Дисковые пушки XIX века

К середине XIX века гладкоствольная артиллерия достигла предела своих возможностей. Дальнейшее повышение мобильности, скорострельности, дальности и точности стрельбы орудий возможно было только после качественного скачка технологий. Одним из таких прорывов был переход к нарезным стволам. Сейчас это прописная истина, но артиллеристам тех времен все было не так очевидно. Дело в том, что первые нарезные орудия, несмотря на увеличение точности и дальности стрельбы, обладали многочисленными недостатками и по совокупности характеристик часто были неудовлетворительными.

Прежде всего, стоимость и трудоемкость изготовления нарезных стволов значительно выше, нежели гладких. А живучесть таких стволов, напротив, резко сокращалась. Первые нарезные стволы изготовляли, модернизируя гладкоствольные, путем нанесения нарезов в каналах стволов.

Быстро выяснилось, что чугун для изготовления нарезных стволов не годится (недостаточна прочность при возросшем давлении пороховых газов в стволе по сравнению с гладкоствольными орудиями) и в основном переделка коснулась бронзовых пушек. Однако, в процессе эксплуатации выявились недостатки такой модернизации. Нарезы, выполненные в бронзовых стволах орудий, быстро выгорали под действием пороховых газов и сил трения. В результате модернизированные орудия снова превращались в гладкоствольные, но немного большего калибра, что в свою очередь вело к уменьшению стенки ствола и, как следствие, к снижению прочности орудия. По этим причинам, в итоге, пришлось отказаться от казалось бы перспективного способа модернизации устаревших орудий.

Кроме того, орудия продолжали оставаться дульнозарядными, и скорострельность нарезных пушек весьма снизилась. Корпуса снарядов для таких пушек оснащались выступами. Вот такими:
2.


Эти выступы при заряжании совмещали с нарезами и забивали снаряд в ствол. Между снарядом и стенками канала ствола оставались зазоры, приводящие к прорыву пороховых газов при выстреле, что снижало его мощность. Кроме того, благодаря этим зазорам, снаряд получал колебательные движения случайного характера, что снижало точность стрельбы, сводя на нет все преимущества нарезного оружия. Не говоря уж о том, что случались заклинивания снарядов в стволе при стрельбе.

Предлагались еще полигональные системы. Англичанин Уитворт, например, предложил делать канал ствола в виде скрученного шестигранника, снаряд представлял собой скрученную пирамиду. Точность и дальность стрельбы на испытаниях впечатляли. Столь же впечатлял артиллеристов затейливый способ заряжания такого орудия. Можно было выпендриваться на полигоне, аккуратно вставляя полигональный снаряд в ствол пушки, но в бою такая акробатика была едва ли возможна. Стоимость и сложность таких систем также не оставляли заказчиков равнодушными.
Стоит еще добавить к недостаткам нарезных орудий того времени малую относительную длину ствола.

Как мы видим, сам по себе нарезной ствол в то время еще не обладал подавляющими преимуществами по сравнению с гладким. Лишь когда появились стальные стволы с нарезами прогрессивной крутизны, надежные затворы орудий, снаряды с направляющими поясками, новые пороха, совершенные лафеты, артиллерия действительно перешла на качественно иной уровень, поистене став богом войны.

Но пока до этого было еще далеко. Дорогу дальнейшего развития артиллерии торили в самых разных направлениях. В этих-то условиях и появились орудия, стреляющие дискоидальными снарядами. Им, предшествовало использование т.н. регулированных снарядов в обычных гладкоствольных пушках.

