Изготовление орудий. Технология производства артиллерии и боеприпасов в Европе в XVIII - начале XIX вв
При изготовлении корабельных орудий на моделях судов далеко не последнюю роль играет их правильное оснащение. Искусно изготовленное орудие, просто приклеенное на палубе, будет выглядеть незаконченно, даже глаз непрофессионала заметит, что такая пушка при качке будет свободно раскатываться по палубе, а в шторм вообще превратится в смертоносный снаряд, угрожающий не только команде, но и кораблю. Это только наиболее очевидная сторона, вообще пушки имели зачастую довольно значительный вес, поэтому всевозможные тали были просто необходимы для перекатывания орудия, зарядки, и наведения его на цель. Попробуем разобраться с устройством различных дополнительных деталей орудий, талей и тросов применяющихся в различные времена в различных странах.
Орудие наводилось на цель при помощи простейших прицельных приспособлений - клина или винта, поднимающих или опускающих казенную часть орудия. Горизонтальная наводка осуществлялась путем поворота орудия при помощи рычагов. Дистанция стрельбы не превышала к середине XIX века 400-1000 м.
Рис.1 Конструкция корабельной пушки
1 - винград; 2 - запальное отверстие; 3 - запальная полка; 4 - пояс у казны; 5 - цапфы; 6 - дульный венок; легвант; 7 - дульный обод; 8 - дуло; 9 - обод ствольного пояса; 11 - обточка первого "усиления"; 12 - ось колес; 13 - колеса; 14 - железные нагели или шплинты; 15 - лафетная рама; 16 - боковые стенки-щеки; 17 - подушка лафета; 18 - накидка для цапфы; 19 - болты квадратного сечения; 20 - обухи для крепления пушечных талей; 21 - сквозное отверстие в лафете для прохода брюка; 22 - рымы для проводки брюка; 23 - подушка подъемного клина; 24 - подъемный клин
Готовое к стрельбе орудие фиксировалось клиньями. Порох поджигался фитилем через запальное отверстие. При стрельбе бомбой предварительно поджигался фитиль бомбы. После выстрела ствол орудия чистился банником - щеткой из бараньей шкуры. Весь процесс подготовки орудия к выстрелу вместе с наводкой на цель занимал 8-15 минут. Прислуга орудия зависела от его калибра и могла достигать 3-4 чел. у маленьких пушек или 15-18 чел. у больших орудий. Низкая скорострельность и точность стрельбы (судно постоянно раскачивалось на волнах) вынуждали устанавливать на судне как можно больше орудий и вести огонь залпами по одной цели. Вообще потопить деревянный корабль или фрегат такими средствами было очень сложно. Поэтому тактика артиллерийского боя сводилась к уничтожению мачт и парусов на вражеском судне. Затем, если враг не сдавался, его судно поджигалось брандскугелями и бомбами. Чтобы экипаж не мог потушить пожар, по верхней палубе вели огонь картечью. Рано или поздно огонь добирался до запасов пороха. Если же необходимо было захватить корабль противника, то на него высаживалась абордажная партия, которая в рукопашном бою уничтожала экипаж вражеского корабля.
В пушке различали следующие детали: внутреннюю часть трубы орудия - канал; переднюю часть - дуло; "усиления" - цилиндры, надетые на трубу; цилиндрические приливы, на которых орудие вращалось в вертикальной плоскости - цапфы; часть трубы от цапф до дула - ствол; заднюю часть орудия - казну или казенную часть; прилив к казне - винград; отверстие в трубе рядом с казной, в которое засыпали порох для воспламенения заряда, - запальное отверстие и т.д. Эти и прочие детали орудия показаны на рис.1, на котором можно видеть и соотношения отдельных деталей.
Лафеты, или "тележки", изготовляли из дуба. Они состояли из двух боковых стенок - щек, которые к задней части орудия понижались ступенчато по высоте. Между щеками крепили горизонтальную доску - раму, а к ней - оси колес. Колеса тоже выполняли из дуба и оковывали железом. В соответствии с поперечной погибью палубы диаметр передних колес был несколько больше, чем задних, поэтому на лафете орудие лежало горизонтально. В передней части рамы между щеками находился вертикальный брус - "подушка лафета". Ее верхняя часть имела полукруглый вырез для облегчения подъема ствола. В щеках были вырезаны два полукруглых гнезда для установки цапф орудия. Сверху цапфы удерживали железные накидки полукруглой формы. Отдельные детали лафета скрепляли между собой железными болтами со шплинтами. Дополнительно на лафетах установили рымы для крепления талей.
Старинные орудия на судах во время боя передвигали для зарядки и наводки, а в остальное время из-за качки их приходилось основательно крепить с помощью специального инвентаря.
Рис. 2. Пушечные и откатные тали, брюк.
1 - брюк (французский вариант); 2 - брюк (английский вариант); 3 - пушечные тали; 4 - откатные тали.
Брюк - это мощный трос, проходивший через боковые стенки лафета, концы которого крепили на рымах боковых сторон пушечных портов. Служил для удержания орудия при откате. На английских судах брюк проходил не через лафет, а через рымы на боковых стенках лафета.
Пушечные тали - состояли из двух блоков с гаками, которые крепили в рымах на щеках лафета и по бокам пушечных портов. С их помощью орудие подкатывали к порту и откатывали от него. Для этого двое талей заводили с двух сторон орудия (рис. 2).
Откатные тали - это один или двое талей, основанных так же, как и пушечные, и служивших для втягивания орудия внутрь судна. Обычно орудия закрепляли на судне при помощи тросов, во время боя их выдвигали из пушечных портов. Иногда это делали во время стоянки на якоре, для того, чтобы придать судну парадный вид.
Для закрепления орудия его втягивали внутрь судна и опускали казенную часть так, чтобы дуло касалось верхнего косяка порта. Брюк заводили под переднюю ось лафета, а ствол крепили тросом, который охватывал его и был закреплен на рыме в середине верхнего косяка.
Рис. 3. Орудие, закрепленное при помощи тросов.
1 - лафет; 2 - ствол; 3 - крепление дула; 4 - строп казенной части; 5 - брюк; 6 - пушечные тали; 7 - откатные тали; 8 - трос, стягивающий брюк и пушечные тали; 9 - трос крепления батареи; 10 - клинья.
Винград орудия тоже охватывали стропом, в огон которого заводили гак откатных талей. Второй гак талей крепили в рыме на косяке. Затем пушечные тали набивали и, обтянув их, прихватывали брюк при помощи тонкого конца. Для безопасности под колеса лафета подкладывали клинья, кроме того, все орудия одной батареи скрепляли друг с другом тросом, проходившим над нижней «ступенькой» лафета через рымы на палубе и гаки по бокам пушечных портов (рис. 3).
Одним из основных отличий в английской и французской схемах крепления орудия является проводка брюка. Пушки различного размера могли иметь различное количество талей. Например на более легких пушках вместо пары откатных талей зачастую использовали одни, закрепленные за рым стоящий по центру лафета (рис. 7). На российских судах применялась схема подобная английской. Вот как это описано в книге Глотова "Изъяснения к вооружению корабля":
Пушки на станках ставятся на деках в портах, прикрепляются к бортам талями и брюками (толстые смоленые веревки; делаются из вант-тросов, толщиною от 8 до 5 ½ дюймов, смотря по калибру пушки, а длиною в 2 ½ длины пушки; тали же из обыкновенных тросов толщиною 1/3 брюк. Брюки прикрепляются к рымам, утвержденным в бортах, и, проходя сквозь рымы в пушечном станке, удерживают собою при отдаче пушку и помогают в укреплении ея к борту), ломы и ганшпуги лежат под станками, банники, прибойники, пыжевники над пушками. Часть ядер и картечь кладется в сделанных с боков у пушек, так называемых кранцах (Кранцами называются сделанные из веревок кольца, оные служат для того, чтобы положенные в них ядра никуда не раскатывались), или среди палубы в прибитых планках, или кругом люков; часть ядер помещается в ящиках, сделанных в трюме вокруг льяла что около грот-мачты, где они дополняют тот вес, которым средина корабля паче других его частей должна быть обременена. Калибр пушек от нижнего дека кверху постепенно уменьшается и вообще соразмерно величине и крепости судна. На 74-пушечном корабле обыкновенно в нижнем деке ставят 36-фунтовыя, в верхнем 18, а на шканцах и баке 8-фунтовыя пушки. Вес всех сих пушек без станков и снарядов составляет почти 1/2 часть всего полного груза корабля. В мирное время отпускается на корабль на каждую пушку по 65 ядер по 10 друвгагелей (Drufhagel) с картечами и пороху на 56 боевых выстрелов, прибавляя несколько для мушкетной стрельбы; но во время войны сие количество увеличивается в полтора или в два раза. Артиллерийские припасы, как то: фитили, армяк, запасные колеса, оси, ломы, ганшпуги, банники, прибойники и прочее - помещаются в одной из кают около выхода носовой крют-камеры и в галерее, окружающей оную, и около хода к фонарю.
На рис. 3 показана одна из наиболее сложных схем крепления (шваротовки) орудий в походном положении. Существуют и более простые, но менее надежные приемы, которые также зачастую использовались. Простая одинарная швартовка рис. 4 вполне достаточна при спокойной погоде на море, и является наиболее легкой в выполнении. Ходовыми концами подкатных талей выполняют по одному обороту за виноград орудия и фиксируют их. За более подробным описанием этой и последующих схем пожалуйте на http://perso.wanadoo.fr/gerard.delacroix , к вашему вниманию оригиналы на французском.
Рис. 4. Простая одинарная швартовка.
Следующей по надежности, а также по сложности, была двойная швартовка, рис. 5. Концом подкатных талей выполняли несколько оборотов за виноград и крюк подкатных талей на борте, этим же концом перетягивали получившиеся петли у винограда и крепили.
Рис. 5. Двойная швартовка.
Швартовка орудия вдоль борта (рис.6) применялась в тех случаях, когда судно использовалось как транспортное, или на малых кораблях с низкой палубой, которая при сильных ветрах заливалась волной. Орудие располагали вдоль борта напротив порта и крепили через рымы на бортах и оси колес.
Рис. 6. Швартовка вдоль борта.
Корабельная артиллерия развивалась одновременно с сухопутной. Пушки были гладкоствольными, отливались они из чугуна и меди. Стреляли пушки с помощью черного дымного пороха сплошными чугунными ядрами. Заряжали орудия с дула, выстрел производили поджигая порох в затравочном отверстии. Стрельба велась только прямой наводкой. Калибр орудий в петровские времена был от двух до 30 фунтов (рис. 7)
Рис. 7. Типичное артиллерийское орудие петровских времен:
1 - лафет; 2 - цапфы ствола орудия; 3 - рым для откатных талей; 4 - стяжные болты
Рис. 8. Ствол орудия-единорога
Ствол единорога был длиннее ствола пехотной гаубицы, но короче ствола морской пушки. Из него можно было вести навесной и настильный огонь, используя при этом все виды снарядов: ядра, разрывные гранаты (бомбы), зажигательные снаряды и картечь Картечное действие единорога было во много раз сильнее картечного действия мортиры, а дальность стрельбы ядром и бомбой в два раза дальше, чем у мортиры такого же веса. Осадная артиллерия имела в своем распоряжении 24- и 18-фунтовые пушки, а также 1 -пудовые единороги. Единороги настолько хорошо зарекомендовали себя, что вскоре были приняты на вооружение в армиях многих западных государств. Продержались они вплоть до внедрения нарезной артиллерии (середина XIX в.).
