История артиллерии. Вооружение. Тактика. Крупнейшие сражения. Начало XIV века – начало XX
Шрифт:
Существует два типа взрывателей с задержкой:
1. Задержка на время горения горючего материала, обычно это сложенный в кольцо шнур. Такие взрыватели называются взрыватели с «горящей» или «огнепроводящей» задержкой (ВГЗ).
2. Задержка, задаваемая таймером. Так называемые взрыватели с механической задержкой (ВМЗ).
То же для взрывателей ударного типа:
1. Взрыватели, срабатывающие от прямого удара бойка (огнестрельного оружия) или иглы – взрыватели прямого ударного типа (ВУТ).
2. Взрыватели, срабатывающие от смещения скользящего шарика относительно тела взрывателя – взрыватель инерционного типа (ВИТ).
Кроме того, иногда взрыватели оснащаются предохранителями, предотвращающими их срабатывание при транспортировке и хранении.
Ранняя история взрывателей начинается с попыток контролировать взрывы зарядов с помощью примитивных составов, природа которых была выше понимания современников.
Первое упоминание взрывателя относится к 1421 году. В описании осады крепости Св. Бонифация на Корсике встречается запись «трубка из листового железа, заполненная взрывчатым веществом». Усовершенствованный взрыватель появился в 1543 году, описываемый как полая цилиндрическая трубка, содержащая нечто вроде запала, с внешней резьбой под соответствующую резьбу в снаряде. К концу того же века губернатор Жемап изобрел взрыватель, состоящий из трубки, заполненной влажным порохом. Однако проведенные эксперименты показали, что такие взрыватели опасны, и от них вскоре отказались.
Взрыватели, используемые в XVI и XVII веках, представляли собой чугунные цилиндрики размером с палец, иногда больше, в зависимости от применения. Наполнялись они смесью селитры, серы и молотого пороха. Основной проблемой был способ воспламенения взрывателя, в
1. Взрыватель закладывался в отверстие заглушки ствола в сторону заряда.
2. Помещая просверленную деревянную заглушку с молотым порохом между снарядом и вставляемым взрывателем к выходу из ствола и зарядом таким образом, что порох воспламенял взрыватель.
3. Использование пушек с двумя запальными отверстиями: одно для заряда, второе для взрывателя, таким образом, чтобы можно было поджечь оба в быстрой последовательности.
4. Закладывание снаряда взрывателем вперед и воспламенение взрывателя запалом со стороны дула.
Вплоть до середины XVIII века канониры (пушкари) не понимали, что зазор в стволе между снарядом и его стенками был достаточно большим, чтобы вынесенный вперед взрыватель воспламенялся сразу же с воспламенением основного порохового заряда, пламя которого «обтекало» сам заряд.
Лишь в 1747 году стали использовать «одноподжоговый» запал. Такие взрыватели не имели иной системы задержки времени, кроме длины запального шнура и подбора взрывной смеси.
Взрыватель с таймером
Первым, кто выдвинул идею регулировать время срабатывания взрывателя, был Себастьян Халле (Sebastian Halle) в 1596 году. Однако он имел славу мечтателя, и его предложение оставалось незамеченным до 1682 года. Эффективность взрывателя с таймером определяется точностью отмера времени, поэтому отсутствие надежного прибора для его измерения, до изобретения часов в 1674 году [83] , было серьезным препятствием в этом вопросе. К середине XVIII века взрыватели в основном изготовлялись из древесины бука: буковая чурка высверливалась, заполнялась порохом и отрезалась до определенной длины, в зависимости от требуемого «времени задержки». Болезненный опыт показал, что на практике есть предел, ниже которого обрезать такой взрыватель небезопасно, что это может привести либо к осечке, либо к слишком раннему его срабатыванию. Чтобы исправить этот недостаток, в 1779 году были предложены и приняты к использованию в британских ВС три взрывателя, горевшие со скоростью 1 дюйм за 4, 4,5 и 5 секунд. Следующее усовершенствование было предложено капитаном Мерсером, о котором уже упоминали выше, при осаде Гибралтара. Он предложил применять взрыватели с расчетной задержкой времени. К концу 1819 года в британских ВС использовался 21 различный вариант взрывателей для шрапнельных, фугасных снарядов и снарядов мортир. Это показалось излишним, и в том же году была создана комиссия, чтобы рассмотреть вопрос столь большого разнообразия взрывателей, с целью сократить их число в целом, а для фугасных снарядов и снарядов мортир с пяти до трех. Хотя комиссия и признала эту проблему, однако она воздержалась от принятия таких рекомендаций по причине сложности утилизации имеющихся запасов снарядов. Приблизительно в это же время в армии было принято восемь типов взрывателей. Их спецификации были отмечены на шкале прицелов орудий, на ящиках и на них самих. 17 октября 1828 года было выдвинуто пред ложение сократить число взрывателей сферических снарядов с семи до трех. Хотя это предложение и было утверждено 19 ноября того же года, оно так и не было реализовано, и эти семь типов взрывателей оставались в войсках до 1850 года. В 1829 году металлические взрыватели с задержкой времени, более приемлемые для ВМС, были утверждены для использования на флоте. 