В первой половине XIX в. ведущие страны мира занялись очередным совершенствованием своей артиллерии, широко задействуя теоретические научные исследования внутренней и внешней баллистики. На эту тему есть неплохая статья В. Поддубного, кусочек которой позволю себе процитировать:
Так, была установлена неизбежность отклонения ядра от расчетной траектории, возникающая в следствии неравномерности трения ядра о стенки канала ствола и эксцентриситета его самого. Как результат ядро, покидая канал ствола, приобретало вращение в случайном направлении. И хотя, само вращение ядра придавало ему устойчивость в полете, непредсказуемость направления вращения приводила к практической невозможности точного определения действительной траектории снаряда.
Удалить эксцентриситет ядра из-за технологических трудностей было невозможно. Тогда немецкий физик Магнус в 1852 году предложил обратить один из недостатков ядер в их пользу. В своих трудах он установил, что на тело вращающиеся в обтекающем его потоке газа или жидкости, действует поперечная сила, направленная в ту сторону где окружная скорость тела и линейная потока совпадают. А раз так, то почему не сделать ядро с еще большим эксцентриситетом, предопределив направление его вращения в нужном направлении и тем самым повысив точность расчетной траектории и дальность его полета.
По предложению Магнуса была изготовлена партия сферических гранат с значительным эксцентриситетом. Для определения "легкого” полюса их помещали в ванну с ртутью, и в результате действия сил тяжести, "легкий” полюс оказывался вверху. Дальше на "легкий” полюс наносилась специальная пометка.
Проведенные опытные стрельбы такими гранатами показали правоту теоретических расчетов Магнуса. При заряжании пушки "легким” полюсом вниз граната после выстрела получала вращение снизу вверх и дальность стрельбы возрастала до 1300 метров. А при обратном положении гранаты - "легким” полюсом вверх, граната получала вращение сверху вниз и дальность стрельбы падала до 500 метров.
Но несмотря на удачные опыты дальше экспериментов дело не пошло. Основной причиной по которой были отвергнуты артиллеристами снаряды Магнуса стала большая сложность заряжания орудий такими бомбами. Было практически невозможно их правильно сориентировать в длинных стволах дульнозарядных пушек. В связи с этими обстоятельствами артиллеристы обратили свое внимание на сплюснутые и дискообразные снаряды.

Как писал А. Нилус в своем труде "История материальной части артиллерии":
Результатом этих опытов было принятие регулированных гранат только в Пруссии и Саксонии.
Успешные результаты при стрельбе регулированными гранатами могли получиться в Пруссии, благодаря прекрасному обучению и дисциплине прусских фейерверкеров и вообще тщательному и разумному исполнению своих обязанностей всеми чинами прусской артиллерии.
Они вряд ли, однако же, могли сохраниться и в действительном полевом сражении. Применение эксцентрических регулированных гранат и бомб к стрельбе из гаубиц и мортир скорее возможно в осадной и крепостной войне, где прислуга закрыта от крепостного огня. В поле, при малейшем замешательстве прислуги, результаты стрельбы регулированными гранатами могут оказаться хуже, нежели нерегулированными. Эти соображения помешали распространению стрельбы регулированными гранатами в других артиллериях.

И вот тут один шаг остается до напрашивающегося решения. Чтобы воспользоваться вышеупомянутым эффектом Магнуса и не мучиться с ориентацией круглого ядра в стволе орудия, нужно сделать снаряд сплюснутым с боков, и заставить его закручиваться в стволе снизу вверх при выстреле. Тогда отпадает необходимость поиска "легких плюсов", а ось вращения снаряда будет всегда ориентирована правильно.

Одними из первых до этого додумались капитан русской артиллерии А.А. Шлипенбах, бельгийский артиллерист Пюйт, англичанин Вулькомб. Они предложили дискоидальные снаряды со сквозными отверстиями для получения эксцентриситета. Главное преимущество этих снарядов они видели в увеличении поперечной нагрузки и большой пробивной силе снарядов в особенности по броневым кораблям, тогда только что появившимся.
Хочу подчеркнуть эту деталь — прежде всего их интересовало увеличение бронепробиваемости снарядов по сравнению с круглыми ядрами. Первоначально эту задачу пытались решить, просто увеличивая калибр пушек, но это приводило к неприемлемому росту веса самих орудий. А здесь была сделана попытка изящно решить проблему.
Однако этим снарядам свойственны недостатки всех эксцентрических снарядов.

