Пневматическая / динамитная пушка Д.М. Мэффорда (США)
В конце XIX века появление новых технологий позволило добиться заметного роста характеристик артиллерийского вооружения. Попытки использования новых идей, решений и технологий привели к появлению массы новых конструкций, в том числе и необычных. Пожалуй, самым интересным направлением развития артиллерии стали т.н. динамитные орудия. Автором оригинальной идеи, лежавшей в основе такого вооружения, был американский изобретатель Дэвид М. Мэффорд.
Будущий автор нескольких образцов перспективных артиллерийских систем работал школьным учителем, однако проявлял большой интерес к вооружениям. Еще в 1862 году, во время Гражданской войны, энтузиаст-оружейник Д.М. Мэффорд предложил оригинальную конструкцию артиллерийского орудия. Для экономии пороха предлагалось использовать пневматический принцип метания снаряда. Со стволом орудия должна была сопрягаться паровая система, обеспечивающая необходимое давление позади снаряда. В теории подобное оружие могло вести огонь существующими и специальными снарядами, работая наравне с традиционной пороховой артиллерией.
Насколько известно, Д.М. Мэффорд построил опытный образец своей паровой пушки и представил его военным. Изделие испытали на полигоне, выявив его положительные и отрицательные качества. В первую очередь, было установлено, что предложенная пушка не может показывать высокую начальную скорость снаряда. Как следствие, дальность стрельбы оставляла лучшего. Не была высокой и точность попаданий. Изделие с подобными низкими характеристиками не представляло интереса для армии, из-за чего от проекта отказались. Оригинальная, но не слишком успешная идея, была забыта на два десятилетия.
Общая схема орудия. Страница из патента
В конце шестидесятых годов позапрошлого века Альфредом Нобелем был изобретен динамит. Эта взрывчатая смесь была заметно мощнее существующих порохов, из-за чего представляла большой интерес для военных. В частности, оснащение артиллерийских снарядов динамитом вместо пороха позволяло значительно повысить их могущество. Тем не менее, применение подобных снарядов с существующими пушками не представлялось возможным. Вместе с высокой мощностью взрыва динамит и смеси на его основе имели высокую чувствительность. Таким образом, подрыв метательного заряда мог спровоцировать взрыв снаряда с разрушением орудия и фатальными последствиями для расчета.
Решение имеющейся проблемы появилось только в начале восьмидесятых годов. Предложил его изобретатель Д.М. Мэффорд, пневматическую пушку которого ранее отвергли военные. По расчетам оружейника, для метания динамитного снаряда без сильного толчка, способного привести к детонации, следовало использовать пневматическое орудие. При правильном подборе систем создания давления можно было достичь требуемых параметров скорости снаряда и дальности стрельбы, а также избавиться от имеющихся рисков.
На основе оригинальной идеи Д.М. Мэффорд разработал полноценный проект артиллерийского орудия, который вскоре стал предметом патента. Права изобретателя на эту разработку были закреплены американским патентом за номером US 279965, выданным 26 июня 1883 года. Примерно в одно время с получением патента изобретатель предложил свой проект американской армии, проявлявшей определенный интерес к перспективным вооружениям.
Перспективное орудие конструкции Д.М. Мэффорда должно было состоять из нескольких основных составляющих. Для отправки снаряда в направлении цели предлагалась артиллерийская часть, состоящая из ствола и лафета. За передачу снаряду энергии должна была отвечать пневматическая часть. Конструкция артиллерийской части должна была разрабатываться в соответствии с требованиями заказчика, получать ствол нужного калибра и обеспечивать его наведение в двух плоскостях. При этом можно было использовать самые разные варианты крепления ствола и других деталей, отвечающие прочностным и другим требованиям.
