Cheslav (cheslav_kara) wrote,
Cheslav
cheslav_kara

Category:

Многокаморные пушки Лаймана и Хаскелла

 Во второй половине 19-го века перед артиллерией остро встала проблема борьбы с только что появившимися броненосными кораблями. Одним из способов повышения бронепробиваемости стало увеличение начальной скорости снаряда путем создания многозарядных орудий, в которых снаряд разгонялся последовательным срабатыванием нескольких зарядов. Наибольших успехов в этом деле достигли американские изобретатели А.Лайман и Дж.Хаскелл.
1 Lyman, Haskell Multi-chamber gun, 1883г 2.jpg
Обычно об этих орудиях лишь кратко упоминают в предисловиях к описаниям немецкой суперпушки Фау-3. Но, на мой взгляд, этот эпизод в истории артиллерии заслуживает более подробного рассказа.


 Проблемой традиционных орудий в то время было то, что для метательного заряда использовался черный (дымный) порох, который сгорал слишком быстро. В результате давление в канале ствола сначала очень резко возрастало, а потом достаточно быстро падало. Это накладывало ограничения как на массу заряда (чтобы пушку не разорвало), так и на длину ствола (пороховые газы достаточно быстро переставали разгонять снаряд).
Диаграмма изменения давления при выстреле из обычного орудия, заряженного черным порохом:
2 диаграмма давления обычного орудия.jpg

В феврале 1857г житель Нью-Йорка Азел Лайман (Azel Storrs Lyman) оформил патент на орудие, названное "Accelerating gun" (дословно "ускоряющая пушка", т.е. орудие, обеспечивающее разгон снаряда со всё возрастающей силой). Идея была в том, что снаряд разгонялся несколькими последовательно срабатывавшими зарядами пороха.
В орудии имелся небольшой начальный заряд в казенной части и несколько в боковых каморах ("карманах" по терминологии изобретателя).
3 1857- Lyman accelerating gun - рис.jpg
(Обратите внимание на дульный срез. Для снижения сопротивления движению снаряда по стволу изобретатель предлагал закрывать его герметичной мембраной и перед выстрелом откачивать воздух (!) через боковое отверстие (e). U.S. patent 16568, 3 February 1857).

Воспламенение боковых зарядов происходило автоматически - после того, как снаряд проходил мимо отверстия каморы, туда попадали горячие пороховые газы от начального заряда и поджигали порох:
4 Perreaux's multi-charge gun - рис _2.jpg

Впоследствии конструкция была изменена - дополнительные каморы стали располагаться одна за другой в нижней части ствола. Обратите внимание также на необычно большую длину снаряда - в первых образцах его длина составляла 7 калибров:
5 орудие из патента Леймана.jpg

Распределение давления при выстреле в орудии Лаймана:
6 диаграмма давления.jpg

Вместе с Лайманом стал работать полковник Дж.Хаскелл (James Richard Haskell). Благодаря своей энергии и энтузиазму, а также близости к высшим военным и политическим кругам США, вскоре именно он стал главной движущей силой проекта, "выбивая" на него финансирование на протяжении последующих 30 с лишним лет. Сам А.Лайман после 1863г стал понемногу отходить от дел, а в 1885-м скончался.

 Первые орудия были сугубо экспериментальными, калибром всего 0,5 дюйма (12,7 мм), но с очень длинными стволами. Снаряды были сплошными стальными болванками.
7 табл 0,5дм орудий.jpg
Стрельба велась по листам котельного железа. Снаряд из первого орудия пробил пакет толщиной чуть больше 110 мм, из второго - около 130 мм. Т.е. бронепробиваемость составила 10 калибров (для обычных орудий в то время она составляла хорошо если 1 калибр). Начальная скорость для второго орудия оценивалась в 3000 фут/с (914 м/с).

