Фугасный артиллерийский снаряд
Наши предки осознавали преимущества «душа» из малых предметов, падающего на головы противника из одного выпущенного снаряда, поэтому идея снаряда, разрывающегося во время полета, зародилась вместе с идеей самого артиллерийского орудия. В примитивном варианте такие снаряды использовались уже во времена зарождения артиллерии. Такой выстрел считался, по вполне понятным причинам, более эффективным. Однако воображение слишком далеко опередило возможности того времени, а отсутствие детонатора отсрочило реализацию этой идеи до начала XIX века, временно решив вопрос снаряд – ядро в пользу последнего. Единственным способом воспламенить заряд было помещение запала в ствол поверх пороха, взрыв которого выбрасывает снаряд, или поместить запал впереди снаряда, тогда можно поджечь запал до выстрела, сунув огонь в ствол. В любом случае такой поджог снаряда был сопряжен с большой опасностью для самого канонира и пушки. Все взрывчатые и зажигательные снаряды того времени назывались гранатами (grenades), поскольку по своей структуре они напоминали плод гранатового дерева. Слово shell – название такого снаряда – произошло от немецкого schale, означающего «внешнее кольцо» или «кора»[76]. В свое время слово «граната» (иногда grenados) использовалось исключительно для обозначения снаряда мортир. Снаряды были круглой или продолговатой формы, за первыми сохранилось название гранаты (grenade), а вторые стали называться бомбами (bomb). Это слово, имеющее единый корень с bombard и bombardier, произошло от греческого bombos, как производящего огромный шум при выстреле первых, примитивных орудий. Есть свидетельство того, что венецианцы стреляли такими снарядами на Ядране (Адриатическое море) в 1376 году. Снаряды с запалом использовались в 1421 году при осаде крепости Св. Бонифация на Корсике. Это были примитивные снаряды, выполненные из двух полусфер камня или бронзы, соединенные железным обручем с петлями и ключами; запал, в виде стальной трубки из листового железа, заправленный взрывателем, вставлялся в одну из полусфер. Другие военные писатели описывали снаряды, используемые в XVI веке, и, наконец, в 1543 году появились сведения об использовании снарядов для мортиры с wild-fire в Англии. Но такие снаряды нашли широкое применение в Европе только в XVII веке, и то лишь как добавление к ядрам, но не как замена. Около 1700 года такими снарядами начали стрелять из гаубиц с небольшим зарядом, и в 1779 году были проведены эксперименты, показавшие, что ими можно стрелять из орудий с большим зарядом. Такое сочетание свойств с увеличением дальности полета было признано ценным фактором и, с совершенствованием конструкции детонаторов, к концу XVIII века такие снаряды были приняты на вооружение крупной артиллерии, полевая артиллерия последовала примеру на 10–20 лет позже. С тех пор для изготовления снарядов пробовались различные материалы: чаще чугун, но пробовались и бронза, и свинец, и латунь, и даже стекло.
В первой половине XIX века типичный фугасный снаряд представлял собою пустотелую чугунную сферу с отверстиями под запал/детонатор, заполненную порохом. К 1860 году в Британии было три типа снарядов: фугасные для полевых орудий, снаряды для ВМС, а также для мортир. Все они отличались лишь незначительно, толщина металла была порядка одной шестой их диаметра, а вес около двух третей сплошного ядра того же калибра. Для того чтобы гарантировать их зарядку запалом/детонатором вперед, к ним приделывались деревянные днища. Такие sabots предназначались еще и для того, чтобы уменьшить вероятность заклинивания при зарядке и смягчить отдачу при выстреле. Необходимость создания запасов таких снарядов была признана комитетом по артиллерии в 1819 году, а 25 ноября 1830 года все деревянные днища должны были изготовляться единой толщиной в полдюйма. Введение нарезного орудия потребовало введения продолговатых снарядов, и такие снаряды со свинцовым покрытием для эффективного взаимодействия с нарезкой были одобрены для орудий Армстронга. Проблемы с затворным механизм и обтюрацией привели к временному отказу от зарядки с казенной части и возвращению к зарядке с дула. Для нарезных дульнозарядных орудий снаряды со свинцовым покрытием оказались непригодными, и вместо них были изготовлены снаряды со шпильками. Однако шпильки оказались крайне непрактичными, они не только ослабляли стенки снаряда, но и приводили к столь значимому зазору между снарядом и стенками канала ствола, что