Наконец, была принята система производства Королевского оружейного завода. Она состояла из: А – трубы или ствола из стали, Б – намотки, В – трубы и кожуха с цапфой из свернутого в спираль железа и винграда из кованого железа со скобочным соединением для усиления продольной прочности. Эти пушки в дальнейшем стали известны как Woolwich ML Guns (дульнозарядные пушки Вулвич), а позже пушки RML. Их первые образцы были достаточно малого калибра, но затем появились пушки большего калибра, и в 1870 году была выпущена 35-тонная дульнозарядная пушка для башенно-палубных судов. Именно этот образчик артиллерии был известен как «Младенец Вулвич». В то же время в наземные войска поступила 38-тонная RML пушка. В 1871 году сэр Купер Кэй и адмирал Худ представили доклад о полном своем удовлетворении дульнозарядной артиллерией, известной как RML, после чего адмиралтейство отказалось от пересмотра вопроса замены дульнозарядных на казнозарядные пушки. В 1873 году ВМФ получил 80-тонную RML пушку. 2 января 1879 года одна из 38-тонных RML пушек взорвалась на борту английского военного корабля «Громовержец» (Thunderer) во время учений в Средиземном море. Это было время, когда приверженцы казнозарядных пушек доказывали их преимущества, и на голову военных министров и их советников обрушилась лавина осуждений. В результате взрыва пушки погибло и было ранено много людей. Комиссия морских офицеров, расследовавшая инцидент, пришла к выводу, что причиной взрыва была двойная перезагрузка пушки, а не ее дефект. Последовало длительное расследование, с множеством экспериментов, в которых пытались взорвать пушку-близнец, привезенную в Вулвич с «Громовержца». Наконец, 3 февраля 1880 года комиссия по вооружению провела испытание пушки с двойным зарядом. Она взорвалась почти точно так же, как ее двойник три месяца назад. Так что их отчет полностью подтвердил изначальное заключение. Этот эксперимент по взрыву пушки проводился в специально построенной взрывозащищенной камере напротив мишенного вала в Королевском арсенале.
В итоге RML артиллерия изготовлялась всех размеров, от полевых легких до больших пушек для кораблей и прибрежных фортов. Ее гигантский образчик – 17,72-дюймовая (45 см) 100-тонная пушка. В течение многих последующих лет главенствования RML были изготовлены и более значительные экземпляры, 10– и 12-дюймовые пушки были установлены для защиты узких проливов. Такие защитные сооружения назывались running past points (пробежка мишенью прямой наводки). Замок Херст, где сходятся воды пролива Те-Солент и воды эстуария рек Итчен и Тест, на берегу которого находится Саутгемптон, был выбран местом одного такого укрепления.
Американским аналогом того времени был колумбиад – тяжелая, с удлиненной каморой железная дульнозарядная пушка, разработанная на основе бронзового прототипа 1810 года. Дальность выстрела этих 8-, 10– и 12-дюймовых пушек была около 5000 ярдов (4572 м). Новый тип колумбиадов был выпущен в начале 1860-х. Когда артиллерийско-технический комитет США выпустил рекомендации конвертировать гладкоствольные орудия в нарезные, они специально оговорили условие, что все тяжелые железные пушки в дальнейшем должны изготовляться на принципах, предложенных капитаном Т.Дж. Родманом. Это означало, что отливка пушки должна вестись на оправе с охлаждаемой водой центральной частью. При этом внутренняя часть ствола затвердевала первой и сжималась внешними слоями металла по мере их более медленного остывания, обеспечивая, таким образом, более прочную круговую структуру. Родмановские гладкоствольные орудия 8-, 10– и 20-дюймового калибра были одними из лучших в своем роде. 20-дюймовая пушка, изготовленная в 1864 году, выстрелила ядром весом 1080 фунтов (490 кг). 15-дюймовые пушки этого мастера находились на службе США до конца XIX века.
Совершенствование пороха, приведшее к увеличению размеров каморы и удлинению стволов, заставило вернуться к вопросу о RBL в 1879 году[54]. Были проведены дополнительные исследования по выяснению пригодности таких орудий в новых условиях. В результате в 1881–1882 годах были заказаны пушки:
Между 1855 и 1880 годами экспериментировали с пушками Армстронга, Витуорта, Паллисера, Томаса Линалла, Б. Бриттена, Ланкастера, Джеффриса, Родмана, Круппа, Ванделера и др. Кроме капитана Скотта, офицера ВМФ, и В. Паллисера, офицера кавалерии, все остальные были гражданскими лицами. Среди них не было артиллеристов. Даже так называемые пушки «Вулвич» не были пушками, изобретенными Вулвичем, название прижилось по докладам совместной армейско-морской комиссии по французскому типу.
