» (русск.- «ушами»). Дельфины и виноград существенно облегчали обслуживание орудий при их транспортировке и стрельбе. Во 2-й половине XV века швейцарцы установили пушку на колеса. XVI век ознаменовался быстрым распространением жестких двухколесных лафетов. Примерно со второй его четверти станки с колесами (лафеты) стали изготавливать под все вновь создаваемые орудия независимо от их калибров, массы и других технических данных. Во Франции в 1550 году был изобретен передок для упрощения перевозки орудия. При подготовке к итальянскому походу французский король Карл VIII установил артиллерийские орудия на колесные лафеты, сделав орудия подвижными, он явился основателем полевой артиллерии. С появлением лафетов орудие превратилось в тележку, способную сопровождать войска на марше и в бою. Орудия состояли из ствола, лафета и передка. Лафет (нем. Lafette) представлял собой станок, на котором закрепляется ствол артиллерийского орудия, он предназначался для придания стволу вертикальных и горизонтальных углов Лафет (русск. — «колода») состоял из боевой оси, колес и 2-х станин. Лафеты, как и прежние неподвижные станки («колоды», «козлы», «собаки»), изготавливались из прочного дерева (дуба, ореха, клена). Ось, как наиболее ответственную и особо прочную часть лафета, делали, как правило, из дуба и усиливали массивными железными полосами. Встречались и цельножелезные оси. Они изготавливались под орудия особо крупных размеров. Колеса делались низкими, с железными ободьями (шинами). Станины представляли собой толстые доски, окованные по периметру железными полосами, скрепленные 4-мя прочными перекладинами (подушками) — передней (боевой), средней, задней и хоботовой, которые скреплялись железными шинами и болтами и укрепленные оковками. По бокам станин имелись железные крючья и кольца для крепления принадлежностей (банника, пробойника и т. п.). В передней части станин располагались цапфенные гнезда. В задней их части находилось отверстие для накладывания лафета на передок и крепления его при помощи шкворня. Для передвижения орудия заднюю подушку лафета надевали на шкворень (вертикальная ось) передка и закреплялось цепью.
Передвижение орудий требовало широкого применения конной тяги. Король Англии Генриха VIII поставил перед литейщиками задачу по повышению качества и удешевления стоимости производства артиллерийских орудий. В 1541 году королевские литейщики разработали новую технологию отливки пушечных стволов из чугуна. В начале XVI века нюрнбергский механик Гартман, используя теоретические расчеты Тартальи создал артиллерийскую шкалу которая представляла собой медный четырехгранный брусок, на одной грани которого были нанесены нюрнбергские меры длины — фут и дюйм, а на других гранях диаметры чугунных, свинцовых и каменных ядер различных весов. С тех пор орудия, во всех странах, стали изготовлять по единой системе калибров. Калибр определялся не линейной мерой, а весом снаряда к данному орудию. Орудия получили наименования — 3-х фунтовая пушка или 9-и фунтовая гаубица. Обозначения орудия по весу снаряда существовало до конца XIX века, а в Англии до 2-й мировой войны. В XVI веке в Голландии был изобретен новый тип орудия — гаубица (русск. — гауфницы или гафуницы). Ствол гаубицы всегда был короче ствола пушки и не превышал 8 — 14 калибров. Для гаубиц был изобретен разрывной снаряд. Шведский король Густав-Адольф, в XVII веке, принял на вооружение своей армии, так называемые кожаные пушки. Это были пушки с легко кованными железными трубами, покрытыми кожей и предназначались они для стрельбы вязаной картечью. Но, будучи недостаточно прочными, они был заменены легкими чугунными 4-х фн. орудиями. Основным видом артиллерийского вооружения стали пушки. Одной из разновидностей пушек были новые орудия — кулеврины. Появилось отличие между полевой артиллерией и осадной. В русской артиллерии на вооружении состояли пищали (пушки) изготовленные из кованого железа, заряжаемые с казны, с затворами — винтовым, вкладной каморой и подвижным клином. К артиллерийским системам кроме, пушек и гаубиц, относились орудия мелких калибров называемых «фоконами» (русск.- соколами) и мортиры (русск.- можжиры). Мортиры по своему устройству не отличались от бомбард и явились их дальнейшим развитием. Длина ствола ранних мортир не превышала 1,1/2 — 2 калибров. Они использовались, в основном, в качестве осадных орудий.