С 1787 г. на флоте были введены пушки нового образца: 24- и 31-фунтовые карронады (рис. 9), а в начале XIX в. - 68- и 96-фунтовые. Это были небольшой длины крупнокалиберные пушки, стрельба из которых на близких дистанциях производила большие пробоины и разрушения корпуса вражеского корабля. Предназначались они для стрельбы на ближних дистанциях, и устанавливались преимущественно на верхней палубе - шканцах и баке. Лафет у карронад был несколько иного устройства - носовая часть лафета крепилась болтом к подушке, а кормовая имела леса, расположенные поперек лафета, что позволяло производить горизонтальную наводку. Для вертикальной наводки на лафете был приспособлен вертикальный винт, при помощи которого поднималась и опускалась задняя часть ствола. В те же годы чугун материал для отливки орудий стал заменяться бронзой.
Рис. 9. Карронада
Последним достижением русской гладкоствольной артиллерии были 68-фунтовые (214-мм) бомбические орудия, сыгравшие важную роль в Синопском сражении 1853 г. Испытания новой пушки производились в Николаеве в 1839 г., а с 1841 г., по настоянию Корнилова, ими начали вооружать корабли Черноморского флота. Первым кораблем, вооруженным 68-фунтовыми бомбическими орудиями, был 120-пушечный трехдечный линейный корабль "Двенадцать апостолов", спущенный на воду в 1841 г., а затем и однотипные с ним линейные корабли "Париж", "Великий князь Константин" и "Императрица Мария".
Бомбические орудия (рис. 10) отличались от так называемых длинных пушек тем, что их снаряды, имея одинаковую массу и такую же дальность полета снаряда, производили более значительные разрушения за счет того, что они были полыми и начинялись разрывным зарядом. Огневая мощь линейного корабля, вооружённого такими орудиями, возрастала втрое. Метко направленные бомбические снаряды производили страшные разрушения на вражеских судах, они пронизывали борта, сбивали мачты и опрокидывали вражеские орудия. Пробив борт корабля, они разрывав внутри его, сокрушая все вокруг и вызывая пожары. Через 15-20 мин после начала русской канонады в Синопском сражении большинство турецких кораблей уже пылали.
Рис. 10. Бомбическое орудие
Обыкновенные турецкие пушки того времени стреляли сплошными ядрами, не причинявшими противнику особого вреда. Так, например, в 1827 г. в победоносном морском сражении при Наварине русский флагманский корабль "Азов" получил 153 пробоины, в том числе 7 подводных. Это не помешало его командиру капитану 1 ранга М. П. Лазареву потопить турецкий флагманский корабль, 3 фрегата, корвет и заставить выброситься на берег неприятельский 80-пушечный корабль. А "Азов" вскоре был отремонтирован и продолжал свою славную службу в строю родного флота. Бомбические орудия очень скоро вытеснили пушки, стрелявшие сплошными чугунными ядрами.
К середине XIX в. гладкоствольная артиллерия достигла, высшего совершенства. По наружному виду пушки различаются в зависимости от того, на каком заводе и в какое время они отливались. Пушки более раннего периода имели украшения в виде фризов, поясов, украшенных затейливым литьем. Пушки более позднего изготовления не имели этих украшений. Калибр орудий к середине XIX в. достигал 32-36 фунтов, а бомбических 68-96 фунтов.
Ориентировочные размеры калибров некоторых орудий в метрической системе мер следующие: 3-фунтовые-61-мм, 6-фунтовые-95-мм, 8-фунтовые-104-мм, 12-фунтовые-110-мм, 16-фунтовые- 118-мм, 18-фунтовые-136-мм, 24-фунтовые- 150-мм, 30-фунтовые-164-мм, 36-фунтовые-172-мм, 68-фунтовые-214-мм.. Карронады делались 12-, 18-, 24-, 32-, 36-, 68- и 96-фунтовыми.
Орудийные порты - это почти квадратные отверстия, вырезанные в бортах корабля (рис. 11). Делались порты в носовой и кормовой частях корабля. В носовой части это так называемые порты погонных орудий, в кормовой - для орудий, используемых при защите от преследующего противника. В них ставили обыкновенно орудия, снятые с ближайших бортовых портов, размещенные на том же деке.
Рис. 11. Пушечные порты двухдечного линейного корабля конца XVIII;
1-гондек-порты; 2 - опердек-порты; 3 - шканечные полупорты: 4-грот-руслень 5 - нижние юферсы; 6 - вант-путенсы; 7 - бархоуты; 8 - бортовой трап
Крышки орудийных портов, которые наглухо закрывали их, изготовляли из толстых досок, обшитых поперечными, более тонкими досками (рис. 12).
Рис. 12. Крышки орудийных портов;
1-крышка порта; 2-украшение крышек портов инкрустацией; 3 - способ открывания и закрывания крышек портов.
Сверху крышки подвешивали на шарнирах. Открывали их изнутри, при помощи тросов, концы которых были заделаны в рымах на верхней стороне крышки, а закрывали с помощью другого троса, прикрепленного к рыму на внутренней стороне крышки. На верхней палубе в фальшборте орудийные порты делали без крышек и называли полупортами. В петровские времена внешнюю сторону крышек портов часто украшали инкрустацией в виде золоченого венка, вырезанного из дерева.
Размеры портов и расстояние между ними зависели от диаметра ядра. Так, ширина и высота портов составляли соответственного 6,5 и 6 диаметров ядра, а расстояние между осями портов - примерно 20-25 диаметров ядра. Расстояния между портами диктовали нижние (самые крупнокалиберные) орудия, а остальные порты прорезались в шахматном порядке.
Расстояние между всеми нижними портами, плюс расстояние от крайних портов к носу и корме определяло длину батарейной палубы, а последняя - длину корабля и соответственно все остальные его размеры. Отсюда иногда в литературе встречается термин "длина корабля по гондеку".
Теперь от истории и теории, для наглядности перейдем к примерам и фотографиям различных орудий, а так как можно выделить две основные схемы установки талей орудий – английскую и французскую, сначала Англия:
Последняя картинка неплохой пример, установки именно на модели. Исходя из масштаба модели можно некоторые элементы не выполнять, также, как и с такелажем, излишняя перегруженность модели будет только минусом. Но в любом случае оставлять орудие без оснастки, я полагаю, некрасиво. Как минимум стоит выполнить брюк, независимо от масштаба модели, хотя бы по более простой схеме без рымов на французский манер.
Дмитрий Лучин
В статье использованы выдержки из книг Курти «Постройка моделей судов»,
Глотова "Изъяснения к вооружению корабля"
а также материалы сайтов
http://perso.wanadoo.fr/gerard.delacroix
http://www.grinda.navy.ru
Самое раннее оружие выпускалось кузнецами и литейщиками в зависимости от того, использовалось ли железо или желтая медь, а деревянную ложу готовили плотники. Вероятно, как только возник достаточный спрос на эту продукцию, представители данных профессий стали специализироваться в этом виде труда, но история производства оружия как вполне самостоятельного ремесла, требующего особенного искусства, начинается в XVI в.
Главной причиной для этого мог послужить резко возросший спрос на огнестрельное оружие, вызванный итальянскими войнами, но еще более важным явлением стало внедрение колесцового замка и изменение в отношении верхних слоев общества к огнестрельному оружию, которое произошло в первой половине XVI столетия.
Как отмечалось нами ранее, начиная с 1530 г. имел место неуклонно растущий спрос в аристократии на высококачественные ружья и пистолеты, и с этого времени оружейник был обеспечен таким покровительством, которое позволяло ему развивать свое ремесло по более передовым направлениям.
В Средние века огнестрельное оружие производилось почти везде, где существовала заслуживающая доверия металлообрабатывающая отрасль. Но с давних пор отдельные центры в Италии и Германии начали завоевывать особую репутацию в этой области. Заметными среди них были старые города оружейников - Милан, Нюрнберг и Аугсбург вместе с некоторыми частями Богемии, Зуля и районов вокруг Брешиа. В первой половине XVI в. оружейники этих регионов, и особенно южногерманских, были неоспоримыми лидерами в своем ремесле. Но в связи с огромным ростом объемов использования огнестрельного оружия во второй четверти того столетия по всей Европе начали возникать и другие центры, способные производить оружие равного качества.
К XVII в. почти все города порядочного размера имели в своем населении одного или более оружейников. Крупные города и некоторые поменьше обладали целыми колониями этих ремесленников, и у многих европейских князей были свои собственные мастерские, часто укомплектованные иностранцами. Просто невозможно разобраться в пределах данной книги со всеми этими центрами. Следует отметить, однако, что, несмотря на широкое распространение мастеров-оружейников, существовала и значительная оптовая торговля огнестрельным оружием и запасными частями к нему, особенно стволами. Например, Брешиа и окружающие ее районы снабжали всю Италию стволами, а в это время г. Зуль играл подобную роль в Германии. В Англии Лондон был главным центром снабжения вплоть до XVIII столетия, когда в серьезного конкурента начал превращаться Бирмингем. В России Тула - где оружейники начали трудиться в конце XVI в. - была основным источником как армейского, так и высококачественного личного оружия с конца XVII в.
Возможно, самым крупным центром производства огнестрельного оружия в XVII и XVIII вв. был Льеж, где велась очень широкая международная торговля. В большинстве своем льежская продукция была второго сорта и даже ниже, иногда имела поддельные иностранные подписи и марки, но лучшие мастера в городе делали и огнестрельное оружие столь же высокого качества, что и выпускавшееся в других местах. С приходом индустриализации в XIX в. Льеж, хотя и оставаясь главным центром торговли оружием, все более уходил в тень Бирмингема.
Кустарями-одиночками производилось мало оружия, и даже в Средние века в деле участвовали как минимум два человека - один делал ствол, а другой - ложу. Во второй четверти XVI в. с внедрением колесцового замка повсюду стали появляться мастера, специализирующиеся на производстве замков, и с этого времени большинство единиц оружия стало результатом труда по крайней мере трех ремесленников - ствольщика, затворщика и изготовителя ложи. Кроме этого, производство всех, кроме самых простых, деталей требовало услуг специалистов в прикладном украшении.
Штат крупной мастерской был в состоянии производить все, кроме самой изысканно украшенной продукции. Подобным образом, от оружейников, живших в отдаленных районах, требовалось умение изготавливать ружье во всей его цельности, а также в нанесении небольших гравированных украшений, хотя несомненно, что, по крайней мере, некоторые детали приобретали в одном из больших центров торговли. Но в самих центрах практика разделения труда между многими мелкими специализированными мастерскими скоро стала широко распространенной, и в результате оружейник, чья подпись появлялась на стволе или замке, часто был не более чем отделочником либо сборщиком, хотя он мог оказаться и слесарем. В начале XIX в. многие провинциальные оружейники были всего лишь розничными торговцами, которые оптом покупали оружие и просто добавляли к нему свои собственные имена.
В дополнение к подписи лица, ответственного за продажу законченной продукции, многие единицы огнестрельного оружия носят марку изготовителя ствола на верху или в низу казенника. На некоторых также стоят марки или подписи изготовителя ложи и мастера, отвечавшего за украшение ствола, замка и оправ, хотя последние были сравнительно редки. На итальянском оружии XVII и XVIII вв. часто самое заметное это подпись производителя ствола, а подпись изготовителя замка, который, возможно, отвечал за сборку этого узла, часто гравируется на внутренней поверхности замочной доски под боевой пружиной. Из-за такой практики различные члены семьи Коминаццо из Гардоне, что возле Брешиа, достигли значительной известности в качестве изготовителей огнестрельного оружия XVII в. с изящно выполненными оправами огнива, что особенно ассоциируется с Брешиа. Фактически, когда семья Коминаццо действительно трудилась на этой ниве, она была знаменита только своими стволами, причем настолько, что появилось очень много подделок, обычно носивших какую-нибудь версию подписи «LAZARINO COMINAZZO». Похоже, нет доказательств, что они когда-либо занимались замками, ложами или оправами, хотя ссылка Джона Эвелина на свою покупку карабина от «старого Лазарино Коминаццо» в 1646 г. предполагает, что эта семья в какой-то степени занималась сборкой и розничной торговлей огнестрельным оружием.