Исправить эти недостатки призваны были исследования Поля Сен-Роберто, опубликованные в 1857 г., где описывались способы, благодаря которым сплюснутые снаряды могут получить правильное вращение. Некоторые из этих способов и были реализованы русскими изобретателями, а результат можно увидеть на первом фото.

Способы эти наглядно показаны на плакате, установленном рядом с этими орудиями в музее
3.



На верхнем рисунке плаката изображено орудие системы проф. Маиевского Н.В., предложенное им в 1868 г.
4.

5.

Эта орудие изготовлено с выгнутым вверх каналом ствола. Двигаясь по такому каналу ствола диск под действием центробежной силы прижимался к его верхней части и таким образом приобретал необходимое вращение. Опытные стрельбы в 1871—1873 годах подтвердили правильность расчетов: дисковый снаряд массой 3,5 кг, обладающий начальной скоростью 480 м/с, пролетел 2500 м, в то время как обычное ядро того же веса при тех же условиях — всего 500 м.

Во втором орудии, системы А.И. Плесцова и И.В. Мясоедова, предлагалось закручивать снаряд с помощью зубчатой рейки в верхней части канала ствола.
6.

 7.


На торце снаряда-диска укреплялся свинцовый пояс, который при зацеплении с зубчатой рейкой в стволе придавал диску требуемое вращательное движение. Об испытании этого орудия никаких сведений я не нашел.

В третьем орудии, системы А.А. Андрианова, вместо зубчатой рейки использовались прямые нарезы: узкий в верхней части канала ствола и более широкий — в нижней, благодаря чему снаряд в верхней части канала ствола подтормаживался.
8.

9.


Об испытаниях этой системы я тоже никакой информации не нашел.

Необходимо отметить, что все три орудия казнозарядные, оснащены клиновыми затворами, отлиты из бронзы.

10. На этой фотографии можно рассмотреть дульные срезы всех трех орудий.


11. Снаряды к этим системам.


Кроме этих систем дискометов, предлагались еще и другие, не менее оргининальные, например, тем же П. Сен-Роберто. Одну из них изготовили англичане. Чтобы придать вращение снаряду, в ней использовалась зарядная камора ниже канала ствола, а у дульного среза имелся небольшой выступ вверху, дополнительно подкручивающий диск.

Испытания этих систем показали, что дальность полета вращающихся дисков была даже выше, чем дальность стрельбы обычными боеприпасами в безвоздушном пространстве. Кроме того, если изменить направление вращения снаряда, то вместе с резким уменьшением дальности стрельбы возникает интересный эффект, названный тыльнобойной стрельбой. То есть снаряд способен, перелетев через препятствие, изменить направление на обратное, словно бумеранг.

Почему же эти системы остались артиллерийскими курьезами, не только потеснившимися нарезными орудиями, но и вообще с испытательных площадок отправившимися сразу в музеи?
Дело в том, что наряду с увеличенной дальностью, пушки-дискометы показали исключительно большой разлет по дальности стрельбы. Точность их была совершенно неудовлетворительная, причем это объяснялось не ошибками расчета или технологическими изъянами при изготовлении, а самим принципом, на котором основывалось их применение. Скорость вращения сплюснутых снарядов зависела от динамических условий (силы трения), которые изменяются в зависимости от условий движения, а не от конструктивных геометрических, заранее обусловленных причин. Траектория полета дисков сильно зависела от атмосферных условий.
Кроме того, емкость снарядов была малой, вследствие чего разрывное действие их было более слабым, чем шаровых. Не говоря уж о том, что применение ударных взрывателей на таком типе снарядов было невозможным, а дистанционных — затруднительным.

Вскоре после изготовления этих орудий началось победное шествие нарезной артиллерии, которая смогла решить задачи, стоящие перед артиллеристами. После этого эффект Магнуса ими вспоминался лишь для того, чтобы внести поправки для стрельбы при боковом ветре, который отклонял траекторию полета снаряда вверх или вниз.