Сравнивая три вида орудий — пушки, мортиры и гаубицы можно сказать следующее:
— пушки имели самые длинные стволы, наибольшую начальную скорость снаряда, наибольшую дальность стрельбы и настильную траекторию;
— мортиры имели самый короткий ствол, наибольший калибр, небольшую дальность стрельбы и навесную траекторию;
— гаубицы являлись промежуточным видом орудий между пушками и мортирами.
При увеличении заряда по крутизне траектории и дальности стрельбы гаубицы приближались к пушкам, при уменьшении заряда к мортирам.
Артиллерийские мастера стремились к созданию не только мощных, но и скорострельных орудий. В поисках путей к достижению скорострельности орудий мастера увеличивали количество стволов на одном лафете, в результате понятие «скорострельное орудие» было отождествлено с понятием «многоствольное орудие». Это были орудия от ствола орудия с семью каналами, двадцатишестиствольной установки «Орган» до пятидесятишестиствольной установки «Орган». В 1757 году в русской армии на вооружение был принят новый тип орудия — единорог, который состоял на службе около 100 лет и был заимствован рядом стран Западной Европы. Это было орудие, совмещающее в себе свойства пушки и гаубицы, так как из него можно было вести навесной (гаубичный) и настильный (пушечный) огонь. Единорог имел коническую зарядную камеру, поэтому снаряд при заряжании плотно прилегал к каналу ствола, в результате чего сокращался до минимума прорыв пороховых газов и повышалась точность стрельбы. В качестве прицелов вместо прорези с мушкой применялся простейший диоптр, что повышало точность наведения орудия на цель. Артиллерийские орудия состояли из двух основных частей — ствола и лафета. Ствол литой с цапфами и скобами-дельфинами состоял из дульной части и казенника. Артиллерийские орудия состояли из двух основных частей — ствола и лафета.
Ствол литой с цапфами состоял из дульной части и казенника. Ствол с помощью цапф соединялся с лафетом, а особые скобы-дельфины облегчали расчету переноску орудия и установку его на лафет. Лафет представлял собой окованный деревянный двухколесный станок. Для наведения орудия в цель на стволе орудия устанавливались мушка, а на казенниеке целик. Наводка орудия производилась по вертикальной плоскости с помощью квадранта и деревянного клина, подкладывающегося под казенную часть ствола, горизонтальная наводка производилась перемещением хобота лафета вправо и влево. В дальнейшем для вертикальной наводки орудия вместо деревянного клина стали применять вертикальные винты.
Выстрел из орудия производился в следующем порядке:
— канал ствола прочищался банником;
— из бочек с порохом, находившихся в 30-40 метрах от орудий, металлической кружкой, из кожаного мешка, насыпался порох в шуфлу;
— шуфла с порохом досылалась до дна канала ствола, после чего шуфла переворачивалась и порох оставался на дне канала ствола, шуфла вынималась;
— пороховой заряд уплотнялся пробойником и орудийный номер вставлял большой палец левой руки, облеченный в кожаный мешочек, в запальное отверстие, чтобы остановить поток воздуха. С потоком воздуха могла вылететь взрывоопасная пороховая пыль, которая могла вызвать преждевременный выстрел;
— пороховой заряд закреплялся пыжом;
— вкатывалось ядро в ствол, которое затем проталкивалось банником в ствол до упора и закреплялось следующим пыжом; — в заправочное отверстие засыпалась пороховая мякоть из пороховницы и орудие наводилось в цель;
— по команде «Пали!» или «Огонь!» к заправочному отверстию подносился огонь, после чего происходил выстрел, орудие откатывалось назад.
Процесс заряжания длился около 2-х минут. При атмосферных осадках шуфлой пользоваться было нельзя. Во второй четверти XVIII века пороховой заряд стали помещать в картузы, пороховую натруску заменили скорострельной трубкой. При этом несколько изменился процесс заряжания. Так вместо засыпки пороха шуфлой в ствол орудия укладывались картузы, а в запальное отверстие вставляли скорострельные трубки, которые хранились у орудийного номера на поясе в лядунке. Переход к картузному заряжанию и скорострельной трубке увеличил скорострельность орудий. При подготовке орудия к стрельбе и ведения огня артиллеристы пользовались специальными приспособлениями — банником и пробойником, протравником и скорострельными трубками которые хранились в лядунке, пальника и в случае плохой погоды палительных свечей, доски (шаблон) для определения калибра ядер, ведра и других мелких инструментов.