Фактические процессы, принимающие участие в производстве огнестрельного оружия, здесь не требуют долгого обсуждения, поскольку они большей частью такие же, что и используемые в любой обработке металлов, а там, где речь идет о ложе, — в обработке дерева. Единственная деталь, сопряженная с использованием специальной технологии, — это ствол. Поначалу его отливали либо из латуни, либо из бронзы или ковали из железа. Многие средневековые железные стволы созданы на «составном» принципе, т. е. они состояли из тонкой железной пластины, свернутой в трубку и усиленной продольными ребрами, удерживаемыми железными кольцами, насаженными поинтервально. Но еще с 1370-х гг. стволы иногда высверливались из твердого стержня, и этот метод, а также следующий, который будет описан, видимо, стали в XVI в. обычными. Они сохранились и до конца периода, описываемого в этой книге.
Еще один метод ковки ствола состоял в том, чтобы согнуть плоскую полоску вокруг подходящего сердечника, чтобы по форме получилась трубка, а потом заварить этот шов, обрабатывая его молотом до тех пор, пока он не станет невидим. Полученный грубой формы ствол потом просверливался и шлифовался, пока не становился готовым к употреблению. Однако еще в 1642 г. в Испании вошел в употребление еще один метод, о котором пишет Алонсо Мартинес де Эспинар в своей книге «Искусство охоты на крупного зверя», которая была опубликована в том году. Более детально эта же тема описана другим испанским оружейником Исидро Солером в «Историческом резюме стрельбы из арбалета», Мадрид, изданной в 1798 г. После ссылки на метод полоски при ковке как на тот, который был в использовании в Мадриде и «повсеместно принят в Европе до сего дня с небольшими изменениями», он описывает улучшенную технологию, использовавшуюся мадридскими мастерами его времени. Их стволы готовились из железных пластин, подготовленных путем нагревания и сплющивания в единое целое нескольких старых конских подков, и в результате получалась конструкция сродни лезвию меча раннего Средневековья. Из этих пластин делались серии коротких трубок и сваривались внахлест, причем каждую нагревали и ковали как минимум тридцать два раза, чтобы добиться полностью однородной структуры. Потом получившаяся длинная трубка обычным путем превращалась в ствол.
Испанские стволы высоко ценились по всей Европе и нередко обнаруживались на оружии с ложами и замками других стран. Действительно, они стали настолько популярными, что неразборчивые в средствах оружейники считали стоящим штамповать поддельные испанские торговые марки на свои заурядные стволы, чтобы повысить шансы на их продажу.
Еще один метод изготовления стволов, вошедший в употребление, возможно, еще в начале XVIII в., был связан с навивкой плоской полоски железа вокруг сердечника подходящего диаметра и сварке концов внахлест. Эта технология стала широко принятой, но, видимо, не в Испании, и с середины XVIII в. особенно использовалась в производстве так называемых дамасских стволов, которыми были оснащены почти все образцы высококачественного оружия в последней четверти XVIII - первой половине XIX в. И до начала ХХ столетия их продолжали делать для дробовиков.
Дамасские стволы производились путем скручивания и сваривания вместе нескольких железных и стальных стержней, от их пропорции зависела финальная структура поверхности ствола. Исходный брусок металла, состоящий из множества переслаиваний железа и стали, затем обычным путем превращался в свитый ствол. После полировки ствола эта структура проявлялась с помощью мягкого разъедающего вещества, обычно жидкости, которое также придавало стволу приятный коричневый оттенок.
Все еще не определена дата, когда в Европе впервые стали изготавливать витые стволы. Несомненно, этот процесс - восточного происхождения, потому что стволы этого типа производились в Северной Индии, Персии и Турции как минимум еще в конце XVI в. Большое количество турецкого огнестрельного оружия было захвачено при осаде Вены в 1683 г., и несколько стволов было переделано для использования в Австрии. Возможно, эти трофеи породили некоторую моду на витые стволы, которая возникла в Европе в конце XVII столетия. Тогда, вероятно, сравнительно мало оружейников знало секрет изготовления этих стволов, и они стали входить в моду только в последней четверти XVIII в. Но уже задолго до этого, в начале XVIII столетия, оружейники, не владевшие искусством изготовления настоящего товара или которые не хотели заниматься производством чего-то столь дорогого, гравировали обычные стволы, чтобы придать им видимость того, что они тоже витые. В XIX столетии стволы льежских дробовиков самого низкого качества зачастую проходили именно такую обработку.
Современный расцвет в истории производства огнестрельного оружия начался с внедрением заводских методов американцами Эли Уитни и Самьюэлом Кольтом. Влияние последнего в особенности нельзя преувеличить, и достигнутые им огромные успехи, несомненно, в большой степени повлияли на всеобщее принятие методов массового производства огнестрельного оружия во второй половине XIX в. С тех пор все менее важной становится роль индивидуального специалиста.
Наконец, необходимо сказать немного и о тестировании оружейных стволов. Мало кто сомневается, что с самого начала своей истории огнестрельное оружие подчинялось требованиям стандартных профессиональных норм, предназначенных для поддержания минимального уровня мастерства. Начиная с вступительного периода стволы и замки, как правило, маркировались клеймом гильдии или города, в дополнение к имени изготовителя, указывая на то, что они обладают качеством, требуемым данными нормами. Во многих случаях ствол проверялся, возможно, не менее суровыми методами, чем это делал бы любой опытный специалист, но есть свидетельства, что еще в последней четверти XIV столетия пушки проверялись с помощью настоящей стрельбы. Вполне возможно, что те же самые методы применялись к ручному огнестрельному оружию в XIV в., хотя, похоже, нет четких свидетельств, что это делалось до начала XVI в. К началу XVII в. это стало общей практикой и оставалось таковой до сих пор - обычная процедура проверки ствола стрельбой более мощным зарядом, чем это требуется при обычном использовании. После появления в 1880-х гг. бездымного пороха были введены новые марки для огнестрельного оружия, но методы тестирования в принципе остались неизменными.
Чтобы сделать модель пушки существует несколько методов. Но мы поговорим о методе литья.
Для начала мы должны сделать деревянную модель как можно более подробно, которая способствует использованию текстуры древесины очень тонкий, как самшит.
Но можно из других твердых пород дерева.
Изготовляем коробок, он должен быть разборным, в нем не должно быть щелей.
Берем гипс и разводим до массы жидкой сметаны и заливаем на половинк в коробок.
Затем погружаем модель в массу до половины, предварительно смазав подсолнечным маслом, при высыхании легче будет достать.
Гипс высох достаем модель пушки и на этой форме с пластилина делаем направляющии и канал для прохождения воздуха, и заливки свинца.
Возвращаем модель пушки обратно в форму, смазываем маслом и заливаем гипсом. Получается у нас две стороны. Когда будем заливать свинец или олово нам легче будет вытащить моделб при остывании.
Растапливаем свинец или олово и заливаем в форму.
В итоге получается вот такой образец орудия.
Вот готовые орудия:
Существует несколько способов изготовления копий орудий. В силу сложившихся исторически пристрастий и приобретенных мною навыков в данной статье рассмотрю способ отливки КСО из олова или свинца. Выбор пал на эти материалы, потому что они мягкие, легкоплавкие и легкодоступные в повседневной жизни.
В качестве примера рассмотрим изготовление копии пушки - карронады для корвета (чертежи можно посмотреть у нас на сайте в разделе "Чертежи").
Прежде чем приступить к изготовлению КСО следует сначала подробно изучить чертежи схемы и рисунки той пушки, которой вы хотите сделать. Затем выполняется прототип КСО из любых подручных средств. В своем случае я применил использованные стержни от двух ручек(гелиевой и шариковой), немного проволоки, бумаги и пластилина. Следует отметить, что от качества изготовления прототипа зависит качество и внешний вид самой КСО рис. 1. Также возможны варианты вытачивания прототипа на станочке, или изготовление любым другим способом.
Рис. 1. Прототип будущего орудия. Обратите внимание что цапфы сделаны отдельно. Так мне было удобнее.
Теперь, когда прототип готов, можно приступить к изготовлению литьевой формы. Для этого нам понадобится гипс, немного воды, подсолнечное масло, стальная или алюминиевая ложка, банка (или маленькая миска) для замеса гипса с водой, ровная доска (минимум 100х100 мм), кусок пластилина (100х20х20 мм), плотный картон. Для начала раскатываем на доске кусок пластилина до толщины ~5 мм и площадью не менее 50х50 мм (рис.2). Далее наш прототип в пластилин ровно наполовину (рис.3). /Здесь можно посоветовать немного подогреть пластилин, тогда эту процедуру можно сделать легче. Дёмин Валентин / Причем желательно, чтобы прототип находился не по центру раскатанного пластилина, а был немного сдвинут вниз (в сторону казенной части).
Рис. 2. Раскатанный кусок пластилина.
Рис. 3. Прототип утоплен в пластилин.
После этого нужно вдоль всей линии пересечения плоскости пластилина с поверхностью заготовки обеспечить плотное прилегание пластилина к стенкам заготовки. Далее устанавливаем () на свои места цапфы таким образом, чтобы они тоже торчали только наполовину из пластилина (рис.4). Для будущего хорошего соединения двух половинок литьевой формы в любом из углов нужно продавить небольшую вмятину в пластилине пальцем. /Это нужно для последующего точного соединения двух половинок гипсовой формы. Советую сделать не одно углубление, а четыре, в каждом углу пластилина. Тогда стыковка двух половинок форм будет гораздо точнее. Дёмин Валентин /
Рис. 4. Цапфы уже тоже установлены в нужном месте.
Следующим этапом следует обмазка всей поверхности пластилина и заготовки подсолнечным маслом - это нужно для того, чтобы при застывании гипсовой смеси можно было легко отделить форму от пластилина и заготовки.
Теперь вырежем из плотного картона полосы длиной, соответствующей длинам сторон нашего прямоугольника из пластилина и высотой ~30 мм (меньше нежелательно). Установим их по периметру и с внешней стороны закрепим кусочками пластилина. При этом желательно, чтобы между соседними не было зазоров (лучше пусть торчат концы картонок) (рис.5.).
Рис. 5. Установлены стенки из картона.
Теперь, когда емкость для формы готова, приступаем к замешиванию гипса. Этот процесс самый приятный. Берем банку или миску и насыпаем туда 2-3 столовых ложки гипса. Далее, постепенно добавляя воды, перемешиваем той же ложкой получающуюся массу. Воду добавлять до тех пор, пока вязкость получаемой массы не достигнет вязкости жидкой сметаны. С первого раза, скорее всего, не получится угадать с пропорциями гипса и воды, и поэтому объем смеси получится больше необходимого. ВАЖНО - не допускается в готовой смеси наличие комков - смесь должна быть однородна. После получения смеси нужной консистенции аккуратно выливаем её на поверхность пластилина - причем чем тоньше (если это можно назвать струйкой), тем лучше, потому что тогда меньше вероятность того, что в форме будут присутствовать пузыри воздуха, которые могут нарушить форму будущей КСО или привести к разрушению формы во время заливки в нее олова или свинца. Количество заливаемой смеси стоит ограничить 20-25 мм толщины (высота картонки - как ограничитель) (рис.6).