25 ноября 1830 года число взрывателей для каждого типа снарядов было сокращено с восьми до четырех. В 1845 году была учреждена еще одна комиссия с целью упростить спецификацию взрывателей и сократить их число, но и эта комиссия не добилась желаемого результата. До середины XIX века никаких усовершенствований конструкций взрывателей не предпринималось. Участившиеся в этот период случаи отказов зарядов шрапнельных снарядов заставили вновь обратиться к этому вопросу, и 27 апреля 1849 года полковник Боксер предложил свои деревянные взрыватели для решения этой проблемы. В это время в армии использовались 19 типов взрывателей: 16 деревянных и 3 металлических. Из 16 деревянных 10 использовались для шрапнельных снарядов, 5 для мортир и 1 для ручных гранат. Все эти взрыватели подготавливались либо обрезкой требуемой длины, либо сверлением их дна, оставляя их содержимое свободно рассыпающимся. Боксер предложил избежать этого, просверливая отверстие в стенке. Такие взрыватели были подвергнуты жестким испытаниям, которые они прошли столь успешно, что Комитет по техническому перевооружению артиллерии рекомендовал их для снарядов всех пушек и гаубиц. Эти рекомендации были утверждены 2 сентября 1850 года. Такие взрыватели представляли собой деревянные конические капсулы с одним каналом для пороха и рядом отверстий с интервалом 0,2 дюйма. Для каждого снаряда делалось два взрывателя: один с нечетным количеством отверстий и второй – с четным. Отверстия располагались концентрически, и взрыватели прикрывались колпачками, окрашенными в белый цвет, – с нечетным количеством десятичных отверстий, и в черный – с четным количеством десятичных отверстий. 21 августа полковник Боксер предложил внести сюда некоторые незначительные изменения, адаптирующие их для головной части снарядов. В августе 1853 года был усовершенствован метод запала взрывателей. 21 декабря 1853 года был утвержден двухканальный взрыватель с однодюймовым композиционным отверстием для всех шрапнельных снарядов и двухканальный с двухдюймовым композиционным отверстием для фугасных и гаубичных снарядов. Это решение было реализовано, и 8 февраля 1854 года такие взрыватели поступили на вооружение. Головная часть снаряда, утвержденная в 1852 году, не только подвергала взрыватель опасности повреждения, но и легко выбивалась из посадочного места. Полковник Боксер предложил убрать взрыватели оттуда. Его предложение было принято 16 марта 1854 года. Взрыватель Боксера хотя и считался значительным шагом в их развитии, но у него оставался один значительный недостаток – нерегулярность горения. Летом 1854 года проводились эксперименты для выяснения причин этого недостатка. Было выявлено, что смазка, использовавшаяся при сверлении, впитывалась в дерево и засоряла состав ВВ. Последующее использование сухих сверл в значительной степени устранило этот недостаток, но теперь возникли проблемы с хранением конусных взрывателей. Они либо разбухали во влажной атмосфере и не вставлялись в снаряд, либо «усыхали», проникая слишком глубоко в снаряд, что приводило к преждевременному срабатыванию. Тогда 11 мая 1855 года полковник Боксер предложил увеличить угол конуса взрывателей всех фугасных снарядов, шрапнели и снарядов мортир. В тот же день Комитет по техническому перевооружению артиллерии рекомендовал использовать для взрывателей железные колпачки вместо используемых в то время бумажных колпачков. Оба этих новшества были утверждены 18 августа 1855 года – день, который можно считать официальной датой принятия взрывателей Боксера в их окончательном виде. Первый взрыватель Боксера с малым конусом на снаряде мортиры был применен 27 января 1855 года, и уже с 10 августа того же года он стал устанавливаться на снаряды пушек и гаубиц. Следующая модификация металлических взрывателей Боксера для ВМС была одобрена 21 января 1857 года. Было предложено два варианта взрывателей: на 20 и 7,5 секунды, но последний был одобрен лишь 22 февраля 1858 года. Они были несколько модифицированы и утверждены окончательно 11 августа 1859 года. Однако металл не был признан идеальным материалом для изготовления корпуса взрывателей, поскольку после недавних удачных модификаций деревянных взрывателей против них выдвигались те же аргументы, что в свое время выдвигались против использования деревянных взрывателей на море. Поэтому представленные 26 июня 1866 года металлические взрыватели с задержкой 9 секунд для дульнозарядных орудий и 7 июня 1867 года с задержкой 20 секунд для тех же орудий рассматривались как последние такие модификации. Было заявлено шесть преимуществ металлических взрывателей Боксера перед предшествующими вариантами взрывателей:
83
Механические часы были известны довольно давно, первые упоминания от якобы 578 г. (Византийская империя) до IX–X вв. Однако точностью они не отличались. В 1640 г. Галилей предложил конструкцию маятниковых часов. Изобретателем же современных механических часов является Гюйгенс. В 1657 г. он предложил маятник в качестве регулятора часового механизма. В усовершенствованных им в 1673 г. часах был применен маятник с горизонтальным шпинделем, что довело точность часов до сбоя всего 5—10 секунд в сутки. В 1675 г. Гюйгенс предложил в качестве регулятора систему баланс – спираль, что позволило создать точные переносные часы, удовлетворяющие требованиям мореходства (и не только). – Ред.