После 1800 года в Англии майором Спирманом была проведена реорганизация артиллерии и введены однобрусные лафеты, и передок с зарядным ящиком, которые затем были приняты в большинстве европейских стран. До второй половины XIX века никому не удалось внести в конструкцию артиллерийского орудия какие-либо значительные усовершенствования, повысившие его скорострельность, точность и дальность стрельбы. Из гладкоствольных орудий можно было стрелять только сферическими ядрами. Аэродинамическая форма ядра затрудняло достижение больших дальностей стрельбы. Кроме этого между поверхностью канала ствола и ядром был большой зазор. В результате при выстреле происходили соударения ядра и ствола, ядро не получало точного направления движения по оси канала ствола, ствол вздрагивал и получал боковое отклонение, что приводило к отклонению снаряда от первоначально заданного направления приданного стволу при наводке. Совокупность всех явлений происходивших при выстреле, приводила к большому рассеиванию точек падения снарядов в боковом направлении, кучность боя гладкоствольных орудий была очень низкой. С применением пехотой нарезного оружия настал кризис гладкоствольной артиллерии, необходимо было заменить гладкоствольную артиллерию на нарезную. Нарезные орудия не были чем-то новым, так в России первые нарезные артиллерийские орудия появились в 1615 году, русская пищаль 1615 года хранится в артиллерийском историческом музее, заряжалась она с казны, «В Мюнхене есть маленькая нарезная пушка, изготовленная в Нюрнберге в 1864 году …» — писал Ф. Энгельс. Широкого распространения эти орудия не получили, из-за различных, технических причин.
Первые, относительно удачные, нарезные орудия в XIX веке были созданы артиллеристом майором Ковалли, из Сардинии в 1846 году. Созданная им пушка заряжалась цилиндрическо-коническим снарядом, сделанным из твердого металла и имеющего пояски, входящие в нарезы, со стороны казенника. Ковалли также изобрел приспособление, измеряющее боковое отклонение снарядов, вызываемое крутизной нарезов и происходящее в направлении их вращения (деривацию) с помощью боковой или горизонтальной тангенциальной шкалы. В это же время в Швеции барон Варендорф создал нарезную пушку, но снаряды применяемые его орудии были покрыты тонким слоем свинца, который при выстреле вдавливался в нарезы. Созданием нарезной пушки в Англии занимался Вильям Армстронг и Витворт. У Армстронга канал ствола орудия был круглым, стрельба из него производилась снарядом, сделанным из литого железа, цилиндрически-стрельчатой формы, покрытого свинцом, заряжание производилась со стороны казенной части. Пушка Витворта имела ствол с шестиугольным каналом ствола, глубина нарезов в два раза превышала глубину нарезов орудия Армстронга. Заряжание производилось со стороны казенной части снарядом из очень твердого металла, без свинцовой оболочки, перед заряжанием снаряд необходимо было смазывать смесью воска и жира, так как диаметр снаряда был очень точно пригнан к диаметру канала ствола. Первые образцы бронзовых нарезных орудий, заряжаемых с дула, были приняты на вооружение в полевой французской артиллерии (1857 г.) и русской полевой артиллерии (1858 г.). При стрельбе из первых нарезных орудий для обеспечения устойчивого полета снаряда применяли снаряды со свинцовой оболочкой. В дальнейшем для ведения снаряда по нарезам стал применять закрепленные на его корпусе медные ведущие пояски. Внешний диаметр, которого равнялся диаметру канала ствола по дну нарезов. При выстреле пороховые газы, воздействуя на дно снаряда, заставляют снаряд двигаться вперед, пояски врезались в нарезы и двигаясь по каналу ствола, придавая снаряду вращение. Снаряд, вращаясь со скоростью от нескольких тысяч до десятков тысяч оборотов в минуту, вылетает из ствола. В результате вращения снаряда дальность полета снаряда возросла, стало возможным использовать продолговатый снаряд длиной до 3 -3.5 калибра, в котором размещали разрывной заряд в несколько раз больший, чем в сферическом ядре. Могущество снаряда у цели возросло, в сравнении с гладкоствольным 95-мм орудием обр. 1838 г. у нарезного 87-мм орудия обр.1867 г. масса снаряда увеличилась с 3.0 до 5.7 кг, дальность полета снаряда возросла с 1600 м. до 3400 м.