Рис. 6. Залита первая половинка гипсовой формы.
Оставшуюся смесь(пока не засохла) в банке стоит сразу разбавить сильно водой и вылить в канализацию. По прошествии 20 минут (за это время лучше никак не тревожить форму) можно снимать картонки и аккуратно отделить гипсовую форму от пластилина, стараясь не нарушить целостность формы.
Теперь приступаем к изготовлению второй половинки формы. В качестве раскатанного пластилина теперь выступает первая половинка гипсовой формы, остальные действия те же: вставляем в первую половинку формы нашу заготовку, вставляем цапфы, смазываем все это подсолнечным маслом, окружаем картонными стенками, закрепляем их пластилином (рис.7).
Рис. 7. Конструкция готова для заливания второй половинки гипсовой формы.
Разводим гипсовую смесь и выливаем её в получившуюся емкость. По прошествии 15-20 минут аккуратно расцепляем две половинки формы, и вынимаем аккуратно заготовку и цапфы (рис.8).
Рис. 8. Результат нашей работы - две половинки гипсовой формы.
Обратите внимание: в углу правой половинки формы есть углубление от пальца, а на левой половинке соответствующий ему бугорок. Благодаря им обе половинки состыкуются без смещения.
Следующей операцией является вырезка ножом литника и так называемых. Это делается очень аккуратно, дабы не повредить конфигурацию формы самой КСО (рис.9).
Рис. 9. Литники - путь для расплавленного металла.
Теперь форма полностью готова. Перед использованием формы нужно дать ей окончательно высохнуть - минимум 3 дня (желательно 1 неделя).
После того как форма высохла (набрала прочности), можно приступать к процессу литья КСО. Для этого понадобятся: консервная банка (желательно не очень большая); плоскогубцы или утконосы, рукавица рабочая или прихватка в виде рукавицы(моно спереть у жены или мамы); кусок олова или свинца (припой ПОС60). Т. к. олово и свинец имеют невысокую температуру плавления, то электро- или газовая плита подойдут в качестве нагревателей. Для того, чтобы удобнее было лить в форму расплавленный материал, немного модернизируем консервную банку. Сделаем ей носик и ручку для удержания плоскогубцами (рис.10).
Рис. 10. Наша "мартеновская печь".
Кладем предварительно нарезанный материал в банку и ставим на плиту, включенную на максимум. Ждем, пока материал расплавится, выдерживаем расплавленный материал еще 2-3 минуты на плите и заливаем в форму через литник тоненькой струйкой. Следует помнить, что объем пушки маленький, материала нужно немного и во избежание попадания расплавленной массы на руку, держащую форму, следует во-первых одеть рукавицу, а во-вторых внимательно следить за ходом наполнения формы оловом (порядка 1-2 сек). После того как форма наполнена, нужно подождать 20-30 секунд пока олово застынет. Далее аккуратно расцепить две половинки формы и вынуть болванку, стараясь не повредить форму (чем аккуратнее это делать тем дольше прослужит форма). После этого отламываем литниковую часть от болванки и бросаем её обратно в банку. И так продолжаем до тех пор, пока форма не испортится. Одной формы (из строительного гипса) хватает на 5-7 хороших отливок.
Полученные отливки нужно обработать. Крупный облой снимаем утконосами или большим пинцетом, чистовую обработку производим надфилем (рис.11).
Рис. 11. Готовые изделия.
Теперь остается только просверлить 2 отверстия: в стволе - диаметр 1 мм и в винграде - 0,5 мм.
Вот мы и получили заготовку для последующего чернения КСО.
Пример гальванического омеднения КСО читайте в следующей статье.
ПУШЕЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО.
I.
Классификация артиллерийских орудий.
Артиллерийское орудие--всякое б. или м. тяжелое огнестрельное оружие, для которого требуется прочная постоянная подставка, называемая л а ф е т о м. Орудие состоит из ствола (тела орудия) и лафета, к-рый соединяется у легких и среднетяжелых орудий с передком. Передок образует передний ход, лафет со стволом --задний ход орудия в порядке для движения. По кривизне траектории полета снаряда и связанным с этим баллистич. качеством различают орудия для настильного огня и для навесного огня. Между этими двумя типами орудий находятся гаубицы, соединяющие в себе нек-рые преимущества обоих типов. Вид траектории полета снаряда обыкновенно находится в непосредственной зависимости от длины ствола и величины боевого заряда. Орудия для настильного огня (пушки) имеют б. ч. длинный ствол, сильный заряд и меньший подъем траектории. Ствол орудий для навесного огня, называемых мортирами, значительно более короткий; они имеют слабые заряды и большой подъем траектории. Существует предложение отбросить название --"мортира", после того как для гаубиц был достигнут подъем траектории в 60 град. и более, который раньше был возможен только для мортир. Первоначально гаубицами называли гладкоствольные пушки с коротким стволом, однако более длинным, чем у мортир. Позднее то же название дали и коротким нарезным орудиям, называвшимся ранее короткими пушками. Даже после того как удалось достигнуть достаточной подвижности тяжелой артиллерии, гаубицы остались необходимыми, т. к. полевые укрепления и цели за и под сильными закрытиями не было возможности подготовить к атаке при помощи орудий настильного огня. Если ранее у пушек подъем траектории достигал 20 град., то теперь требуется для дальнобойных пушек подъем до 40--50 град. Угол подъема траектории у гаубиц доходит до 45 град., а в мортирах--более 45 град. (почти до 75 град.). По величине диаметра канала, или по калибру, все типы орудий разбиваются на несколько классов, границы между к-рыми ие установлены строго. Т. о. получается деление орудий на легкие, средние, тяжелые и самые тяжелые типы. Легкими называют калибры 3,7--10 см,
средними--выше 10 см
до 15 см,
тяжелыми -- выше 15 см
до 21 см
и самыми тяжелыми -- выше 21 см
до 42 см
(по газетным сведениям из США уже до 48 см).
По месту, роду и цели применения различают орудия: полевые, горные, танковые, противовоздушные, осадные, крепостные, береговые и морские. Кроме того существует подразделение на артиллерию ближнего боя и дальнобойную. С тех пор как орудия средних калибров сделались подвижными, в армиях всех стран введена тяжелая артиллерия главного командования, состоящая из калибров в 10, 15 и 21 см,
придаваемая крупным войсковым соединениям (армиям, корпусам) в мере действительной надобности. По способу передвижения имеются орудия: с конной запряжкой, с моторной тягой, гусеничные, железнодорожные, аэропланные и устанавливаемые на дирижаблях, и судовые. Действие орудия зависит от следующих условий: 1) от правильности траектории полета снаряда, зависящей в свою очередь от конструкции снаряда, качеств ствола орудия и соответствующего боевого заряда; 2) от точности момента разрыва снаряда, зависящей от конструкции взрывателя (снарядной трубки); 3) от действия отдельного выстрела на цель, зависящего от внутреннего устройства снаряда, от конструкции взрывателя (снарядной трубки) и от разрывного действия снаряда;4) от скорости стрельбы, к-рая даже при увеличении веса снаряда не должна уменьшаться, благодаря применению устройства для более легкого и быстрого заряжания и обслуживания орудия; значительное влияние на скорость стрельбы имеет спокойное состояние орудия при выстреле (орудия с откатом ствола); 5) от большей дальности полета снаряда, которая при данном угле вылета снаряда зависит от начальной скорости.
Ствол (тело) орудия вмещает в себя боевой заряд и снаряд и дает последнему направление и характер движения. Он имеет снаружи слегка конич. форму и имеет внутри цилиндрич. канал по всей своей длине или в большей ее части. Линия центров окружностей поперечных сечений канала называется осью канала. Во всех современных орудиях на поверхности канала сделаны нарезы. Такой ствол называется нарезным стволом в отличие от старых гладких стволов без нарезов. Гладкоствольные орудия заряжались с дульной части,т. е. заряд и снаряд вводились в орудие спереди. При дульной зарядке между снарядом и стенкой канала остается зазор, следовательно существует прорыв газов в направлении выстрела. Все нарезные орудия заряжаются с казенной части и имеют подвижной затвор, к-рый при заряжании, т. е. для вкладывания снаряда и боевого заряда, открывается и затем опять закрывается. Канал нарезного орудия делится на гладкую и нарезную части. Гладкая часть, имеющая несколько отличную форму и больший диаметр, чем нарезная, называется зарядной каморой. Нарезная часть канала, состоящая из нарезов и промежутков между ними, называемых полями, простирается от соединительного (переходного) конуса зарядной каморы до дульного среза. Диаметр канала, измеряемый по полям нарезов, называется к а л и б р о м. Нарезы представляют собой пологие витки, идущие вправо или влево. Внешняя форма ствола определяется степенью напряжения от газов, образующихся в момент выстрела: там, где происходит сгорание боевого заряда, т. е. сзади, в зарядной каморе, получается наибольшее нагревание и развивается при этом наибольшее давление газов, следовательно в этом месте д. б. наибольшая толщина металлической стенки ствола. По мере проталкивания снаряда вперед и увеличения объема газов в канале давление газов уменьшается, благодаря чему толщину стенок можно соответственно уменьшать по направлению к дульному срезу. Для соединения ствола с лафетом, позволяющего придавать оси канала орудия больший или меньший наклон, на обоих боках ствола делаются цапфы, общая ось к-рых перпендикулярна к оси канала. В современных орудиях применяют клиновые, винтовые и блоковые (Blockverschluss) затворы. Поршневые затворы считаются устарелыми. Калибр обозначается в Германии в см, во Франции--в мм,
в США--в дм. и в СССР--в мм.
Определение калибра по весу снаряда (в англ. фн. или кг)
сохранилось еще частично только в Англии и во Франции. Особые конструкции орудий, имеющих отличные от других длины тела орудия, вызывают иногда необходимость более точного обозначения орудий. Так, 40 см
KL/40 обозначает пушку калибром в40см, длина к-рой равна 40 калибрам (т. е. 16 м).
Генстенборг.
II.
Элементы, составляющие орудие: материалы.
С производственной точки зрения артиллерийская система -- орудие -- состоит из лафета с прицельпыми, противооткатными и накатными приспособлениями, с подъемным и поворотным механизмами и наложенного на него ствола с затвором и дульным тормозом. Последний элемент в артиллерийской системе является новым и пока мало распространенным, но имеет большую будущность, как дающий возможность понизить действие выстрела на лафет при стрельбе, каковое имеет тенденцию все время повышаться в связи с увеличивающейся мощностью орудий. Под пушечным (орудийным) производством
понимается изготовление одного из основных элементов артиллерийской системы -- ствола (тела орудия). Стволы в зависимости от тактич. назначения орудия изготовляются той или иной длины и благодаря этому вся артиллерийская система получает название пушки, гаубицы, мортиры. В рассматриваемом нами производстве при обработке канала ствола приходится особенно считаться с длиною последнего, и т. о. наиболее трудными в производственном отношении считаются стволы пушек, как имеющие длину 20--60 калибров и выше (экстрадальние пушки). Исключением являются пушки специального назначения, длина ствола которых 13--18 калибров. Длина гаубичных стволов 10--20 калибров, а мортирных -- 4--12 калибров, и следовательно изготовление их, как наиболее коротких, значительно проще. Имеются в виду конечно длины относительные, выраженные в числе диаметров растачиваемого канала и следовательно связанные с толщиной стенок ствола.