 Вдохновившись удачным началом, Лайман и Хаскелл построили за последующие годы не менее 4 орудий различного калибра, с разным числом и расположением боковых камор, а также множество небольших экспериментальных моделей.
 Весьма удачной получилась 2,5-дюймовая (62-мм) трехкаморная пушка. В 1863г. на полигоне Сэнди Хук (Sandy Hook) в Нью-Джерси прошли её официальные испытания в присутствии представителей американских армии и флота. В качестве соперника выступало 5,5-дм (140-мм) английское орудие системы Уитворта (Whitworth). У Лаймана и Хаскелла стальной остроголовый снаряд длиной 7 калибров весил 20 фунтов (9,1 кг), общий заряд пороха был ок.7 фунтов (3,2 кг=0.34+0.8+0.9+1). У орудия Уитворта - 2,5-калиберный снаряд, заряд пороха от 14 до 18 фунтов. Мишенью были железные пластины толщиной 5 дюймов (127 мм) на 18 дюймовой (46 см) дубовой подкладке. Стрельба велась с дистанции 205 ярдов (186 метров).
 Английское орудие сделало 3 выстрела, мишень не пробило, зато треснуло само. Из орудия Лаймана-Хаскелла также сделали 3 выстрела:
- первый снаряд "закувыркался" в полете и ударился о мишень плашмя;
- второй пробил мишень насквозь и улетел еще на 100 ярдов.
- третий выстрел был сделан по железной плите толщиной 10 дюймов, из которых удалось пробить 7,5.
Затем выстрелили легким 8-фунт. (3,63 кг) снарядом для достижения на наибольшей начальной скорости - получили 1929 фут/с (588 м/с) при заряде 10 фунтов (4,54 кг) пороха.
Несмотря на проблемы с устойчивостью излишне длинных снарядов, результаты стрельб произвели хорошее впечатление на военных.
8 Lyman, Haskell  gun scientific-american-v46-n04-1882-01-28_0000 2.jpg
(береговая батарея будущего на рисунке из журнала Scientific American от 28 января 1882г)

Затем было создано орудие калибром 6 дюймов (152 мм), весом 10175 фунтов (4615 кг), длиной 3.5 метра, с 4 дополнительными каморами. Снаряд длиной 20 дюймов (3.3 клб) весил 100 фунтов (45 кг), полный заряд пороха составлял 13.6 кг (30 фунтов: 2 в казенной части и по 7 в "карманах").
Испытания прошли летом 1870г на полигоне у города Ридинг, в Пенсильвании. Было сделано около десятка выстрелов, в т.ч. 3 полным зарядом. Результаты: достигнута начальная скорость снаряда 1093 м/с (333 м/с) и пробита песчаная насыпь толщиной 18 футов (5.5 метров).
Однако орудие системы Пэррота такого же калибра и веса имело примерно такую же пробивную способность, стреляя 80-фунт снарядом при вчетверо меньшем заряде пороха - всего 8 фунтов. Так что военные задались резонным вопросом: "Если нет разницы, зачем расходовать столько пороха ?".
US200740 патент 1878 - рис 1.jpg
(Чертеж из патента США No.2007400)

У орудий системы Лаймана-Хаскелла обнаружилась серьезная проблема - часть пороховых газов обгоняла снаряд, проникая в зазор между ним и стенками канала ствола. Из-за этого порох в боковых каморах воспламенялся перед снарядом и тормозил его. Изобретатели попытались решить проблему, и в следующем, 1871, году снова выставили свое орудие на испытательные стрельбы. Однако после первых же выстрелов у него вырвало затвор.

 Следующие испытания, проведенные в арсенале Франкфорд в Филадельфии в 1880г, также были признаны "неудачными" - снаряд удалось разогнать лишь до 1100 футов/сек (335 м/с), меньше, чем у обычных орудий того времени.
10 Lyman, Haskell  gun 1880 (Scientific American).jpg

 Большие надежды Хаскелл возлагал на новое 6-дюймовое орудие, разработанное им в 1881г.
Длина нарезной части ствола составляла 46 калибров, общая - 25 футов (7,62 м), т.е. 50 калибров. Снаряд длиной 4 калибра должен был весить 150 фунтов (68 кг).
12.jpg
(Вид сверху и разрез. Чертеж из патента США No.241978, May 24, 1881).