1. Гарантии от преждевременного срабатывания.
2. Улучшенная регулярность горения.
3. Повышенная безопасность подготовительных операций.
4. Упрощение подготовительных операций.
5. Значительное сокращение числа типов взрывателей.
6. Улучшенные общие характеристики.
Эпоха деревянных взрывателей была окончательно и триумфально установлена.
В целом процесс изготовления деревянных взрывателей был следующим.
Корпус делался из бука в форме усеченного конуса с усеченной вершиной, куда вставлялся запал. Внутренность высверливалась, обкладывалась бумагой и заполнялась смесью селитры, серы и молотого пороха. Отверстия в стенках, отмечающие десятые доли дюйма, заполнялись ружейным порохом (замазка, используемая в предыдущих моделях, была отменена). Днища пороховых каналов соединялись быстрогорящими огнепроводными шнурами, а на уровне верхнего отверстия состав присыпался молотым порохом, чтобы обеспечить точность на коротких расстояниях. Головную часть образовывала заглушка из пушечной бронзы, ввинчиваемая в верхнюю часть корпуса, на которую засыпалась смесь на один уровень с верхом взрывателя. Из центра этой заглушки выступал к низу медный штырь, обхватывающий часть быстрогорящего шнура, концы пропускались через два отверстия на стороне головной части. Быстрогорящий шнур прокладывался в пазу вокруг головной части взрывателя и защищался тонкой медной полоской, закрываемой лентой, конец которой оставался открытым. Полоска меди служила как защита от влаги и предохраняла от преждевременного срабатывания и взрыва. Для приведения взрывателя в боевое положение надо было открыть необходимое отверстие с помощью специального крючка-сверла из расчета полсекунды на десятую дюйма и, после установки в снаряд, снять ленту. При выстреле вспышка пуска зажигала взрыватель, и состав начинал гореть со скоростью 1 дюйм за пять секунд, пока не достигал открытого отверстия. По нему огонь проникал в канал с порохом. Если никакого отверстия не было открыто, то это откладывало взрыв на максимальное время.
Американцы использовали деревянные взрыватели аналогичной конструкции, но сохраняли бумажные колпачки. Также у них были конические взрыватели, вставляемые в металлическую или деревянную заглушку, вставляемую, в свою очередь, в запальное отверстие снаряда.
Имелось четыре типа таких взрывателей, отличающихся скоростью горения (срабатывания), различаемых цветом. Черный горел один дюйм за 2 секунды, красный – 3, зеленый – 4, желтый – 5 секунд. Бумажные взрыватели были 2 дюйма длиной, и, при необходимости, их можно было обрезать. Они отбирались исходя из времени полета снаряда. Взрыватели подобного типа использовались Американской береговой охраной на 15-дюймовых гладкоствольных орудиях системы Родмана до начала ХХ века. Введение нарезных орудий привело к изменению конструкции деревянных взрывателей. Поскольку зазор между снарядом и стволом в этом случае сводился к минимуму, пламя при выстреле снаряда не могло более поджечь запал взрывателя. Поэтому в конструкцию взрывателя были введены детонатор – колпачок с соответствующей смесью и боек, поддерживаемый на медной проволоке. Отдача от выстрела инициировала спуск бойка. Такой взрыватель был предварительно утвержден 13 января 1864 года. Приблизительно в это же время в США внедрялся взрыватель Бормана. Изготавливаемый из сплава олова со свинцом (pewter – пьютер) и легко устанавливаемый, он долгое время использовался в полевой артиллерии для шрапнели и фугасных снарядов. В этом взрывателе использовалось кольцо временной задержки, заполненное специальным составом. На крышке взрывателя был нанесен круг с делениями в секундах. Для установки в рабочее положение необходимо было сделать надрез на соответствующей метке: 3 – задержка на 3 секунды, 4 – на четыре и т. д., чтобы вскрыть заряд в нужном месте. Кольцо горело, пока не выгорало до нулевой отметки, на которой взрыватель срабатывал. Его взрыв выбрасывал жестяную пластинку со дна взрывателя и подрывал заряд снаряда.