С конструктивной точки зрения стволы делятся на о д н о с л о й н ы е, или монолитные (фиг. 1а), и м н о г о с л о й н ы е. Во втором случае первый слой, внутренний (фиг. 1б), называется т р у б о ю 1
,
наружный слой -- к о ж у х о м 2
, а промежуточные слои--ц и л и н д р а м и 3
, т. е. многослойный ствол, исключая все встречающиеся на нем кольца, может состоять: а) из трубы и кожуха, б) из трубы, одного ряда цилиндров и кожуха, в) из трубы, нескольких рядов цилиндров и кожуха. На фиг. 1б в разрезе изображены: орудийное кольцо 4,
упорное кольцо 5
, обтюрирующее кольцо 6
, скрепляющее кольцо 7,
казенник 8
и кольцо с ушками 9.
Одевают слои один на другой в нагретом состоянии (до 400 град.) и при остывании они сжимают предыдущий слой, чем и осуществляется искусственное повышение прочности ствола за счет понижения толщины стенок последнего.
Задачей П.п. является изготовление деталей ствола (труб, цилиндров, кожухов), сборка в горячем состоянии и окончательная обработка канала ствола и наружной поверхности его. Помимо этого в П. п. входит модернизация стволов уже бывших на службе орудий и обновление их. Под м о д е р н и з а ц и е й понимается изменение конструкции ствола с использованием старых деталей его, напр, удлинение трубы при старом кожухе в двуслойном стволе, увеличение калибра, и т. п. Под о б н о в л е н и е м понимается или полная замена расстрелянной трубы новой или замена только рабочей части трубы; в первом случае производимая манипуляция называется п е р е с т в о л е н и е м, а во втором--л е й н и р о в а н и е м. Перестволение и лейнирование могут протекать и при нагреве обновляемого ствола и в холодном состоянии. При перестволении новая труба всегда вставляется с натяжением (отрицательный зазор), лейнер же м. б. как с натяжением (с к р е п л е н н ы й л е й н е р), так и без натяжения, с зазором (с в о б о д н ы й л е й н е р). Наиболее удобным в военном отношении является свободный лейнер, как позволяющий производить обновление в боевой обстановке на месте. На орудийных з-дах в настоящее время идут изыскания в этой области. Опыт заграничной практики показал, что задача лейнирования разрешена полностью в орудиях до 8 дм. включительно, например фирмы Ансальдо и Одера-Терни. За последнее время нек-рые иностранные з-ды начали заменять стволы, составленные из отдельных скрепленных между собою элементов, монолитными стволами, прочность к-рых искусственно повышена особым методом, называемым а в т о ф р е т т а ж е м. Сущность последнего заключается в том, что монолитный ствол подвергается высокому (до 10 000 atm)
внутреннему давлению, чем достигается повышение предела упругости материала.
А. Давыдов и Н. Адакин.
Материал для
с т в о л о в
орудий.
Орудия изготовляют из чугуна, сварочного железа, бронзы (пушечного металла) или стали (никелевой или хромоникелевой). В настоящее время применяется преимущественно сталь. Для высоких напряжений от больших зарядов пригодны только стальные стволы. Ствол орудия при выстреле подвергается: 1) давлению пороховых газов в продольном и поперечном направлениях и излому, или срезанию, замка и цапф; 2) трению снаряда о стенки канала и сопротивлению, которое снаряд встречает в нарезах; 3) оплавлению стенок канала благодаря высокой t,
возникающей при сгорании пороха; 4) постепенному разрушению стенок канала вследствие химич. соединения продуктов сгорания -пороха с металлом стенок; 5) атмосферным влияниям: образованию окисей и ржавчине. В связи с этим материал ствола должен обладать высокою степенью прочности, упругости, вязкости, твердости, иметь высокую t
пл
, высокую устойчивость против коррозии
(см.) и возможно малую чувствительность к вредным химич. влияниям. Но кроме того он д. б. возможно дешевым и находиться в достаточных количествах внутри страны для обеспечения независимости производства от заграницы в случае войны. Ниже перечислены нек-рые свойства различных металлов, идущих в дело П. п. Бронза представляетсобой сплав меди (90%) и олова (10%). Она мало тягуча, довольно тверда и крепка, при быстром охлаждении делается ковкой, при медленном -- твердой и хрупкой. Ее твердость возрастает до 28% содержания олова, а затем опять падает. Наибольшая прочность при 17,5% олова. При содержании менее 5% олова бронза куется в холодном состоянии. Пушечный металл (Hartbronze), называемый также стальной бронзой (Stahlbronze), имеет небольшое содержание олова (8: 92), отливается в металлич. формах и уплотняется расширением канала пропусканием пуансонов. Добавки к бронзе: железа, никеля, марганца, свинца, мышьяка, сурьмы, цинка, фосфора для уменьшения ликвации бронзовых сплавов не оправдали себя. Вследствие своей вязкости бронза является очень надежным материалом в отношении разрыва перенапряженного ствола и опасности повреждений для орудийной прислуги разлетающимися осколками. Бронза мало чувствительна к атмосферным влияниям и относительно дешева; изношенные или устаревшие стволы можно переливать с ничтожными затратами. Старую пушечную бронзу, бывшую несколько раз в переплавке, даже предпочитают для новых изделий, т. к. она не так легко распадается на составные части и лучше сопротивляется ликвации и причиняемому последней разгару. Но ее прочность и твердость так незначительны и точка плавления лежит так низко, что она не годится для стволов, к-рые стреляют сильными зарядами и бездымным порохом, и для стволов, в к-рых развиваются высокое давление газов и значительная t.
Несмотря на это она сохранилась в производстве мортир и гаубиц при изготовлении многослойных стволов из бронзового тела со стальным каналом (т. е. с запрессованной стальной трубкой для канала). Единственным безупречным материалом однако остается только сталь. Ее пригодность доказывается все более и более при возрастающей мощности орудий. Генстенберг.
К л а с с и ф и к а ц и я о р у д и й н о й стали.
Орудийная сталь м. б. следующих сортов: а)по с п о с о б у в ы п л а в к и: тигельная, электросталь, мартеновская (кислая или основная); слитки м. б. прессованы или непрессованы; б) по х и м и ч е с к о м у с о с т а в у: углеродистая, малохромистая, специальная; в) по механическим к а ч е с т в а м нижеследующих марок: О-1-- орудийная обыкновенная; О-2--повышенная; О-А--специальная, категория А; О-АБ--специальная, категория АБ; О-Б--специальная, категория Б. Специальные сорта стали получаются присадкой определенного количества специальных элементов, как то: никеля, хрома, ванадия, молибдена, вольфрама и др. (табл. 1).
Сумма вредных примесей (серы и фосфора) допускается не более 0,7%. Вследствие того что возврат (прибыль, обрезки, стружка и пр.), идущий в скрап, м. б. загрязнен различными примесями, допускается предельное содержание следующих элементов, не входящих в рецепт заданной стали: 0,2% меди, 0,5% никеля, 0,35% хрома, 0,4% молибдена. Присадка ванадия допускается при выплавке всех сортов стали. Марка стали О-АБ по химич. составу одинакова с маркой О-Б, но отличается от последней по содержанию молибдена (не менее 0,25%); кроме того она отличается механнч. свойствами.
Химический анализ стали.
Анализ стали делают из пробы металла, отлитой в середине разливки стали в изложницы. Стружка на анализ д. б. получена сверлением насквозь пробы в направлении, перпендикулярном к продольной оси пробы. Стружку от верхней части. корки отбрасывают и берут чистую стружку изнутри пробы. Анализ должен показывать %-ное содержание углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, хрома и никеля в углеродистой и малохромнстой стали, ванадия, молибдена, вольфрама и др.-- в специальных сталях. В табл. 2 приведены допускаемые отклонения данных контрольных анализов состава стали.
А. Давыдов и Н. Адакин.
III. Ствол орудия.
Внешняя форма и части ствола орудия определяются его службой при выстреле. Передняя часть ствола имеет конусообразную внешнюю форму и оканчивается дульным срезом, в середине которого выходит канал. Иногда ствол усиливают у дульного среза посредством пояска. Задняя часть ствола имеет цилиндрич. форму или четырехгранную у стволов с клиновым затвором, для увеличения опорной поверхности для затвора, и оканчивается казенным срезом, в котором находится зарядное отверстие, являющееся продолжением канала и служащее для вкладывания зарядов, а в орудиях с поршневым затвором и для затвора. Горизонтальный прорез сбоку для клинового затвора называется клиновым отверстием. Между этими частями находится средняя часть ствола, на которой имеются цапфы для установки ствола на лафете и вращения его в вертикальной плоскости. Они усилены заплечиками, к-рые предохраняют ствол от бокового перемещения в подшипниках лафета. Общая ось обеих цапф обычно пересекает ось канала впереди ц. т. ствола, т. ч. ствол имеет перевес назад, т. е., будучи поддержан только в цапфах, ствол стремится подняться передней и опуститься задней частью. Перевес назад придает стволу устойчивость при езде и стрельбе, обеспечивает плотное прилегание ствола к подъемному механизму и способствует сохранности как подъемного механизма, так и других частей лафета. Обыкновенно перевес назад составляет 7----12% веса ствола. У нек-рых стволов оси цапф расположены выше оси канала (поднятые опоры) или ниже ее (опущенные опоры). Дело конструктора и испытаний правильно сопоставить преимущества и неудобства таких расположений. На наружной поверхности ствола находится еще устройство для наводки и для установки частей затвора, в частности для облегчения заряжания и для соединения ствола с подъемным механизмом. Для обозначения оси канала, прицельной линии и т. д. нанесены вертикальные и горизонтальные метки. Наконец на стволе поставлены различные опознавательные знаки (номер ствола, вес ствола с затвором, год и место изготовления, название завода и др.). Наружное очертание ствола при заданной форме канала определяется толщиной его стенок в различных точках. Толщина стенки ствола есть расстояние по радиусу от наружной поверхности ствола до дна нарезов канала. Она д. б. соображена с величиною давления газов при выстреле, сопротивлением металла ствола и конструкцией ствола. Давление газов в канале в каждом поперечном сечении одинаково во всех направлениях; следовательно и толщина д. б. одинакова во всех направлениях по радиусам. Но внешние и внутренние слои стенки ствола испытывают давление газов не в одинаковой мере, а именно--внутренние слои благодаря упругости металла испытывают несколько большее растяжение: это соотношение изучено теоретически и проверено практич. опытами; результаты исследований выражены определенными ф-лами, к-рые вполне применимы и для новых конструкций. В виду постоянных требований увеличения силы орудий, что вызывает увеличение напряжения газов в орудиях, ствол, или по крайней мере его заднюю, испытывающую наибольшее напряжение часть, конструируют т. о., чтобы металл в отдельных концентрич. слоях был напряжен более равномерно и чтобы вся способность к сопротивлению всей массы металла была использована в наибольшей степени. При этом ствол получает меньшие размеры по диаметру при той же степени надежности. Кроме того стволы из нескольких слоев составляются из более мелких частей, к-рые лучше поддаются проковке и термич. обработке. Эти соображения привели к устройству многослойных стволов, конструкция к-рых заключается в следующем. На самый ствол, а именно на его заднюю часть, насаживают стальные кольца, к-рые в холодном состоянии имеют меньший внутренний диаметр, чем наружный диаметр внутренней трубы. Эти кольца расширяют нагревом как-раз настолько, чтобы их можно было, надеть на внутреннюю трубу (зазор достигает всего нескольких десятых мм
), к-рую они сжимают при охлаждении. Для дальнейшего усиления можно насадить несколько слоев колец друг на друга таким же способом.
Различаются нижеследующие виды конструкций многослойных стволов.
С т в о л с к о л ь ц а м и.