вскоре выводило орудие из строя. Это заставило искать средство для предотвращения проникновения газов, вызывающих эрозию ствола и потерю точности выстрела. Первый такой метод заключался в применении пыжа из папье-маше, выполненного в виде чаши, в которую помещалось основание снаряда, помещаемого между снарядом и зарядом. Однако он был практически сразу же в январе 1869 года заменен на Bolton wads (болтоновские пыжи), которые делались из пульпы, состоящей на 75 % из старого тряпья, известного как «тэмми» (шерстяная блестящая ткань), или woolens (сукно), и 25 % старых просмоленных канатов. Доказав их полную несостоятельность, 22 августа 1872 года от них отказались. Была создана комиссия для решения проблемы образования задиров в стволах тяжелых нарезных дульнозарядных орудий. Предварительные результаты работы комиссии были доложены в июле 1872 года, а окончательные в январе 1877 года. В результате в августе 1878 года были приняты медные обтюраторы затвора. Они устанавливались на снаряды с ведущими выступами (поясками). Это усовершенствование было введено на следующий год после того, как шпильки заменили на ребристый или вращающийся обтюратор, входящий в нарезы ствола. Такие обтюраторы, имеющие значительное преимущество перед шпильками как по дальности полета снаряда, так и по точности, были одобрены в 1818 году как автоматические обтюраторы. Они не только вписывались в нарезы ствола, но и обеспечивали независимую зарядку орудия. Введение заряжаемых с казны орудий привело к применению Vavasseur[77], ведущего пояска снаряда, который практически сохранился до наших дней. Ведущий поясок предотвращает утечку газа вперед, поддерживая таким образом постоянное давление и заставляя снаряд следовать нарезке ствола, придает ему стабильность и увеличивает дальность полета. Ведущий поясок выполняет три функции:
1. Придает вращение снаряду.
2. Центрирует снаряд в стволе.
3. Предотвращает утечку газов в область перед снарядом.
Ранние варианты пояска не всегда справлялись с третьей функцией, поэтому делался еще один газовый поясок. У него была подрезанная кромка или второй уклон, обычно большего диаметра в задней его части. Идея такого пояска была в том, что пороховые газы, упираясь в такую кромку, затолкнут снаряд в посадочное место на нарезы ствола, и, таким образом, более плотно перекроется доступ газам. На практике этого не происходит, но увеличение диаметра кромки помогает уменьшить чрезмерную нагрузку на изношенные нарезы ствола, делая ее целесообразной, даже если она выполняет эту единственную функцию. С тех пор выступающие пояски, похожие по форме, даже не выполняющие функции газовой герметизации, доказали свою полезность. Материал, используемый для ведущего пояска, должен быть чистым от примесей и мягким, но в то же время достаточно прочным, чтобы выдерживать напряжения сдвига, возникающие при придании снаряду вращения. Наиболее приемлемым материалом оказалась медь, хотя в отдельных случаях используются и медно-никелевые и медно-цинковые сплавы. Медно-цинковые сплавы (90 % меди и 10 % цинка) используются относительно недавно. Американцы с успехом используют их в огнестрельном оружии. Преимущество таких сплавов перед медью:
1. Уменьшается омеднение ствола.
2. Цинк, будучи окислителем, предотвращает накапливание каких-либо элементов, препятствующих выполнению функций медного пояска.
3. Экономия меди.
4. Цена.
Ведущие пояски делаются различных форм и размеров, в зависимости от условий применения и назначения. Кроме того, на них влияли и методы нанесения нарезов в стволе, применяемые всеми государствами, эволюционный путь развития которых был описан выше. До повсеместного внедрения нарезного оружия использовали различные методы сообщения снаряду вращательного момента. Две наиболее известные в Англии системы – ланкастерская и уитуортская. Ланкастерская система, предложенная в 1851 году, состояла в том, что ствол орудия выполнялся эллипсом с поворотом 1 на 30. Снаряды для такого орудия изготовлялись также соответствующей овальной формы. Несколько таких орудий сопровождали британские войска в Крымской войне 1855 года. Другой принцип сообщения вращательного момента снаряду был предложен Джозефом Уитуортом между 1856 и 1863 годами. Снаряд изготовлялся гексагонального сечения с закругленными углами под соответствующим образом скрученный ствол. С такими орудиями проводились всесторонние испытания в 1860–1861 годах, но ни одно из них не было принято на вооружение британских ВС.