Характерной чертой динамитного орудия должна была стать большая длина ствола. По расчетам автора проекта, разгон снаряда при помощи сжатого газа осуществлялся медленнее, чем в случае с пороховым метательным зарядом. По этой причине для передачи требуемой энергии снаряду требовался ствол увеличенной длины. К примеру, орудие калибра 12 дюймов (305 мм) нуждалось в стволе длиной 50 футов (15,24 м) – примерно 50 калибров. При меньшей длине ствола характеристики снаряда могли быть недостаточными.
Артиллерийская часть орудия должна была использовать заряжание с казенной части. Для этого ствол можно было оснащать затвором любой подходящей конструкции. Важной особенностью затвора должна была стать система подачи сжатого газа. Через сквозное отверстие в затворе внутренний объем канала ствола должен был соединяться с гибким шлангом. Последний предназначался для связи артиллерийской части и газового баллона.
Патент US 279965 предлагал использовать в качестве основы пневматической части баллон необходимого объема с набором штуцеров для соединения с другими агрегатами орудия. На чертеже, приложенном к патенту, был изображен баллон с двумя патрубками для шлангов и одним, предназначенным для установки манометра. При помощи последнего предлагалось контролировать давление в баллоне. На обоих штуцерах баллона помещались управляемые вручную запорные клапаны для контроля за работой пневматической части и произведения выстрела.
К входному патрубку газового баллона планировалось присоединять компрессор на основе парового двигателя. В «патентной» версии это устройство представляло собой систему из двух компонентов. Первый представлял собой малогабаритный паровой двигатель, нуждающийся в подаче пара от отдельного котла. Второй элемент являлся собственно компрессором поршневого типа с горизонтальным расположением цилиндра. Задачей компрессора была подача атмосферного воздуха в газовый баллон с созданием давления, необходимого для произведения выстрела.
Принцип работы пневматического / динамитного орудия конструкции Д.М. Мэффорда был достаточно прост. Для подготовки пушки к стрельбе следовало подать пар на двигатель компрессора и дождаться, когда последний создаст требуемое давление в газовом баллоне. После этого компрессор можно было отключить или перекрыть подачу воздуха в баллон, что позволяло сохранить давление в нем на нужном уровне. С точки зрения заряжания орудие мало отличалось от других артиллерийских систем того времени. Следовало открыть затвор, поместить затвор в камору, затем запереть ствол и выполнить наведение. При этом между донцем снаряда и передней частью затвора должно было оставаться небольшое пустое пространство.
При открытии «боевого» клапана сжатый воздух из газового баллона с требуемым давлением должен был поступать в заднюю часть канала ствола и толкать снаряд. За счет полости между снарядом и затвором давление в канале ствола должно было подниматься без резких скачков. Проходя по стволу, боеприпас должен был развивать требуемую скорость и приобретать вращение, необходимое для стабилизации в полете. Важной особенностью такого способа метания снаряда, как утверждал изобретатель, должно было стать отсутствие значительных толчков, способных привести к детонации динамитного заряда.
Предложенная конструкция артиллерийского орудия имела несколько основных плюсов. Прежде всего, положительной чертой было отсутствие значительных рисков подрыва снаряда в стволе. Также утверждалось, что орудие не будет показывать какой-либо заметной отдачи. Кроме того, разработанная архитектура могла быть адаптирована под различные калибры и типы снарядов. Для этого следовало создать соответствующую артиллерийскую часть и соединить ее с баллоном нужной емкости и прочности, оснащенным компрессором. Таким образом, появлялась возможность разработки береговых и корабельных орудий высокой мощности с высоким могуществом снарядов.
Одновременно с этим присутствовали определенные недостатки. Главная проблема проекта была связана с использованием крупной и тяжелой пневматической части. Наличие баллона и компрессора, требующего подачи пара, ограничивало сферы применения нового вооружения. В частности, полностью исключалась возможность разработки легких буксируемых систем для сухопутных войск. Тем не менее, такой недостаток не посчитали критическим. Недоступную для динамитного орудия Д.М. Мэффорда нишу могли по-прежнему занимать «пороховые» пушки.