На внутреннюю трубу насажены в горячем состоянии кольца в один или несколько слоев. Цапфы соединены с одним из колец. Внутренняя труба составляет главную массу ствола и подвержена всем вредным влияниям, как простой массивный ствол. Кольца не предохраняют от осевого разрыва. Труба ослаблена затвором и при разгаре весь ствол приходит в негодность. Все эти недостатки привели к тому, что от стволов с трубою и кольцами отказались.
С т в о л с к о ж у х о м
. Внутренняя труба идет от дула только до затвора; в задней своей части или по всей длине она охвачена надетым в-горячем состоянии и сжимающим ее кожухом, имеющим цапфы и гнездо для затвора. Внутренняя труба и кожух соединены кольцами (б. ч. двумя), к-рые закрепляются от расхлябывания штифтами с нарезкой. Так устроены почти все легкие полевые орудия. При этом возможна смена внутренней трубы после разгара.
С т в о л с к о ж у х о м и к о л ь ц а м и.
Ствол с кожухом усилен еще надетыми в горячем состоянии кольцами, подобно стволу с кольцами.
С т в о л, с к р е п л е н н ы й п р о в о л о к о й.
Внутреннюю трубу обматывают некоторым числом слоев проволоки, которой дают такое натяжение,что давление наружных слоев на внутренние соответствует законам наилучшего использования материала. Проволока в форме ленты наматывается в раскаленном состоянии и сваривается в кольца (система Армстронга). Лонгридж обматывает внутреннюю трубу проволокой в виде ленты в холодном состоянии и при этом систематически регулирует натяжение для получения наиболее благоприятного давления. Снаружи проволочная обмотка охватывается кожухом, на к-ром сделаны цапфы. Затвор помещается во внутренней трубе или в кожухе. Теоретически эта конструкция соответствует большому количеству малых колец. Проволочное скрепление стволов, к-рое получило свое развитие в Англии, следует считать устаревшим благодаря нек-рым его недостаткам и трудности выполнения; к тому же эти стволы вообще значительно тяжелее стволов с кожухом. Вместо сжимания кожухом применяли самоскрепление (автофреттаж) ствола. Внутреннюю трубу расширяют в холодном состоянии гидравлич. давлением, т. ч. внутренние слои металла производят непрерывное давление на наружные и наоборот. Приготовленную т. о. трубу в холодном состоянии запрессовывают в кожух и закрепляют от поворачивания и выдвигания. Сопротивляемость внутренней трубы при этом увеличивается. Основное преимущество автофреттажа состоит в том, что внутреннюю трубу легче заменить после разгара, в то время как в других конструкциях ремонт можно сделать лишь путем вставки в канал новой тонкой трубы с нарезами под гидравлич. давлением, предварительно гладко сняв нарезы путем рассверливания канала. Стволы из пушечного металла принадлежат до известной степени также к многослойным стволам, поскольку расширение канала пуансонами вызывает в стенках ствола напряжения, примерно соответствующие напряжениям в стволах с кольцами и повышающие вследствие этого сопротивляемость ствола, к-рая увеличивается еще вставкой в канал стальной трубы.
К а н а л о м о р у д и я
называется полость ствола от затвора до дульного среза (у мортир с поршневым затвором от дна камеры до дульного среза). Канал служит для принятия снаряда и заряда, в нем развиваются пороховые газы для выстрела, передается энергия пороховых газов снаряду и дается последнему определенное направление. Наилучшей была бы такая длина канала, при которой действие пороха было бы использовано полностью к моменту, когда снаряд выходит из канала. В противном случае при слишком малой длине канала свойства пороха не будут использованы вполне, а при слишком большой длине уже достигнутая снарядом скорость начнет уменьшаться. Практически подобный идеальный ствол редко, или вернее никогда, не был построен; длина его канала, особенно при большом отношении веса заряда к весу снаряда, была бы так велика, что от того пострадала бы подвижность орудия. Поэтому при выборе длины канала приходится ограничиваться тем, чтобы ее увеличение не повышало более относительную мощность ствола орудия. Но даже и это требование не всегда выполнимо. Уменьшение веса, подвижность по неровной местности, применение орудия за броневым прикрытием на судах, в башнях, делают невозможными эти желательные длины. Случается даже, что слишком длинные и относительно слабые стволы изгибаются после небольшого количества выстрелов и благодаря этому разрушаются. Для меткости стрельбы при всех обстоятельствах достаточна длина ствола, допускаемая наивозможным использованием силы пороха. Канал орудия разделяется на нарезную часть цилиндрич. формы и гладкую зарядную камеру различного вида. Обе части соединяются между собой переходным соединительным конусом. Нарезная часть простирается от начала нарезов в конусе до дула. Передний край канала у дульного среза скошен фаской. Боковая поверхность и край поля, к-рые принимают удар снаряда, толкаемого пороховыми газами в направлении оси канала, т. е. прямолинейно вперед, называются ведущей гранью и ведущим краем. При правой нарезке--это правый край верхнего поля и соответствующие ему у других полей и следовательно левый--у нижнего поля. Параллельными нарезами называются такие, у к-рых дно имеет одинаковую ширину на всем протяжении, в то время как у клиновых нарезов ширина дна к дулу уменьшается, а следовательно ширина поля увеличивается. Длина и угол нарезки измеряются но ведущему краю. Если мысленно провести плоскость через любую точку ведущего края какого-либо поля и через ось канала, то угол, образуемый этой плоскостью с касательной к краю поля в этой же точке, называется углом нарезки. Нарезы сообщают снарядам вращение около продольной оси, необходимое для устойчивости снаряда при полете в воздухе. Если развернуть поверхность нарезной части канала на плоскость, то при постоянной нарезке ведущий край представится в виде наклонной прямой, при прогрессивной нарезке--в виде кривей линии (параболы или дуги круга). Наиболее пологая нарезка--при переходном копусе--называется начальной нарезкой, наиболее крутая--у дула,--конечной нарезкой (при прогрессивной нарезке). Только практикой многочисленных сравнительных испытаний стрельбою можно установить, какая нарезка является более выгодной для орудия в связи с его задачами. Нарезы, числом 12--24 в зависимости от калибра, должны давать устойчивое направление снаряду при наименьшем возможном сопротивлении. Устойчивое направление требует большего, а малое сопротивление -- меньшего числа полей, так. обр. приходится выбирать нек-рую среднюю величину между этими обоими противоположными требованиями. Клиновые нарезы должны, с одной стороны, облегчать первое врезание полей (у переходного конуса) в направляющие пояски снаряда, с другой стороны,--давать более устойчивое направление снаряду благодаря постепенно увеличивающейся ширине врезающихся полей. Но ствол может иметь только вдвое больше параллельных нарезов, чем клиновых, т. к. ширину полей у переходного конуса ради их прочности нельзя значительно уменьшать. Ширина нарезов всегда больше ширины полей, и число нарезов, в зависимости от диаметра канала, растет у различных калибров в разной мере. Чем менее ширина полей у переходного конуса, тем легче врезаются поля в направляющие пояски снаряда. Поля не д. б. однако слишком узкими, т. к. в таком случае легко м. б. повреждены. Глубина их равна при медных направляющих поясках снаряда в стальном стволе ок. 2 мм
, при свинцовых направляющих поясках 3--4,5 мм
. Вместе с глубиной нарезов увеличивается сопротивление движению снаряда. При мелких нарезах ведущие грани и края быстро изнашиваются от сильного трения о снаряд. Зарядная камора принимает снаряд и заряд, к-рые должны иметь в ней нек-рый зазор для удобства и быстроты заряжания. Ось снаряда не совпадает при этом совершенно точно с продолжением оси канала, что может вредить правильности направления, влиять на меткость стрельбы и причинить повреждение полей. Проникающие благодаря зазору языки пламени могут вызвать усиленный разгар верхней части зарядной каморы. Эти недостатки можно только ослабить соответствующей конструкцией, но не уничтожить их совсем. Зарядная камора образует или один гладкий цилиндр или распадается на два цилиндра: более широкий сзади и более узкий спереди, соединенные между собой задним переходным конусом. Часть, идущую от затвора до середины заднего переходного конуса, называют зарядной каморой, а от заднего переходного конуса до нарезов канала--снарядной каморой. В орудиях, заряжаемых металлич. патронами, задняя часть зарядной каморы, называемая также патронником, несколько расширяется конусом назад соответственно форме гильзы -- для облегчения вынимания пустых выстреленных гильз. Пространство между затвором и дном снаряда называется пространством сгорания начальным). Длина пути снаряда в канале орудия определяется расстоянием от дна снаряда до дульного среза. Снарядная камора -- обычно гладкая, только при прогрессивной нарезке -- нарезная. При вкладывании снаряда только передний направляющий поясок его вдвигается до начала нарезов в переходном конусе, задняя часть снаряда остается в гладкой части канала. К снарядной каморе примыкает зарядная камора. Она имеет в большинстве случаев увеличенный размер (1,1--1,2 калибра). Благодаря этому заряжание облегчается, но вместе с тем увеличивается диаметр и толщина стенок ствола. Размер каморы сгорания имеет особенно важное значение: если взята слишком малая камора, то вследствие слишком быстрого разложения пороха давление газов значительно возрастает, ствол перенапрягается, и страдает меткость стрельбы; если она слишком велика, порох и его разложение оказываются не вполне использованными. Это влияет на скорость снаряда при вылете и понижает меткость.
IV. Основы производства орудийных стволов: форма, литье и обработка отлитой болванки.
Форма
состоит (при формовании в земле) из трех частей: днища, собственно формы и литника. Днище замыкает форму снизу и состоит из железной плиты с конич. сортом, наполняемой кирпичами и формовочной землей; оно имеет форму дна ствола. Форма для самого ствола б. ч. устанавливается вертикально в т. н. литейной яме с днищем внизу. Ствол отлива,ют в виде сплошной болванки или с сердечником. Сплошная болванка д. б. изготовлена с наружными размерами несколько большими размеров ствола, и материал, расположенный по ее сердцевине вдоль оси, удаляется при дальнейшем высверливании. Сплошные болванки изготовляются в глиняных или песчаных формах, а в настоящее время часто и в чугунных формах. Для получения глиняной формы модель ствола выполняют из соответственно толстого деревянного вала, поверхность которого покрывают зеленым мылом для легкости вынимания в дальнейшем из глины, и затем крепко обматывают несколькими свеже скрученными жгутами из сухой травы до диаметра на 1,5--2 см
большего диаметра отливки. При непрерывном вращении покрывают деревянную модель равномерно слоем жирной глины и затем просутпивают в сушильной камере в течение 6--12 час. После того как слой глины совершенно высох, при непрерывном вращении формы накладывают второй слой, состоящий из равных частей глины и конского навоза, пользуясь шаблоном для проверки по размерам отливаемой болванки ствола. Этот слой опять хорошо просушивают, затем накладывают третий слой из очень тонкой глины. Трещины, к-рые могут появиться после просушки, затирают и покрывают всю поверхность смесью из древесной золы и молока или из графита и молока. Для цапф вытачивают деревянные модели и укрепляют их гвоздями в соответствующих местах глиняной модели. Приготовленная т. о. модель д. б. хорошо высушена, затем обкладывают ее 5--6 слоями сырой мелкой глинистой земли, образуя форму толщиной в 5--8 см,
в зависимости от величины ствола. Каждый слой просушивают отдельно. Чтобы придать форме нужную жесткость, ее скрепляют железными кольцами и стержнями. После этого вынимают деревянный вал (модель), затем жгуты и выколачивают наконец глиняный слой модели. Форму опять хорошо просушивают и обжигают дровами или древесным углем. После обжигания внутреннюю поверхность покрывают смесью из древесной золы и молока или из графита и молока, просушивают и плотно затрамбовывают форму в литейной яме сырым песком. Хорошая трамбовка является безусловно необходимой, т. к. при рыхлом влажном песке жидкий металл легко может проникнуть где-либо через возможные трещины формы в песок и вызвать взрыв. Сырой песок применяется для затрамбовки потому, что он лучше отводит тепло расплавленного металла и плотнее трамбуется, чем сухой песок. Если применяется формовка в песке, то необходимы железные или чугунные опоки и деревянная или металлич. модель. Для удобства выемки из формы модель разрезается на столько частей, как этого требует внешний вид отливаемого ствола. Тончайший мелкозернистый глинистый песок набивается плотно между стенками модели и опоки. Когда формовка закончена, отдельные опоки разбирают, части модели вынимают и форму просушивают в сушильной камере. Для того чтобы песчаные поверхности формы не прилипали к отливке, их покрываютнесколько раз смесью из молока и древесной золы, или из молока и графита, или сажи. Глиняная формовка не требует больших затрат. Песчаная формовка вначале дороже из-за изготовления модели и нек-рого количества опок, но при производстве значительного количества стволов одного и того же образца эти расходы выравниваются расходами на повторное изготовление модели для каждой штуки изделия при глиняной формовке. С научной точки зрения глиняная формовка предпочтительнее песчаной, по крайней мере в том случае, если при последней применяются опоки, вмещающие не очень толстый слой песка. Размеры глиняной формы не изменяются совсем или изменяются лишь очень немного, в то время как заложенные в железные опоки песчаные формы расширяются очень значительно, как только тепло залитого в форму металла достигнет железа опоки. Это можно заметить по разрывам связывающих опоки болтов.