В 1860-м году в России на вооружение была принята 4-х фн бронзовая нарезная пушка, заряжаемая с дула, на деревянном лафете с дальностью стрельбы 2500 м. К ней было разработано два прицела — для настильной и навесной стрельбы. Для увеличения скорострельности были разработаны и приняты на вооружение 4-х и 9-и фн. бронзовые нарезные пушки обр. 1867 года, с дальностью стрельбы 3400 м и 4480 м. В 1867 году на вооружение была принята 3-х фн. горная пушка заряжаемая с казенной части. Стволы этих орудий подразделялись на коническую часть(АБ), цилиндрическую среднюю часть (БВ) и утолщенную клиновую или казенную часть (ВГ). В ка зенной части было сделано сквозное поперечное отверстие, в кото рое вкладывался запирающий механизм клин (Д). Запирающий механизм — замок предназначался для запирания канала ствола с казенной части, он позволял осуществлять заряжание орудия с казенной части. Замок представлял собой четырехгран ный в виде призмы бронзовый клин, перемещавшийся во время заряжания в горизонтальном направлении.
К 1870 году русская артиллерия имела на вооружении только нарезные орудия. Для нарезных орудий ученный-артиллерист В.Ф. Петрушевский разработал новый сдвижной трубчатый прицел, С помощью нового прицела орудию придавался необходимый угол возвышения и учитывалась поправка на деривацию. Вначале стволы нарезных орудий производили из меди и чугуна, а заряжание производилось с дульной части. Для достижения прочности орудийных стволов более прочных и вместе с тем более легких, чем бронзовые и чугунные стволы проводились испытания по созданию стальных орудийных стволов. В 1812 году русский изобретатель Яков Зотов создал 3-х фунтовую (76-мм) стальную пушку весившую на 80 кг. меньше чем аналогичная медная пушка и намного ее дешевле. Железная пушка успешно прошла все испытания во время стрельбы и после нее, но по решению графа Аракчеева считавшего что: «счастье лично изъяснить его императорскому величеству мнение свое, что железные пушки никогда не могут быть столь удобны к действию и в изготовлении, как медные пушки …» пушка Зотова на вооружение принята не была. Внедрение стальных пушек первыми освоил Крупп, он начал первым выпускать стальные орудийные стволы в 1843 году. Сталь, в то время была прочнее бронзы более чем в полтора раза. Стальные орудийные стволы выдерживали внутреннее давление в 4000 атмосфер, бронзовые же — до 2500 атмосфер. В 1859 году в России Обухов выпустил первые крупные стальные отливки для стволов артиллерийских орудий. А в 1862 году на Всемирной выставке в Лондоне за свою стальную пушку выдержавшую, без повреждений, более 4-х тысяч выстрелов получил приз.
Во второй половине XX века видный военный инженер А.П. Энгельгардт первым оснастил хоботовую часть лафета сошниками. При выстреле сошники зарывались в землю и удерживали орудие на месте, чтобы уменьшить воздействие отдачи на орудия, в момент выстрела, русские инженеры оборудовали пушку 1838 года дульным тормозом. Дульный тормоз размещался на дульном срезе ствола, он направлял часть пороховых газов назад, в результате чего сокращался откат. В дальнейшем дульный тормоз и сошники стали непременной принадлежностью почти всех артиллерийских систем. После принятия на вооружение новых нарезных орудий заряжаемых с казенной части появилась необходимость создания новых лафетов. В России на вооружение был принят 4-фунтовый железный лафет полковника Фишера в 1865 году. Лафет обеспечивал горизонтальное наведение без поворота хобота орудия. Он состоял из — верхнего станка имевшего две короткие станины и нижнего станка имевшего две длинные станины. Верхний станок вращался на специальном штыре (шкворне). Поворотный механизм был винтового типа. Подъемный механизм состоял из двух винтов, ввинченных друг в друга («двойной винт»). Но в связи со сложностью производства лафета от него отказались до 1895 года. А на вооружение в 1873 году был принят упрощенный лафет Фишера. Лафет состоял — из станка и хода, которые имели возможность небольшого относительного перемещения. Станок состоял из двух взаимно скрепленных штампованных железных или стальных станин, края которых загнуты внутрь под прямым углом, и подъемного механизма. Подъемный механизм винтовой. Поворотный механизм отсутствовал. Горизонтальное наведение осуществлялось поворотом хобота лафета, с помощью правила. Ход состоял из оси с колесами, тяг, буферных болтов с каучуковым буфером. Был также разработан и новый передок обр. 1838 года. В нем перевозилось шесть 4-х фн. снарядов.