К 1880 году разработчики и изготовители пушек значительно продвинулись по сравнению с уровнем времен Крымской войны и теперь могли представить орудия, обеспечивающие надежную обтюрацию[55], более совершенные системы запора казенника, такие как поршень затвора Велина (Welin) с его прерываемой резьбой, усовершенствованная прокладка Де Банже (De Bange) и грибовидная головка, – все это определенно подтвердило доминирующее положение казнозарядных орудий. Признание того факта, что провал пушек Армстронга связан с техническими несовершенствами, а не недостатками BRL, открыло дорогу к новейшим орудиям. Изначально казнозарядные орудия изготавливались полностью из стали. Общая тенденция состояла в удлинении орудия и уменьшении числа внешних укрепляющих ствол элементов. Для увеличения продольной прочности использовались скобочные соединения. Однако к 1890 году Комиссия по артиллерии была убеждена, что стволы с проволочной обмоткой были лучше чисто стальных стволов. Преимуществами проволочной обмотки считались:
1) абсолютная прочность материала могла быть обеспечена испытанием каждого кольца дюйм за дюймом, что было невозможно в то время проделать со стальными обручами, в которых могли образовываться внутренние дефекты;
2) необходимое натяжение могло регулироваться послойной подстройкой;
3) разрыв в отдельном слое приводит к локальному дефекту, относящемуся исключительно к слою, в котором он произошел;
4) прочность на растяжение стальной проволоки в два раза выше стальных прессованных или кованых трубок или обручей.
К ее недостаткам относили:
1) необходимость преодоления продольной слабости;
2) недостаточную устойчивость при выстреле.
Таким образом, в британской армии стволы с проволочной обмоткой вытеснили чисто стальные стволы.
Современные орудия могут классифицироваться как казнозарядные (BL), так и скорострельные (QF). Термин «скорострельное» применяется к орудию, заряд которого заключен в латунную гильзу. Обтюрация обеспечивается расширением гильзы при выстреле. Казнозарядные – это пушки, заряд в которые закладывается в шелковом матерчатом мешочке. Обтюрация в этом случае обеспечивается уплотняющей прокладкой. Между 1880 и 1900 годами принятие латунных гильз значительно ускорило обслуживание пушки. В настоящее время различие между BL и QF носит чисто академический характер, поскольку оба обеспечивают высокую скорость стрельбы. Сегодня термин «скорострельные» применяется к орудиям малого калибра, таким как полевые и иные мобильные орудия, а казнозарядные – более тяжелые орудия.
Проектировщики пушек должны четко определять следующие параметры:
1) вес за боевым расчетом;
2) вес орудия и тип нарезки;
3) вес снаряда;
4) дальность и скорость полета;
5) параметры заряда, обеспечивающего заданную дальность и скорость полета;
6) прочность, необходимую, чтобы выдержать удар при выстреле;
7) наиболее подходящую марку стали;
8) толщину материала в различных точках орудия, обеспечивающую достаточную прочность конструкции в этих точках при выстреле;
9) требуемые параметры безопасности.
В большинстве случаев заранее предполагают, что давление за снарядом всегда сохраняет свое поведение во время прохода снаряда по стволу, например прямолинейный график зависимости давления от пройденного расстояния. Недопонимание этой проблемы в сочетании с недостаточностью научных знаний и игнорирование технологических недоработок сдерживали развитие артиллерии в ее первые 570 лет существования. Ни одно современное орудие не изготавливается из единого куска стали. Никакой стальной цилиндр, каким бы толстым он ни был, не выдержит давления при выстреле. Необходимая прочность достигается за счет сжатия/усадки одной стальной трубы на другой, что, следуя точно рассчитанным напряжениям и сжатиям, позволяет вдвое повысить стандартную прочность разрыва материала. Таким образом, коэффициент надежности дула обеспечивается на уровне 2, а казенной части – 1,5. При изготовлении пушек используются различные марки стали, обычно никель-хромовые легированные стали.
Идея усадки одной трубы на другую для значительного повышения прочности разрыва существовала более ста лет, однако ее эффективная реализация стала возможной лишь в XX веке. Еще в 1832 году французский инженер-артиллерист капитан А. Тьери (A. Thiéry) указывал на значение усиливающих колец, трубок или намоток. В Англии профессор Д. Тридвелл (D. Treadwell) пришел к тому же заключению в 1842 году. Роберт Маллет (Robert Mallet), конструктор 36-дюймовой мортиры, в своем докладе в Ирландской академии 25 июня 1855 года описывал метод изготовления стволов пушек, при котором на внутреннюю трубу усаживались шесть концентрических внешних труб, из которых три внутренних трубы насаживались в режиме сжатия, а внешние три – в состоянии напряжения. Пятью годами позже, 14 мая 1860 года, капитан А. Т. Блейкли (A. T. Blakeley), член Королевской академии, представил доклад «О практическом применении принципов, изложенных в академии мистером Маллетом», в котором он описал свои собственные эксперименты в изготовлении пушек и заявил о приоритете в развитии кольцевой структуры. Последовала горячая дискуссия, которая нас не касается. Достаточно сказать, что мортира Маллета была спроектирована в октябре 1854 года, в то время как предварительное описание изобретения патента Блейкли № 431 от августа 1855 года было заявлено 27 февраля 1855 года. Его первая публикация появилась в июле того же года. Предварительное описание изобретения Уильяма Армстронга датировано 11 февраля 1857 года, однако профессор Тридвелл, представивший план производства пушки в военном министерстве в 1855 году, был настолько удовлетворен тем, что почва под это была уже подготовлена, что в письме от 28 мая 1855 года капитану Дж. Х. Лефрою он пишет: «После того как Вы сообщили мне в нашей беседе на прошлой неделе, что правительство уже готово продолжить эксперименты по созданию пушки по плану, близкому к тому, что предложил я, я воздержался от того, чтобы занимать Ваше время множеством деталей, касающихся механики, которые могли бы, по моему мнению, усилить предложенную мной конструкцию и, в частности, элемента, являющегося предметом прилагаемого доклада».