В 1883 году изобретатель построил опытный образец своей пушки, который планировалось продемонстрировать потенциальному заказчику в лице американской армии. От прототипа не требовались высокие характеристики и значительное могущество снаряда, из-за чего он имел достаточно скромные размеры и небольшой калибр. Тем не менее, несмотря на это, опытная динамитная пушка Д.М. Мэффорда получила весь набор необходимого оборудования, от ствола с лафетом до компрессора с паровым приводом.
Опытная пушка получила ствол калибра 2 дюйма (50,8 мм) и длиной 28 футов (8,53 м) – 168 калибров. Ввиду отсутствия высокого давления в канале ствола и взрывного роста нагрузок, свойственных пороховой артиллерии, ствол был выполнен из латуни и имел стенки толщиной всего 0,25 дюйма (6,35 мм). Таким образом, ствол орудия был значительно легче и проще в производстве в сравнении с аналогичными агрегатами для пушек «традиционной» конструкции. Тем не менее, во избежание изгибов латунный ствол пришлось оснастить длинной жесткой опорой.
Пушка Э. Залински на испытаниях. Фото Zonwar.ru
Хранить сжатый воздух, необходимый для выстрела, предлагалось в металлическом баллоне объемом 12 куб. футов (339,8 л). При помощи имеющегося компрессора в баллоне должно было создаваться давление до 500 фунтов на кв. дюйм (34 атмосферы). Пневматическая и артиллерийская части соединялись простым резиновым шлангом. В качестве средства управления выстрелом использовался простой клапан типа задвижка. Поворот управляющей рукоятки приводил к перекрытию подачи газа или к ее возобновлению.
Для испытаний опытную пушку доставили в Форт Гамильтон, расположенный в Нью-Йоркской бухте. Ответственным за испытания был назначен Эдмунд Луи Грей Залински. Изобретатель и военные смонтировали опытную пушку и провели испытательные стрельбы. Проверки показали, что представленный опытный образец действительно способен решать возложенные на него задачи. Сжатый газ из баллона успешно проводил снаряд по стволу и выбрасывал его наружу. Принципиальная возможность использования нового оружия была доказана на практике.
Тем не менее, прототип не смог показать высокие характеристики. Почти все агрегаты орудия Д.М. Мэффорда имели те или иные недостатки, негативным образом сказывавшиеся на характеристиках всей системы в целом. Так, одноступенчатый компрессор с паровым приводом оказался слишком сложным в эксплуатации и непригодным для быстрого создания требуемого давления в баллоне. Кроме того, неудачной оказалась компоновка орудия, а имеющийся ствол не мог использоваться на практике.
По результатам испытаний было решено отказаться от предложения Д.М. Мэффорда. Представленный им образец не смог устроить военных по целому ряду причин. Дальнейшее развитие проекта посчитали нецелесообразным. Изобретатель-энтузиаст вновь не получил одобрения военных, а также остался без контракта на дальнейшую разработку пневматического / динамитного орудия. С такими печальными результатами ему пришлось возвращаться домой, в Огайо.
Проект Д.М. Мэффорда не заинтересовал потенциального заказчика и не получил прямого развития. Тем не менее, работы по созданию перспективного вооружения необычного класса продолжилось. Лейтенант Э. Залински в ходе испытаний ознакомился с оригинальным предложением, проявил интерес к нему, а затем занялся совершенствованием оригинальной конструкции. В течение нескольких следующих лет он в инициативном порядке улучшал конструкцию разработки Д.М. Мэффорда и постепенно повышал характеристики орудия. Уже в 1885 году ему удалось построить прототип со стволом калибра 8 дюймов (203,2 мм), способный отправлять 100-фунтовый снаряд (45,4 кг) на дистанцию в 2 мили. В отличие от первой разработки, проходившей испытания в 1883 году, новый образец имел все шансы заинтересовать армию и выйти из стадии разработки проекта.