Л и т ь е (отливка).
При литье безусловно необходим прилив п р и б ы л и, т. е. добавка куска определенной длины сверх собственной длины ствола. Независимо от того, что при благоприятной установке формы в прибыли должны собираться попавшие в форму загрязняющие примеси и шлаки, прибыль своим весом производит вовремя застывания металла значительное общее сдавливание отливки и оказывает давление на ее внутреннюю часть (особенно если поверхность литника долгое время поддерживается в жидком состоянии помощью раскаленного древесного угля), вследствие чего застывающая от периферии отливка может получить добавочный металл из прибыли в свою внутреннюю часть соответственно происходящей усадке металла. Уплотнением отливки предотвращается возникновение пустот и образование менее плотного металла в сердцевине отливки самого ствола. При литье ствола с сердечником благодаря более быстрому охлаждению стенок канала достигается и ббльшая твердость, обеспечивающая менее быстрый их износ. Процесс отливки почти такой же, как и для сплошной болванки. Как только металл приобретает в плавильной печи надлежащий состав и t
(бронза 1 500 град., сталь 2 250 град.), его выпускают в форму. После охлаждения заполненную металлом форму извлекают из литейной ямы и снимают форму. Для стволов из литой стали, которые выпускаются з-дом Круппа, металл расплавляют в тиглях, отливают в цилиндрич. форму, соответствующую по величине отливаемому стволу, и в раскаленном состоянии приводят к нужной внешней форме под паровым молотом или под гидравлич. прессом. При бронзовом литье бронзу льют в железные формы (изложницы) с сердечником. Сквозь высверленный ствол прогоняют стальные пуансоны под гидравлич. давлением и вследствие того, что пуансоны имеют постепенно увеличивающиеся диаметры, канал ствола расширяется, и т. о. стенки ствола уплотняются до однородного состояния. С увеличением калибров и силы выстрела быстро уменьшается долговечность ствола, т. е. число выстрелов, к-рые м. б. сделаны до приведения ствола в негодное состояние. Полевые пушки выдерживали несколько тысяч выстрелов, а немецкую дальнобойную парижскую пушку пришлось рассверливать после нескольких выстрелов. Разгар ствола является главнейшею причиною его изнашивания; порох с большим содержанием нитроглицерина повидимому особенно способствует разгару. Хорошо сдерживающий газы ведущий поясок снаряда повышает продолжительность службы орудия (число выстрелов), уменьшая разгар. Для металла ствола орудия однородность и отсутствие пористости имеют такое же значение, как и химич. состав. Воздействия разного рода причин на долговечность ствола научно еще не выяснены и указываются лишь практически. Генстенберг.
О б р а б о т к а б о л в а н к и.
От верхней части слитков отрезаются в отброс прибыли: 1) от слитков, отлитых широким концом книзу, для сплошных поковок не менее 25 % от веса слитка; 2) от слитков, отлитых широким концом кверху, для сплошных поковок не менее 20% от веса слитка.От нижней части слитков отрезается в отброс не менее 2% от веса слитка. От болванки, подлежащей ковке на оправке, вес прибыли вместе с весом высверленного металла д. б. не менее 25% от веса всей болванки. Удаление верхней и нижней части слитка производится по усмотрению завода обрубкой в горячем состоянии или отрезкой в холодном. Достаточность отреза прибыли поверяется при удалении концов от заготовки после первых переходов механическ. обработки до сверления: на срезах заготовок не д. б. видимых следов усадочных раковин, осевой рыхлости, пузырей, трещин и плен. Если эти недостатки будут найдены на срезе, то отрезается еще один или несколько раз столько металла, чтобы не было заметно указанных выше недостатков. Следы усадочных раковин и рыхлости металла допускаются лишь в тех заготовках, в к-рых они могут быть удалены при высверливании центральной части. При изготовлении орудийных поковок отношение площади поперечного сечения литой болванки к откованной из нее поковки д. б. не менее 2,5 для труб и не менее 2 для цилиндров. При ковке на стержне толщина стенки болванки д. б. уменьшена вдвое. В случае осадки болванки площадь последней считается по наименьшему сечению, получившемуся при осадке болванки. Полуфабрикаты, откованные для изделий фигурного (не цилиндрического) наружного очертания, должны иметь наружную форму, исключающую (по возможности) перерез волокон стали.
V. Термическая обработка,
а) Все главные орудийные части д. б. подвергнуты термич. обработке в порядке, установленном технологич. процессом; отпуск д. б. при t
не ниже 500 град.. Все отдельные мелкие части, входящие в состав стволов, д. б. употребляемы в дело в отожженном виде, если не подвергались закалке и отпуску, б) Термически необработанные полуфабрикаты после каждой правки (под прессом, молотом или другим способом) подвергаются повторной закалке с отпуском или одному отпуску с последующим производством механическ. испытаний. Если полуфабрикаты, подвергаемые правке, уже не имеют запаса по длине, необходимого для производства механич. испытаний, то правку их можно допустить в виде исключения, но при условии нагрева до t
не выше 450 град. и при условии последующего испытания таковых по способу Бринеля, Роквелла или другим методом перед правкой и после правки. Эти пробы производятся по одной и той же производящей по всей длине изделия на определенных местах. Если заметных изменений механич. качеств металла от правки не произойдет, то изделие м. б. допущено для дальнейшей обработки, в) Исправления пороков металла или недостатков обработки заливкой, заваркой или зачеканкой ни в коем случае не допускаются.
М е х а н и ч е с к и е и с п ы т а н и я.
а)Все главные орудийные части подлежат испытанию механич. качеств. Как общее правило испытаниям подвергаются бруски, вырезанные из колец в тангенциальном направлении (поперечные); исключения допускаются для изделий с малой толщиной (например лейнеры для орудий малых калибров). В тех случаях, когда части орудий подвергаются механич. испытаниям только в определенном числе от партии или заготовки, предназначенной на несколько частей, каждая часть предварительно испытывается по способу Бринеля, Роквелла и др. для выбора наиболее сомнительной части; последняя и подвергается установленным механич. испытаниям, б) При производстве механич. испытаний на растяжение обязательному определению подлежат следующие величины, к-рые являются решающими для суждения о годности металла: предел упругости, сужение площади поперечного сечения, сопротивление удару надрезанного бруска (проба Шарпи). Кроме того записывается состояние наружной поверхности бруска после разрыва, а также замеченные литейные и другие пороки металла, в) Орудийная сталь в тангенциальных образцах должна показывать механич. свойства, приведенные в табл. 3.
М а р к и р о в к а.
1) В переходах производства ставятся клейма: а) на слитках: номер плавки и номер слитка по порядку разливки; б) на полуфабрикатах, законченных термо-механич. обработкой: порядковый номер изделия (по каждому виду изделий), номер плавки, номер слитка и номер части из слитка; нумерация ведется от нижней части слитка. 2) На полуфабрикатах, выдержавших контрольное испытание, ставятся соответствующие клейма: контрольного отдела з-да, представителя заказчика, если данный полуфабрикат был им проверен, марка стали.
Отбор проб: а) О т р е з к а к о л е ц
и д и с к о в д л я п р о б н ы х б р у с к о в
. Все полуфабрикаты должны иметь припуски на концах, достаточные для производства контрольных испытаний; форма и размеры поперечного сечения припусков д. б. как общее правило такие же, как и у соответствующих концов полуфабриката. Но когда концы полуфабриката имеют сложное очертание (не тела вращения), припуски для контрольных испытаний допускаются в виде кругового цилиндра, диаметр которого равен наименьшему поперечнику соответствующего цилиндрич. конца полуфабриката. Указанное относится как к полуфабрикатам, законченным термо-механич. обработкой (или литым), так и к прошедшим черновую механич. обработку под закалку. Для взятия пробных брусков от полуфабрикатов, имеющих форму полых цилиндров, отрезаются поперечные кольца; перед отрезкой такого кольца отбрасывается отрезок шириной (с прорезом) не менее половины толщины стенки полуфабриката. В толщину отрезаемой части входят все диски, отрезаемые для заводских испытаний. Если поковка имеет вид сплошного цилиндра,то от испытуемого конца этого цилиндра перед отрезкой диска отбрасывается отрезок по длине не менее 1/4 диаметра для орудий более 152-мм калибра и не менее 1/3 диаметра для орудия 152-мм калибра и ниже. При взятии брусков для повторного испытания следующее кольцо или диск отрезается рядом, если не было повторной термич. обработки изделий. Если же повторное испытание производится после промежуточной термич. обработки, то следует вновь отбросить концевой отрезок, как указано выше. Толщина отрезаемого для испытаний кольца или диска д. б. такова, чтобы из них могли выйти пробные бруски требуемых размеров.