В 1872 — 1877 годах появляется безоткатный лафет. Русский изобретатель, офицер артиллерист В.С. Барановский (1846-1879) создал первое скорострельное орудие с одним стволом — 2,5 дм пушку в 1872 — 1877 годах, с противооткатными устройствами, состоящими из гидравлического (масляного) тормоза отката и пружинного накатника. Применявшийся ранее жесткий лафет воспринимал при выстреле полную силу отдачи, состовляющих для полевых орудий десятки тонн. Орудие при выстреле откатывалось назад, пока кинетическая энергия отката на поглощалась работой сил трения орудия о грунт. Для производства следующего выстрела орудие накатывалось вперед, восстанавливалась сбившаяся наводка прицела. Выстрел и все повторялось. На некоторых орудиях для погашения энергии отката и возврата орудия в начальное положение использовали клинья, подкладываемые под колеса. Орудие, имеющее лафет с противооткатными устройствами, при выстреле остается на месте. Снаряд, нажимая ведущей частью на грань нарезов, а также трением своей поверхности о стенки канала орудия, увлекает ствол за собой. Пороховые газы, воздействуя на дно канала, заставляют орудие двигаться в сторону, обратную движению снаряда (явление отката). Ствол орудия откатывается по направляющим элементам лафета, а также скрепленные с ним части тормоза отката и накатника. По окончанию отката ствол плавно перемещается в исходное положение с помощью накатника. На орудии вместо раздельного заряжания пушки пороховым зарядом, ядром и запалом было применено заряжание унитарным патроном, который состоял из гильзы (первые гильзы для раздельного заряжания опробовал француз Реффи 1870-1871 год). В патроне снаряд и заряд соединены в одно целое с помощью гильзы, что позволило упростить и ускорить заряжание орудия. Наводка орудия осуществлялась с помощью подъемного и поворотного механизма. Ученный сконструировал и установил на орудие, впервые в мире, поршневой затвор. На пушке Барановского впервые, вместо реечного прицела и мушки, был установлен оптический прицел, сконструированный в 1872 году русским профессором С.Б. Каминским, в виде зрительной трубы с двумя диоптрами. Пушка Барановского была самой скорострельной системой того времени. Для увеличения прочности стволов артиллерийских орудий в 1877 году были разработаны и приняты на вооружение русской армии 4-х и 9-и фн. стальные и пушки. Стальные пушки имели начальную скорость снаряда выше, чем бронзовые, соответственно отдача на лафет увеличилась, при этом разрушалась боевая ось. Достижения Барановского создавшего новое орудие с противооткатными устройствами было забыто. Для уменьшения разрушительного действия на лафет и увеличения его живучести А.П. Энгельгардтом был разработан и спро ектирован железный лафет новой конструкции. В новом лафете были следующие усовершенствования — для уменьшения отката и самонакатывания орудия, был встроен большой и упругий хоботовой сошник, для обеспечения возможности наводки орудия в момент заряжания был введен поворотный механизм, прицельная линия вынесена вперед.
Созданию скорострельных пушек и увеличению дальности стрельбы вдвое, по сравнению с нарезными орудиями применившими черный порох, способствовало изобретение в 1884 году французом Вьели медленно горящего бездымного пироксилинового пороха с более высоким, чем у черного пороха, энергетическими характеристиками. Д.И. Менделеев создал особый вид пороха — пирокоолодийный в 1893 году. Было покончено с клубами черного дыма, окутывавшего орудия после каждого выстрела. Появилась возможность увеличения скорострельности артиллерийских орудий. В1887 году французский инженер Тюрнен получил патент на взрывчатое бризантное вещество мелинит, в Англии его называли лиддитом, в России его называли пикриновой кислотой, мелинит стали применять, во всех странах, для снаряжения снарядов. В 1863 году Вильбрандт, немецкий химик, изобрел взрывчатое бризантное вещество тринитротолуол. Под названием «тротил» он начал применяться в Германии для снаряжения боеприпасов с 1905 года. Затем «тротил» или ТНТ также начали производить во всех странах мира. В 1-й мировой войне применялся мелинит и ТНТ, во 2-й мировой войне применялся ТНТ, только в США в 1945 году было выработано более миллиона тонн ТНТ.