По материалам:
http://douglas-self.com/
http://dawlishchronicles.com/
http://heliograph.com/
http://google.ru/patents/US279965
Будущий автор нескольких образцов перспективных артиллерийских систем работал школьным учителем, однако проявлял большой интерес к вооружениям. Еще в 1862 году, во время Гражданской войны, энтузиаст-оружейник Д.М. Мэффорд предложил оригинальную конструкцию артиллерийского орудия. Для экономии пороха предлагалось использовать пневматический принцип метания снаряда. Со стволом орудия должна была сопрягаться паровая система, обеспечивающая необходимое давление позади снаряда. В теории подобное оружие могло вести огонь существующими и специальными снарядами, работая наравне с традиционной пороховой артиллерией.
Насколько известно, Д.М. Мэффорд построил опытный образец своей паровой пушки и представил его военным. Изделие испытали на полигоне, выявив его положительные и отрицательные качества. В первую очередь, было установлено, что предложенная пушка не может показывать высокую начальную скорость снаряда. Как следствие, дальность стрельбы оставляла лучшего. Не была высокой и точность попаданий. Изделие с подобными низкими характеристиками не представляло интереса для армии, из-за чего от проекта отказались. Оригинальная, но не слишком успешная идея, была забыта на два десятилетия.
Общая схема орудия. Страница из патента
В конце шестидесятых годов позапрошлого века Альфредом Нобелем был изобретен динамит. Эта взрывчатая смесь была заметно мощнее существующих порохов, из-за чего представляла большой интерес для военных. В частности, оснащение артиллерийских снарядов динамитом вместо пороха позволяло значительно повысить их могущество. Тем не менее, применение подобных снарядов с существующими пушками не представлялось возможным. Вместе с высокой мощностью взрыва динамит и смеси на его основе имели высокую чувствительность. Таким образом, подрыв метательного заряда мог спровоцировать взрыв снаряда с разрушением орудия и фатальными последствиями для расчета.
Решение имеющейся проблемы появилось только в начале восьмидесятых годов. Предложил его изобретатель Д.М. Мэффорд, пневматическую пушку которого ранее отвергли военные. По расчетам оружейника, для метания динамитного снаряда без сильного толчка, способного привести к детонации, следовало использовать пневматическое орудие. При правильном подборе систем создания давления можно было достичь требуемых параметров скорости снаряда и дальности стрельбы, а также избавиться от имеющихся рисков.
На основе оригинальной идеи Д.М. Мэффорд разработал полноценный проект артиллерийского орудия, который вскоре стал предметом патента. Права изобретателя на эту разработку были закреплены американским патентом за номером US 279965, выданным 26 июня 1883 года. Примерно в одно время с получением патента изобретатель предложил свой проект американской армии, проявлявшей определенный интерес к перспективным вооружениям.
Перспективное орудие конструкции Д.М. Мэффорда должно было состоять из нескольких основных составляющих. Для отправки снаряда в направлении цели предлагалась артиллерийская часть, состоящая из ствола и лафета. За передачу снаряду энергии должна была отвечать пневматическая часть. Конструкция артиллерийской части должна была разрабатываться в соответствии с требованиями заказчика, получать ствол нужного калибра и обеспечивать его наведение в двух плоскостях. При этом можно было использовать самые разные варианты крепления ствола и других деталей, отвечающие прочностным и другим требованиям.
Характерной чертой динамитного орудия должна была стать большая длина ствола. По расчетам автора проекта, разгон снаряда при помощи сжатого газа осуществлялся медленнее, чем в случае с пороховым метательным зарядом. По этой причине для передачи требуемой энергии снаряду требовался ствол увеличенной длины. К примеру, орудие калибра 12 дюймов (305 мм) нуждалось в стволе длиной 50 футов (15,24 м) – примерно 50 калибров. При меньшей длине ствола характеристики снаряда могли быть недостаточными.