б) В ы р е з а н и е б р у с к о в
. Бруски для механич. испытаний вырезаются из колец в тангенциальном направлении так, чтобы крайняя обращенная к каналу сторона каждого бруска была направлена приблизительно по касательной к той окружности поперечного сечения, к-рая придется в окончательно отделанном изделии на поверхности его канала. Оси брусков, намеченных к вырезке из колец, должны составлять приблизительно или правильный тр-к, или квадрат, или мн-к. Нумерация вырезаемых брусков производится по порядку по часовой стрелке, если смотреть от казенной части к дульной. При всех повторных испытаниях одноименные бруски должны располагаться по одним и тем же производящим, для чего на наружной поверхности припусков полуфабрикатов д. б. обозначена глубокими кернами производящая, которая соответствует середине бруска. Для изделий с малой толщиной стенки (напр, лейнеры для орудий малых калибров), от к-рых невозможно получить тангенциальные бруски необходимой длины, для определения предела упругости допускается пользование продольными брусками, параллельными оси изделия. В таких случаях определение предела упругости производится на продольных брусках, а прочие характеристики механич. качеств определяются на тангенциальных брусках. Продольные бруски, являющиеся дополнительными, вырезают из следующего отрезаемого от полуфабриката кольца так, чтобы оси брусков лежали в середине стенки изделия. Число и расположение продольных брусков д. б. такие же, как и у соответствующих тангенциальных. Число и тип брусков от каждого испытуемого диска устанавливаются в зависимости от калибра орудия. Методы испытаний, а) Полуфабрикаты, предъявляемые к контрольным испытаниям, подвергаются поверке на ликвацию; анализ делается на углерод, фосфор и серу. Проба для анализа берется из кольца или диска, отрезанного от прибыльного конца полуфабриката. Число полуфабрикатов от каждой плавки, подвергаемых поверке на ликвацию (по Бауману или другим способом), при установившемся ходе производства не должно превышать 3 % от числа всех полуфабрикатов данной плавки, б) Механич. качества полуфабрикатов определяются испытанием пробных брусков, вырезанных из припусков. На соответствующих машинах и приборах производятся следующие испытания: 1) разрыв брусков нагрузкой, медленно возрастающей; 2) испытание надрезанных брусков ударом (проба Шарпи); 3) испытание брусков и полуфабрикатов на твердость по методу Бринеля, Роквелла и др. Допускаемая машинами и приборами ошибка не должна превышать 2%, в противном случае таковые подлежат исправлению, или же в показаниях машин ошибка их должна учитываться, в) Изделия, длина которых в чистом виде превышает 600 мм,
подвергаются испытаниям с обоих концов; при меньшей длине-- с одного конца. Изделия короче 600 мм,
изготовляемые по нескольку штук из одного и того же слитка, но подвергаемые тепловой обработке раздельно, испытываются каждое с одного конца. Если же изделия короче 600 мм
подвергаются тепловой обработке в виде общей заготовки, то такая заготовка испытывается с двух концов, причем полученные результаты испытаний относятся ко всем изделиям, на к-рые эта заготовка будет разрезана, г) При испытании пробных брусков на удар определяется сопротивление удару (работа, затраченная на излом брусков в к
г
м),
отнесенное к площади поперечного сечения бруска в месте надреза, выраженной в см2
. Кроме того в журнале испытания отмечаются особенности, замеченные в изломе и на боковой поверхности бруска. При испытании бруски располагаются свободно на двух опорах; середина надреза должна приходиться против середины ножа. Расстояние между опорами должно равняться учетверенной стороне квадратного бруска, д) В случае сомнительных результатов механич. испытаний допускается повторить таковые не свыше двух раз. Результаты третьего испытания считаются окончательными. При производстве повторных испытаний руководствуются следующим: 1) если между двумя испытаниями производилась повторная термич. обработка изделия, то механич. испытания производятся полностью, как и при предъявлении в первый раз; 2) если промежуточной тепловой обработки не было, то повторные испытания производятся только от того конца изделия, который оказался сомнительным, причем при недостаточной величине предела упругости повторное его определение производится на всех брусках, подлежащих испытанию на растяжение. В случае неудовлетворительного исхода только ударной пробы, для повторного испытания вырезаются из кольца или диска только три бруска для испытания на удар. Если неудовлетворительные результаты испытаний сопровождаются еще и наличием на двух или более пробных брусках пороков металла (трещины, расслоения, плены, пузыри, песочины, флокены), то повторное испытание от соответствующего конца изделия д. б. сделано в удвоенном количестве, для чего от испытуемого конца изделия берутся два новых кольца или диска.
Многочисленные армии и флоты, постоянно участвовавшие в бесконечных европейских войнах, требовали постоянного и непрерывного пополнения оружием, боеприпасами, амуницией. В экономиках стран Европы к середине XVIII века стали намечаться тенденции, которые будут сопровождать все грядущие крупные войны XIX и XX веков. Речь идет о техническом прогрессе, о том, что именно стало его определять. В целом, технический прогресс стал заметно смещаться к тем отраслям промышленности, которые были связаны с удовлетворением потребностей флотов и армий, особенно в производстве вооружения. В рассматриваемый период военная продукция, заказываемая армиями и флотом, стала приобретать явные черты простоты. Военные заказы состояли из ограниченного числа неизменных типов орудий, снарядов, стрелкового и холодного оружия. В то время европейская военная промышленность (в первую очередь Англии и Франции) представляла собой мануфактурное производство, обыкновенно устроенное как технологическая цепочка, где цеха и мастерские располагались последовательно в порядке технологии изготовления всех частей оружия вплоть до окончательной сборки и отделки. В подобной схеме уже вполне прослеживалось будущее конвейерное производство (которое по-настоящему сформируется лишь к началу XX века).
Главным нововведением в производстве артиллерийских орудий стал переход от разовой неразъемной модели к многоразовой разъемной. Вместо деревянных моделей для отливок начали применять латунные и чугунные. Старый способ отливки пушек (когда пушку отливали целиком вместе с каналом ствола) заменяется новым, при котором орудия отливаются в виде сплошной болванки, а затем в ней высверливается канал ствола. В результате применения сверления канал ствола получался очень ровным, его поверхность оказалась чистой (то есть без шероховатостей, наплывов и провалов, характерных для литой поверхности). Такой метод получил название «глухого» и сохранялся до конца XIX века.
Способ сверления канала ствола тоже претерпевал весьма важные изменения. Старые вертикально-сверлильные станки (раньше станки их называли «машинами») заменялись горизонтально-сверлильными. В чем тут выгода? Дело в том, что при вертикальном положении рассверливаемого ствола сверло находилось все время под значительным давлением оседающего на него ствола и очень часто ломалось, заготовка с обломком сверла при этом обычно оказывалась испорченной и выбраковывалась, а это немалые деньги. При горизонтальном же расположении ствола он надежно крепился на специальных салазках, а сверло, не испытывая более излишних нагрузок, позволяло оперировать режимами механообработки в широком диапазоне, что значительно улучшало качество обработки.
Позже сверлильную машину еще усовершенствовали. Теперь сверло уже не вставляли в гнездо вала водяного колеса, а крепили на специальной тележке, надвигающейся на вращаемый водяным колесом или паровой машиной ствол по направляющим рельсам.
Сложной была обработка орудийных цапф (выступов ствола, которыми орудие крепится к лафету). Ранее их обрабатывали вручную, на что уходило до 5-6 дней. Первые машины для обточки цапф, действовавшие от водяного колеса, появились во второй половине XVIII века. За сутки на такой машине обрабатывали до 5 орудийных стволов. Позже вместо водяного движителя были применены паровые машины.
Надо сказать, что уже в первой половине XVIII века в Европе начинают все большее развитие получать именно паровые машины. Особенно бурно этот процесс шел в Англии, технологически значительно опережавшей все прочие государства в мире. Здесь водяное колесо заметно сдало свои позиции, хотя им еще пользовались на предприятиях, расположенным по берегам рек, как дармовым источником энергии (для паровой машины нужны были дрова или уголь, причем в значительных количествах).
Из чего же делали артиллерийские орудия? Небольшую часть пушек делали из чугуна, но эти орудия были тяжелы, поскольку чугун – металл хрупкий и чувствительный к ошибкам при отливке, поэтому приходилось делать толстые стенки ствола с запасом, дабы снизить риск его разрыва при выстреле. Основную массу орудий делали из бронзы. Бронза прекрасно лилась (т. е. хорошо затекала в формы, равномерно остывала без сильных усадок, образования раковин и иных скрытых дефектов), а, кроме того, она замечательно подходила для механообработки и, по сравнению с чугуном, была менее подвержена риску разрыва. Бронзовые пушки были меньшей массы, нежели чугунные. Но, тем не менее, на практике ресурс бронзовых орудий был невысок: из-за накапливавшихся усталостных изменений в металле орудия разрывались на 500-600-м выстреле. С этим приходилось мириться, поскольку иных материалов, пригодных для изготовления орудий, в то время не было.
Кстати, бронза как сплав меди и олова для пушек несколько отличался от той бронзы, из которой делали холодное оружие или бытовые предметы, этот сплав назывался «артиллерийской бронзой» или «артиллерийским металлом» и состоял из 89-92% меди и 8-11% олова (чем больше калибр орудия, тем меньше олова).
Иной читатель спросит - а как же железо, сталь? Да, сталь хоть и была известна, но пушек из нее делать еще не умели. Основная проблема была в очень высокой прочности стали, что вызывало большие трудности для ее механообработки. Поэтому вплоть до второй половины XIX века, когда появились первые стальные пушки системы Армстронга , все пушки делались из бронзы и чугуна.
Справедливости ради надо сказать, что попытки создать стальную пушку все же предпринимались. Например, в России такая пушка была создана инженером Яковом Зотиным на Нижнеисетском заводе, единственном в то время в России предприятии, где было организовано производство стали. Зотин организовал работы по отковке орудия, используя для этого молотовые горны и водяные молоты «со стальной наваркою» . Для сверловки канала ствола использовался вертикально-сверлильный станок, а для обработки наружной поверхности ствола - токарный. К маю 1812 года пушка была готова. Это было стале-слоистое нарезное 3-фунтовое орудие. Но артиллерийский приемщик отказался его принять как «не предусмотренное высочайшей инструкцией» . В сентябре того же года было готово второе орудие, изготовленное на этот раз в точном соответствии с инструкцией - оно было гладкоствольным. Орудие, по отзыву приемщика, было «ковкою весьма хорошо, может выдержать и ночное действие» . Орудие было принято и отправлено в Петербург, где получило высокую оценку. Особенно Артиллерийский департамент поразило то, что орудие обходилось очень дешево. Но принимать его на вооружение не поспешили. Более того, в 1824 году А. А. Аракчеев «лично изъяснил его императорскому величеству, что железные пушки никогда не смогут быть столь удобны к действовию и в изготовлении, как медные» .
В этом месте многие учебники по русской истории с горечью сообщают, что «использование стальных орудий в русской артиллерии было задержано на 30 лет» . А мы давайте попробуем не осуждать «глупых» чиновников во главе со «сумасбродным» Аракчеевым, как его те же учебники имеют обыкновение припечатывать, а понять, почему отказались от, казалось бы, такой перспективной артсистемы?
В этом был резон: изготовить одно нарезное орудие было куда проще, чем наладить массовый выпуск не только нарезных пушек, но и совершенно новых боеприпасов к ним. Ведь старые боеприпасы от гладкоствольной артиллерии совершенно не подходили для стрельбы из нарезного орудия. Если кто-то думает «да чего там, взяли, да и перешли от круглых ядер на обычные снаряды», то глубоко ошибается. Баллистика – это целая наука. Как заставить снаряд лететь не просто по заданной траектории, но еще и определенным образом направленным? Ядро круглое и нам все равно каким боком оно летит: у него все бока одинаковые. Веретенообразный снаряд имеет иную форму и должен лететь именно носом вперед, а не боком и не донцем. Если орудие нарезное, то снаряд в полете крутится. Как заставить его нос при этом не описывать конус из-за плохой симметрии? Какой длины надо делать снаряд? Какой формы он должен быть? Как обеспечить хорошее прилегание снаряда к стенкам канала ствола и в то же время чтобы его там не заклинивало при малейшем перекосе?
Это сегодня у нас есть все ответы, а тогда это еще только предстояло придумать, испытать, натолкнуться на массу проблем, решить эти проблемы, натолкнуться на следующие проблемы, решить и их, и только после этого приступать к перевооружению армии. И что же? Заниматься всем этим в условиях уже шедшей крупной войны с Наполеоном и при явной угрозе вторжения наполеоновской армии в Россию? Так что зря наши учебники занимаются поиском дураков, мол, предки наши были болванами и не понимали очевидных преимуществ. Не были они болванами, а, в отличие от нас, видели и понимали еще много такого, что мы сегодня упускаем из виду, или просто не знаем.