Вид со стороны казенной части и чертеж затвора:
14 Lyman, Haskell  gun scientific-american-v46-n04-1882-01-28_0004 2.jpg, 16 Lyman, Haskell Multi-chamber gun, 1881г Haskell_USP241978_1881_01_09.jpg

Боковые каморы ("карманы") выполнялись из более прочной стали и вворачивались по резьбе в основное тело орудия:
18 Lyman, Haskell Multi-chamber gun, 1881г Haskell_USP241978_1881_01_09.jpg

Заряд должен был состоять из 18 фунтов (8,2 кг) "медленного" (бурого призматического) пороха в казеннике и по 28 фунтов (12,7 кг) "быстрого" (черного) в каждом из "карманов". Т.е. общий заряд - 130 фунтов (59 кг).
Снаряд и начальный заряд вкладывались в ствол как обычно, через казенную часть. Боковые же каморы заряжались так: над каждой них в верхней части ствола имелось отверстие, закрываемое пробкой на резьбе; пробка выкручивалась, в отверстие вставлялась длинная трубка, и через неё засыпался порох. Излишне говорить, насколько неудобной была бы такая система в реальных боевых условиях:
20 Lyman, Haskell  gun scientific-american-v46-n04-1882-01-28_0004 2.jpg

Выступая в феврале 1882 года перед комиссией Конгресса по морским вооружениям, полковник Хаскелл всячески рекламировал новую 6-дюймовку. Он утверждал, что она будет всего в 2 раза тяжелее, чем обычное орудие такого же калибра, и обеспечит начальную скорость снаряда 4000 футов в секунду (1220 м/с) !
 Такая скорость должна была обеспечить дальность стрельбы в 12 миль, а бронепробиваемость - 2 фута (60 см) железа на дистанции в 200 ярдов ("больше, чем у современных 12-дюймовок"). Для сравнения - новейшее на тот момент 6-дюймовое орудие Армстронга (BL 6-inch MkII) придавало 45-кг снаряду начальную скорость около 580 м/с.
Хаскелл утверждал также, что разрабатываемое 9-дюймовое орудие его системы превзойдет по бронепробиваемости 16 и 17-дюймовые орудия любых производителей, а стоить будет в 2 раза меньше.

 Новое 6-дюймовое орудие было изготовлено и испытано в сентябре-ноябре 1883 и в декабре 1884г на полигоне Сэнди Хук. Было произведено 53 выстрела при различных комбинациях пороховых зарядов. Основным снарядом был 111-фунтовый (50,3 кг) длиной в 3 калибра, также испытывались снаряды весом 71 фунт (32,2 кг) длиной 2 калибра и 152- фунтовый (69 кг) длиной 4 калибра.
22 пушка многозарядная (ВИ1894 N786 стр124).jpg