В 1885 году А.П Энгелгардт разработал для 6 дм. мортиры новый лафет, отличающийся от лафетов полевой артиллерии, при выстреле станок садился на тумбы поглощая силу отдачи орудия, а колеса оставались свободными в 1867 году 6 дм. удлиненная мортира (гаубица) был принята на вооружение русской армии. В это же время подполковник Рассказов изобрел скрывающиеся лафеты для осадной и крепостной артиллерии. Артиллерийское орудие перед производством выстрела приподнималось. После выстрела, под действием силы отката опускалось, скрываясь за бруствером инженерного сооружения. Производилось заряжание орудия и затем при помощи пружин оно вновь приподнималось для ведения огня. Лафеты для новых орудий стали изготовлять из металла. Немецкий ученный Эргардт разработал артиллерийское орудие калибра 76,2 мм с поршневым затвором, противооткатными устройствами и широким сошником. В Германии в 1897 году принята на вооружение новая 77-мм пушка образца 96 года с клиновым затвором. Во Франции принята на вооружение 75-мм полевая пушка образца 1897 года с независимой линией прицела. Претворяя идеи Барановского в жизнь Н.А. Заблудский создает полевое 76,2-мм орудие — знаменитую русскую трехдюймовку образца 1902 года. Благодаря своей удачной конструкции «трехдюймовка», без принципиальных изменений, применялась в течение 35 лет. С развитием артиллерийской науки появилась возможность ведения огня с закрытых огневых позиций. В 1901 — 1904 гг. группа техников под руководством капитана В.М. Михаловского создает два образца раздвижного дугового прицела с угломером. Существенная особенность второго образца заключалась в том, что дуговой прицел был соединен с угломером, чего не было в конструкции первого образца. В ходе русско-японской войны, в 1904 году, русские офицеры С.Н. Власьев и Л.Н. Гобято создают новое орудие ближнего боя — миномет.
Новое орудие позволяло вести огонь на небольшую дальность под углом возвышения до 45 градусов. Крутизна траектории полета мины, под углом 70-80 градусов позволяла поражать закрытые цели, недоступные для пушек. Мины, попадая в окопы противника, наносила ему большие потери в живой силе.
Человечество, 300 лет используя порох и лошадей, сражалось орудиями старинной технологии, и только в середине XIX века эта эпоха завершилась, процесс производства продвинулся вперед, были изобретены паровоз, пароход, телеграф и др. В результате технического переворота в полевой артиллерии появились орудия нового типа с отличительными особенностями:
— зарядом из бездымного пороха;
— нарезным, стальным стволом;
— безоткатным лафетом;
— унитарным заряжанием с казенной части;
— дуговым прицелом с боковым уровнем и угломером.
В ходе 1-й мировой войны всеми воюющими армиями был принят на вооружение миномет. Минометы имели различные калибры от 60 до 240 мм, и различные конструкции. Но наибольшее распространение и развитие в последующие годы получила модель миномета, разработанная английским изобретателем Стоксом. Миномет состоял их двух основных частей — гладкого ствола, заряжаемого с дула и опорной плиты, которая принимала силу отдачи при выстреле и распределяла ее на возможно большую поверхность грунта. Миномет явился как бы возвратом к прошлому — гладкоствольному орудию с жестким лафетом. Но применение этого орудия и его огневые возможности сделали миномет незаменимым огневым средством поддержки пехоты. В связи с изобретением танков и появлении их на поле боя, во Франции Англии и Германии были разработаны первые противотанковые орудия.
Французский инженер Дьюпорт в 1904 — 1914 годах, для увеличения сектора обстрела 75-мм пушки по горизонту без поворота всего орудия, предложил выполнить лафет с двумя раздвижными станинами. В результате орудие не меняя положения на позиции, вело огонь в горизонтальной плоскости в пределах 54 градусов. После первой мировой войны лафеты с двумя, тремя и четырьмя станинами получили широкое распространение.