Артиллерийская часть орудия должна была использовать заряжание с казенной части. Для этого ствол можно было оснащать затвором любой подходящей конструкции. Важной особенностью затвора должна была стать система подачи сжатого газа. Через сквозное отверстие в затворе внутренний объем канала ствола должен был соединяться с гибким шлангом. Последний предназначался для связи артиллерийской части и газового баллона.
Патент US 279965 предлагал использовать в качестве основы пневматической части баллон необходимого объема с набором штуцеров для соединения с другими агрегатами орудия. На чертеже, приложенном к патенту, был изображен баллон с двумя патрубками для шлангов и одним, предназначенным для установки манометра. При помощи последнего предлагалось контролировать давление в баллоне. На обоих штуцерах баллона помещались управляемые вручную запорные клапаны для контроля за работой пневматической части и произведения выстрела.
К входному патрубку газового баллона планировалось присоединять компрессор на основе парового двигателя. В «патентной» версии это устройство представляло собой систему из двух компонентов. Первый представлял собой малогабаритный паровой двигатель, нуждающийся в подаче пара от отдельного котла. Второй элемент являлся собственно компрессором поршневого типа с горизонтальным расположением цилиндра. Задачей компрессора была подача атмосферного воздуха в газовый баллон с созданием давления, необходимого для произведения выстрела.
Принцип работы пневматического / динамитного орудия конструкции Д.М. Мэффорда был достаточно прост. Для подготовки пушки к стрельбе следовало подать пар на двигатель компрессора и дождаться, когда последний создаст требуемое давление в газовом баллоне. После этого компрессор можно было отключить или перекрыть подачу воздуха в баллон, что позволяло сохранить давление в нем на нужном уровне. С точки зрения заряжания орудие мало отличалось от других артиллерийских систем того времени. Следовало открыть затвор, поместить затвор в камору, затем запереть ствол и выполнить наведение. При этом между донцем снаряда и передней частью затвора должно было оставаться небольшое пустое пространство.
При открытии «боевого» клапана сжатый воздух из газового баллона с требуемым давлением должен был поступать в заднюю часть канала ствола и толкать снаряд. За счет полости между снарядом и затвором давление в канале ствола должно было подниматься без резких скачков. Проходя по стволу, боеприпас должен был развивать требуемую скорость и приобретать вращение, необходимое для стабилизации в полете. Важной особенностью такого способа метания снаряда, как утверждал изобретатель, должно было стать отсутствие значительных толчков, способных привести к детонации динамитного заряда.
Предложенная конструкция артиллерийского орудия имела несколько основных плюсов. Прежде всего, положительной чертой было отсутствие значительных рисков подрыва снаряда в стволе. Также утверждалось, что орудие не будет показывать какой-либо заметной отдачи. Кроме того, разработанная архитектура могла быть адаптирована под различные калибры и типы снарядов. Для этого следовало создать соответствующую артиллерийскую часть и соединить ее с баллоном нужной емкости и прочности, оснащенным компрессором. Таким образом, появлялась возможность разработки береговых и корабельных орудий высокой мощности с высоким могуществом снарядов.
Одновременно с этим присутствовали определенные недостатки. Главная проблема проекта была связана с использованием крупной и тяжелой пневматической части. Наличие баллона и компрессора, требующего подачи пара, ограничивало сферы применения нового вооружения. В частности, полностью исключалась возможность разработки легких буксируемых систем для сухопутных войск. Тем не менее, такой недостаток не посчитали критическим. Недоступную для динамитного орудия Д.М. Мэффорда нишу могли по-прежнему занимать «пороховые» пушки.