Поскольку такой взрыватель мог задерживать разрыв снаряда не дольше шести секунд, от него пришлось отказаться при увеличении дальности полета снаряда. Его самым большим недостатком было то, что он иногда не срабатывал.
Взрыватели Армстронга были приняты для применения британскими ВС 13 апреля 1860 года для снарядов нарезных казнозарядных орудий. Первые такие взрыватели назывались модель А и изготовлялись из белого металла. За ней последовала целая серия модификаций, закончившаяся моделью F, утвержденной 21 сентября 1867 года как первый взрыватель типа «таймер и удар» (time and percussion). Поскольку ударный механизм часто не срабатывал, его вывели из употребления, оставив, таким образом, свободное поле для E Mark III как единственного взрывателя снарядов пушек Армстронга. Этот тип взрывателя стал прототипом современных взрывателей с таймером. Изготовлялись они из латуни, содержали кольцо с медленногорящим составом, который поджигался детонирующей капсулой, удерживаемой специальным диском, который срывался при выстреле и «насаживал» капсулу на боек взрывателя. Такой взрыватель превосходил взрыватель Боксера по точности срабатывания и, хотя изначально был предназначен для использования только для осколочных снарядов в ВМС, вскоре был утвержден для использования в шрапнельных снарядах. Следующий комбинированный взрыватель «таймер и удар» был представлен Уильямом Армстронгом (William Armstrong) 12 декабря 1881 года. В последующей классификации он был определен как «таймер и удар № 52» (Time and Percussion No. 52). Это было слияние Е-таймер-взрывателя и взрывателя инерционного типа (ВИТ).
Нерегулярность горения оставалась значительным недостатком взрывателей, но была надежда на то, что это препятствие будет преодолено после введения «взрывателя Т и П короткий» (Fuze T and P short). Разработчики надеялись, что их взрыватель будет гореть с большой регулярностью, точно сработает на коротких и длинных дистанциях и обеспечит срабатывание взрывателей ВИТ. Их надежды, в определенной степени, оправдались. Предполагалось, что такой взрыватель заменит «таймер и удар № 52» для небольших казнозарядных орудий. Совпавшее по времени поступление дальнобойных орудий этого типа, имевших более высокую дульную скорость, усложнило их задачу. Сразу возникла проблема эффективности их срабатывания на больших расстояниях. Стало понятно, что применение медленногорящих составов не может решить этой задачи, поскольку нерегулярность их горения с замедлением лишь возрастает. Существовало только два альтернативных решения этой проблемы: либо увеличить эффективный диаметр кольца, либо ввести второе кольцо. Второе решение было опробовано безрезультатно Уильямом Армстронгом. Поэтому 28 мая 1887 года был принят вариант увеличения кольца «взрыватель Т и П чувствительный, средний № 24» (Fuze T and P sensitive, middle No. 24). В этом взрывателе использовался иной механизм активации. Ранее все взрыватели активировались при выстреле: либо рвалась нить, удерживающая боек, либо переворачивался шарик, удерживающий капсюль. Но у некоторых орудий с малой скоростью вылета снаряда приходилось делать эти нити очень тонкими, такие взрыватели становились опасными при зарядке. Эта проблема была решена за счет использования центробежных сил, отбрасывающих бойки в виде шариков с иглами. Затем последовал «взрыватель Т и П № 56» (Fuze T and P No. 56), но лишь в 1901 году «взрыватель Т и П № 58» (Fuze T and P No. 58), первый двухрядный взрыватель, был утвержден для применения в вооруженных силах. Это изобретение открывало новые возможности при проектировании взрывателей шрапнельных снарядов на дальних дистанциях.
Последний значимый шаг в развитии конструкций взрывателей был сделан в 1905 году, когда был принят тип Fuze T and P No. 80, основанный на модели Круппа, для скорострельных 3– и 18-фунтовых орудий. За ними, естественно, последовали другие модели T & P, например, № 88 и 202, лишь слегка отличающиеся отдельными деталями. Например, номер 88 имеет больше сходства с № 80, чем с № 220. Однако у него только одна удерживающая пружинка, один никелированный стальной шарик, который под действием центробежной силы воздействует на шарик-боек. 220-й номер, с другой стороны, не имеет кольца или удерживающей пружинки. У него два отдельных механизма: один для отсчета времени и второй – ударный механизм. Поэтому у него две иглы вместо одной двусторонней, как в № 80 и 88; кроме того, у него несколько изменен предохранительный механизм. В целом различия № 80 и последних номеров сводятся к мелочам, не затрагивая принципа их действия, отдавая дань современным конструкторским требованиям.