Ко 2-й мировой войне на вооружении в армиях находились нарезные орудия, имеющие лафеты двухстанинные и однобрусные коробчатые. Основными типами орудий были пушки, гаубицы, мортиры и минометы. Некоторые орудия имели трехстанинные лафеты, а также лафеты с плитой в нижней части для ускорения горизонтальной наводки, оба лафета обеспечивали угол горизонтального наведения орудия 360 градусов. Лафеты имели ходовую часть с колесным ходом и подресориванием, некоторые тяжелые орудия имели гусеничный ход. Колеса были в основном металлические, с резиновыми шинами, с пневматическим шинами и шинами наполненные гусматиком (каучуком). Все орудия, в основном, имели передок. При разнообразии внешнего вида все орудия устроены по одному принципу. Орудия, во 2-й мировой войне состояли из основных частей — ствола и лафета. Ствол представляет собой трубу полую внутри. В зависимости от устройства стенок трубы стволы были следующих типов — ствол моноблок, скрепленный ствол, ствол со свободной трубой, сборный ствол с трубой моноблок. Ствол состоит из трубы, казенника и соединительных элементов. Труба является основной частью ствола, она делится на передней (дульной) и задней части (казенной). К передней части трубы крепится дульный тормоз, который уменьшает энергию откатных частей при выстреле. Дульные тормоза по принципу действия делятся на дульные тормоза активного, реактивного и активно-реактивного действия. К задней части трубы крепится казенник. Казенник предназначен для размещения затвора, запирающий канал ствола при выстреле, и для соединения противооткатных устройств со стволом. Затворы применялись поршневые и клиновые. Канал ствола орудия состоит из каморы и ведущей части. В зарядной каморе размещается боевой заряд. Вдоль канала ствола идут нарезы по винтовой линии слева вверх направо, они придают снаряду вращение по часовой стрелке В нижней части трубы имеются пазы, в которых укрепляются захваты для соединения ствола с люлькой.
Лафет состоит из: люльки с противооткатными устройствами, верхнего и нижнего станка. Люлька с противооткатными устройствами и стволом составляют качающуюся часть орудия. В люльке закрепляется ствол и противооткатные устройства. Цапфами она упирается на верхний станок и с помощью подъемного механизма поворачивается в вертикальной плоскости. При выстреле ствол откатывается по люльке на некоторую длину, противооткатные устройства тормозят ствол при откате, после чего, с помощью противооткатных устройств, ствол возвращается в первоначальное положение.
Верхний станок является основанием для качающейся части орудия. На нем закрепляется люлька, уравновешивающий механизм, механизмы наводки, прицельные приспособления и щитовое прикрытие. Верхний станок штырем надевался на штыревое гнездо нижнего станка или штыревым гнездом надевался на штырь нижнего станка. С помощью поворотного механизма верхний станок поворачивается в горизонтальной плоскости. Уравновешивающий механизм уравновешивает качающуюся часть орудия относительно цапф и облегчает работу на подъемном механизме.
Прицельные приспособления служат для точной наводки орудия в цель. Они состоят из панорамы и прицела, у противотанковых орудий оптически прицелы для стрельбы прямой наводкой. Щитовое прикрытие предназначено для защиты орудийного расчета и уязвимых частей лафета от пуль и осколков.
Нижний станок со станинами и ходовой частью является основанием поворотной части орудия. Станины, при приведении орудия в боевое положение, разводятся и закрепляются в грунте сошниками, что обеспечивает орудию неподвижность при выстреле и поперечную устойчивость при изменении направления стрельбы. В походном положении станины сведены и закрепляются на передке орудия, при его отсутствии на крюке тягача.
Ходовая часть состоит из: боевой оси, колес и механизма подрессоривания. Выстрел из артиллерийского орудия по цели производился в следующем порядке:
— наводчик орудия устанавливает на прицельных приспособлениях прицел и угломер, соответствующий дальности до цели и направлению на цель и с помощью механизмов вертикальной и горизонтальной наводки наводит орудие на цель и докладывает командиру орудия;
— замковый открывает затвор;
— снарядный установив, по команде взрыватель, передает снаряд заряжающему;
— заряжающий вставляет снаряд в зарядную камору орудия и с помощью досыльника досылает снаряд в ствол;
— замковый закрывает затвор и докладывает командиру орудия;
— командир орудия докладывает старшему офицеру батареи (СОБ) о готовности орудия к стрельбе;
— наводчик по команде СОБ «огонь» производит выстрел, гильза вылетает из ствола после открывания затвора;
— если следующий выстрел производится на прежних установках, то наводчик проверяет наводку орудия и производится следующий выстрел, орудие при выстреле остается на прежнем месте.