В 1883 году изобретатель построил опытный образец своей пушки, который планировалось продемонстрировать потенциальному заказчику в лице американской армии. От прототипа не требовались высокие характеристики и значительное могущество снаряда, из-за чего он имел достаточно скромные размеры и небольшой калибр. Тем не менее, несмотря на это, опытная динамитная пушка Д.М. Мэффорда получила весь набор необходимого оборудования, от ствола с лафетом до компрессора с паровым приводом.
Опытная пушка получила ствол калибра 2 дюйма (50,8 мм) и длиной 28 футов (8,53 м) – 168 калибров. Ввиду отсутствия высокого давления в канале ствола и взрывного роста нагрузок, свойственных пороховой артиллерии, ствол был выполнен из латуни и имел стенки толщиной всего 0,25 дюйма (6,35 мм). Таким образом, ствол орудия был значительно легче и проще в производстве в сравнении с аналогичными агрегатами для пушек «традиционной» конструкции. Тем не менее, во избежание изгибов латунный ствол пришлось оснастить длинной жесткой опорой.
Пушка Э. Залински на испытаниях. Фото Zonwar.ru
Хранить сжатый воздух, необходимый для выстрела, предлагалось в металлическом баллоне объемом 12 куб. футов (339,8 л). При помощи имеющегося компрессора в баллоне должно было создаваться давление до 500 фунтов на кв. дюйм (34 атмосферы). Пневматическая и артиллерийская части соединялись простым резиновым шлангом. В качестве средства управления выстрелом использовался простой клапан типа задвижка. Поворот управляющей рукоятки приводил к перекрытию подачи газа или к ее возобновлению.
Для испытаний опытную пушку доставили в Форт Гамильтон, расположенный в Нью-Йоркской бухте. Ответственным за испытания был назначен Эдмунд Луи Грей Залински. Изобретатель и военные смонтировали опытную пушку и провели испытательные стрельбы. Проверки показали, что представленный опытный образец действительно способен решать возложенные на него задачи. Сжатый газ из баллона успешно проводил снаряд по стволу и выбрасывал его наружу. Принципиальная возможность использования нового оружия была доказана на практике.
Тем не менее, прототип не смог показать высокие характеристики. Почти все агрегаты орудия Д.М. Мэффорда имели те или иные недостатки, негативным образом сказывавшиеся на характеристиках всей системы в целом. Так, одноступенчатый компрессор с паровым приводом оказался слишком сложным в эксплуатации и непригодным для быстрого создания требуемого давления в баллоне. Кроме того, неудачной оказалась компоновка орудия, а имеющийся ствол не мог использоваться на практике.
По результатам испытаний было решено отказаться от предложения Д.М. Мэффорда. Представленный им образец не смог устроить военных по целому ряду причин. Дальнейшее развитие проекта посчитали нецелесообразным. Изобретатель-энтузиаст вновь не получил одобрения военных, а также остался без контракта на дальнейшую разработку пневматического / динамитного орудия. С такими печальными результатами ему пришлось возвращаться домой, в Огайо.
Проект Д.М. Мэффорда не заинтересовал потенциального заказчика и не получил прямого развития. Тем не менее, работы по созданию перспективного вооружения необычного класса продолжилось. Лейтенант Э. Залински в ходе испытаний ознакомился с оригинальным предложением, проявил интерес к нему, а затем занялся совершенствованием оригинальной конструкции. В течение нескольких следующих лет он в инициативном порядке улучшал конструкцию разработки Д.М. Мэффорда и постепенно повышал характеристики орудия. Уже в 1885 году ему удалось построить прототип со стволом калибра 8 дюймов (203,2 мм), способный отправлять 100-фунтовый снаряд (45,4 кг) на дистанцию в 2 мили. В отличие от первой разработки, проходившей испытания в 1883 году, новый образец имел все шансы заинтересовать армию и выйти из стадии разработки проекта.
По материалам:
http://douglas-self.com/
http://dawlishchronicles.com/
http://heliograph.com/
http://google.ru/patents/US279965
Информация