Результаты, прямо скажем, не впечатлили. Наибольшие достигнутые значения начальной скорости были таковы:
- 50,3 кг/ 3-клб снаряд - 2004 фт/с (611 м/с), при заряде (19+27+26+24+23)=119 фн (54 кг) пороха;
- 32,2 кг/ 2-клб снаряд - 2135 фт/с (650 м/с), при заряде (18+24+24+24+24)=114 фн (51,7 кг) пороха;
- 69 кг/ 4-клб снаряд - 1801 фт/с (545 м/с), при заряде (19+27+25+23+22)=116 фн (52,6 кг) пороха (при этом выстреле была достигнута наибольшая дульная энергия - 10,25 МДж).;
У использовавшейся для сравнения 15-см пушки Круппа начальная скорость 50,8-кг снаряда была 510 м/с (т.е. всего на 20% меньше), энергия - 6,6 МДж.
На этом преимущества закончились. Недостатков же было немало:
- Огромный вес: 6-дм орудие Лаймана-Хаскела весило 25 (!) тонн, в 6,5 раз больше пушки Круппа (3.8 т).
- Крайне низкая скорострельность, обусловленная неудобством заряжания.
- Сложность и дороговизна изготовления.
- Большой расход пороха и неудобство применения одновременно двух разных его сортов.
- Проблема преждевременного воспламенения зарядов в "карманах" прорывающимися пороховыми газами. Этого еще удавалось избегать на новых, тщательно изготовленных орудиях, использовавшихся на испытательных стрельбах. Однако по мере износа канала ствола данная проблема должна была проявляться всё сильнее и сильнее.
Также следует упомянуть, что на 33-м выстреле появилась трещина в дульной части, её укрепили стальными обручами (в таком состоянии она и изображена на заглавном фото) и сделали еще 20 выстрелов, после чего орудие развалилось окончательно.
В отчете по результатам испытаний хотя и не говорилось прямо, что разработку многозарядных орудий следует прекратить, однако вывод о том, что "овчинка выделки не стоит" следовал совершенно ясный.

 Однако неугомонный полковник Хаскелл еще несколько лет продолжал разработку орудий своей конструкции. Вполне вероятно, что ему помогали влиятельные друзья, т.к. в решении Конгресса о выделении денег на продолжение работ по многозарядным орудиям между строк явственно читается что-то вроде: "Понятно, что перспектив эта конструкция не имеет, но просто взять и отказать уважаемому полковнику мы не можем".

 В 1892г он оформил сразу несколько патентов, в которых предлагались различные пути усовершенствования его многозарядных орудий. Принципиальным новшеством было то, что теперь стволы должны были состоять из нескольких частей, соединяемых между собой на резьбе. По мысли изобретателя, это должно было облегчить их изготовление и транспортировку.
 Изменению подверглась и конструкция камор для разгоняющих зарядов. Вместо одного большого "кармана" появилось несколько маленьких цилиндрических, расположенных по окружности вокруг ствола. Каждая такая камора имела свой собственный затвор и заряжалась готовым зарядом (типа холостого патрона).
30 US484007 патент 1892г - рис1.jpg
(патент US484007)
34 US484010 патент 1892г - рис 4-1.jpg
(патент US484010)
Учитывая, что, например, в орудии с 4 дополнительными зарядами число заряжаемых индивидуально камор получалось равным 32, практическая скорострельность вряд ли сильно возросла по сравнению с предыдущими конструкциями.

Чтобы не возиться с каждым затвором отдельно, предлагался также вариант, где все каморы запирались одним большим кольцом, навинчивающимся на ствол орудия:
32 US484010 патент 1892г - рис 3-1.jpg
(патент US484010).

 Последним был патент (US484011) с более реалистичной конструкцией: боковые каморы снова по одной на каждую ступень разгона, но снабжены поршневыми затворами (аналогичными основному затвору в казенной части) и приспособлены для размещения в них зарядов в гильзах или картузах.
36 Haskell 1892г.jpg

В 1893-95 годах Хаскелл построил орудие калибра 8 дюймов с 2 боковыми каморами и длиной ствола 36 футов (11 м; 50 калибров). Обошлось это бюджету США почти в 57 000 долл. (в то время как "обычная" 12-дюймовка стоила порядка 47 200 долл.). В 1896г на полигоне Сэнди Хук из него сделали 2 выстрела. Другой информации об этой 8-дюймовке найти не удалось.

После 1896г фамилия Хаскелла пропадает из ежегодных отчетов Артиллерийско-технической службы Армии США. Прогресс в металлургии, оружейных технологиях, а главное - внедрение медленно горящего бездымного пороха поставили крест на перспективах орудий его конструкции.