Минометы были просты по устройству и состояли из следующих основных частей: ствола, двуноги лафета, опорной плиты и отделяемого в боевом положении колесного хода, на советских минометах имелись предохранители от двойного заряжания. Ствол состоит из гладкостенной трубы, к задней части трубы крепится казенник. В дульной части трубы имеется утолщение, а в средней части кольцевые выточки для соединения с обоймой двуноги лафета. Ствол миномета соединяется с опорной плитой посредством шаровой пяты казенника, а через амортизатор с двуногой лафетом. Двунога-лафет поддерживает ствол при различных углах возвышения. На двуноге размещены: подъемный механизм, механизмы горизонтирования с прицелом, вертлюг с поворотным механизмом и амортизаторы с обоймой. Опорная плита предназначена для опоры ствола миномета при выстреле, воспринимая силу давления пороховых газов от ствола и передавая ее на грунт. Она представляет собой жесткую конструкцию имеющая снизу ребра жесткости, являющимися одновременно и сошниками. В середине опорной плиты находится опорная рама, в которую входит шаровая пята казенника. Колесный ход состоит из: боевой оси, кривошипов, подрессоривания и колес.
Выстрел из миномета производится в следующем порядке:
— наводчик миномета устанавливает на прицельных приспособлениях прицел и угломер, соответствующий дальности до цели и направлению на цель и с помощью механизмов вертикальной и горизонтальной наводки наводит орудие на цель, заряжающий работает вместе с наводчиком вращая механизм горизонтирования, устраняя сваливание миномета, при большом довороте заряжающий переставляет двуногу по указаниям наводчика, по готовности наводчик докладывает командиру миномета;
— снарядный подготавливает мину к выстрелу, навешивая необходимый заряд и устанавливая взрыватель, после чего передает мину заряжающему;
— заряжающий вкладывает мину в канал ствола, опускает ее в ствол, после чего докладывает командиру миномета;
— командир миномета докладывает старшему офицеру батареи (СОБ) о готовности миномета к стрельбе;
— наводчик по команде СОБ «огонь» производит выстрел.
Появившиеся в 1-й мировой войне и получившие развитие в ходе 2-й мировой войны самоходные артиллерийские установки состояли из 3-х отделений — управления, силового и боевого. Отделение управления предназначено для размещения в нем механика-водителя, управляющего движением САУ. Силовое отделение предназначено для размещения в нем двигателя со всеми обслуживающими механизмами и системами. Боевое отделение предназначено для размещения в нем артиллерийского орудия, боеукладки и рабочих мест расчета. Орудие состоит из ствола с затвором и дульным тормозом, лафета. Лафет состоит из люльки с противооткатными устройствами и верхнего станка закрепленного на самоходной базе. Орудие на САУ устанавливалось в литой раме неподвижной рубки или во вращающейся башне.
Прицельные приспособления предназначены для установки на них прицельных узлов необходимых для точной наводки орудия в цель. Прицелы были различных типов — механические, оптические (телескопические, коллиматорные), в конце войны были созданы прицелы ночного видения. Прицелы применялись для непрямой и прямой наводки. В зависимости от схемы связи с орудием прицелы подразделяются на прицелы зависимые от орудия и прицелы независимые от орудия. Прицелы для стрельбы непрямой наводки состоят из панорамы и собственно прицела. Минометные прицелы на минометах малого калибра состояли из целика и мушки. На остальных минометах они состояли из механизма угломера, механизма углов возвышения, продольного и поперечного уровней.
И в XXI веке на вооружении всех армий мира имеется множество разновидностей артиллерийских орудий и минометов, которые подразделяются на самоходные и буксируемые. С появлением новых технологий начали создаваться орудия с длинными стволами, до 52 калибров, появилось новое поколение боеприпасов. Развитие электроники позволило увеличить дальность стрельбы прямой наводкой по бронированным целям, в любое время суток и при любой погоде. А при стрельбе с закрытых огневых позиций, при помощи электронных систем управления, стало возможным поражать цель с первого выстрела. В будущем в артиллерийских орудиях будут использовать более сложные системы, чем используемые сегодня. Развитие и совершенствование артиллерийских орудий продолжается.