P.S. В 1864 году французский инженер Перро (Louis-Guillaume Perreaux) предложил свою конструкцию многозарядного орудия. Её отличительной особенностью было то, что в казенной части находилось несколько зарядов, один за другим. Инициировались они электрическими разрядами, подававшимися последовательно, по мере движения снаряда по стволу.
40 Perreaux, 1864г - рис.jpg
В 1878г он представил действующий образец своего орудия на Всемирной выставке в Париже и был удостоен медали.
Позднее Перро предложил многозарядное орудие другой конструкции, с боковыми каморами. Но эта его идея, по всей видимости, осталась на бумаге:
44 Perreaux's multi-charge gun.jpg

P.P.S. Неожиданное продолжение идея многозарядных орудий получила в 1943г, когда немецким инженерам удалось заинтересовать Гитлера идеей сверхдальнобойного орудия для обстрела Лондона с континента. С присущей Третьему рейху тягой к гигантомании было решено создать орудие с длиной ствола до 150 метров (!) с 36 боковыми камерами (известно под названиями V-3 (Фау-3), HDP - Hochdruckpumpe). Как и следовало ожидать, ничего путного из этой затеи не вышло.

P.P.P.S. В то время, как в Третьем рейхе создавали свою суперпушку, в США некий Louis Francis запатентовал (US 2360217, Oct 1944) чем-то похожее на неё многозарядное ружьё:
50 US2360217-drawings-рис1.jpg
Принципиальная новизна конструкции была в способе воспламенения боковых зарядов. В данном случае они помещались в боковые камеры в металлических гильзах, снабженных капсюлем в донной части и закрытых спереди пыжом. Когда после прохождения пули пороховые газы врывались в боковую камору, они толкали эту гильзу и ударяли её о боёк, закрепленный на крышке каморы. Боек разбивал капсюль, порох воспламенялся (есть, правда, ощущение, что пуля к этому времени уже вылетела бы из ствола).

--
Источники:
- "A Treatise of Ordnance and Armor...", by Alexander L.Holley, New York, 1865; стр.886,886
- Gun Making in the United States, by Rogers Birnie, 1907г, стр. 38-41, 121-124, 142
- Report of the Chief of Ordnance to the Secretary of War, 1872г, стр.97 - 107
- Report of the Chief of Ordnance to the Secretary of War, 1879г, стр.10
- Report of the Chief of Ordnance to the Secretary of War, 1884, стр.16, 231-243 (Appendix 20), 423
- Report of the Chief of Ordnance to the Secretary of War, 1885, Appendix 21, стр. 145-155
- Ordnance magazine, Spring 2017
- United States Congressional Serial Set, Volume 2517, Mis.Doc.No.183
- United States Congressional Serial Set, Volume 3198, стр.788-789
- Scientific American, vol.17, n.05, 1867-08-03
- Scientific American, vol.45, n.20, 1881-11-12
- Scientific American, vol.46, n.04, 1882-01-28
- Van Nostrand's Engineering Magazine, 1870, стр.658
- Official Gazette of the United States Patent Office, October 11, 1892
- U.S. patent No.16568, Feb.3, 1857
- U.S. patent No.200740, Feb.26, 1878
- U.S. patent No.241978, May 24, 1881
- U.S. patent No.484007, Oct.11, 1892
- U.S. patent No.484009, Oct.11, 1892
- U.S. patent No.484010, Oct.11, 1892
- U.S. patent No.484011, Oct.11, 1892


(с) Cheslav_Kara.
Tags: артиллерия, история
Subscribe

Posts from This Journal “артиллерия” Tag

promo cheslav_kara february 8, 2019 18:55 15
Buy for 10 tokens
Броненосный крейсер "G.Averof" - самый известный и самый легендарный корабль греческого флота, участник 5 войн и 2 мятежей, ныне находится на вечной стоянке в пригороде Афин, районе Палео-Фалирон. Несколько утрируя, можно сказать, что для греков он как для нас "Аврора", "Варяг" и "Потёмкин" в одном…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 14 comments