Сколько пороха использовать в пушке, было спорным вопросом на протяжении веков. Согласно испанцу Кольядо (1592 г.), правильным критерием служило количество металла в орудии. Настоящая кулеврина, например, была достаточно «богата» металлом, чтобы принять столько пороха, сколько весило ядро. Таким образом, 30-фунтовая кулеврина получала 30 фунтов пороха. Поскольку 60-фунтовое стенобитное орудие имело пропорционально на треть меньше металла, чем кулеврина, его заряд также следовало уменьшить на треть — до 40 фунтов!
Рисунок 16 — ПОРОХ. Черный порох (вверху) представляет собой механическую смесь; современные метательные вещества являются химическими соединениями.
Необходимо было принимать во внимание и другие факторы, например, крупнозернистый или мелкозернистый был порох; кроме того, короткое орудие получало меньше пороха, чем длинное. Длина канала ствола настоящей кулеврины, говорил Кольядо, составляла 30 калибров (в 30 раз больше диаметра канала ствола), поэтому ее пороховой заряд равнялся весу ядра. Если артиллеристу попадалась кулеврина длиной всего 24 калибра, он должен был заряжать это орудие зарядом, составляющим лишь 24/30 веса ядра. Пасаволанте Кольядо имел огромную длину около 40 калибров и стрелял 6- или 7-фунтовым свинцовым ядром. Поскольку у него было достаточно металла, «чтобы выдержать», и достаточная длина, «чтобы сжечь» порох, его заряжали полным весом ядра из мелкого пороха или тремя четвертями этого веса из пушечного пороха. Самый легкий заряд, по-видимому, предназначался для педреро, который стрелял каменным ядром. Его заряд составлял треть веса камня.
В последующие годы пороховые заряды для всех орудий уменьшились. Английские табличные данные по скоростям полета снарядов 1750-х годов показывают, что 9-фунтовое орудие с зарядом в 2 и 1/4 фунта пороха могло выстрелить ядром со скоростью 1052 фута в секунду. Увеличив заряд почти в три раза, скорость можно было увеличить примерно наполовину. Но это увеличение не означало, что снаряд поражал цель на 50 процентов сильнее, ибо чем выше скорость, тем больше сопротивление воздуха; или, как выразился Мюллер: «большое количество пороха не всегда производит больший эффект». Таким образом, со стандартных двух третей веса ядра заряды снизились до одной трети или даже четверти, а к 1800-м годам стали еще меньше. Наставление США 1861 года предписывало от 6 до 8 фунтов для 24-фунтового осадного орудия в зависимости от дальности; колюмбиада, стрелявшая 172-фунтовым снарядом, использовала всего 20 фунтов пороха. В Форт-Самтере нарезные орудия Гиллмора, стрелявшие 80-фунтовыми снарядами, использовали 10 фунтов пороха. Ведущий поясок нарезного снаряда, разумеется, перекрывал газы, которые прорывались мимо неплотно прилегающего пушечного ядра.
Черный порох был и остается как опасным, так и нестабильным. Он не только чувствителен к пламени или искре, но и впитывает влагу из воздуха. Другими словами, «держать порох сухим» было непростой задачей. В середине 1700-х годов испанцы на речном форпосте во Флориде хранили порох в стеклянных бутылях; более ранние солдаты, бежавшие во влажный лес от преследования сэра Фрэнсиса Дрейка, носили порох в перулерас — закупоренных узкогорлых кувшинах.
Что касается пороховых погребов, то сухой погреб был едва ли не так же важен, как и бомбоустойчивый. Древесный уголь и хлорная известь, подвешенные в контейнерах у потолка, первое время использовались в качестве осушителей, а в XVIII веке стандартной английской практикой было поднимать пол на 2 фута от земли и укладывать под досками щебень или «сухой морской уголь». Боковые стены имели отдушины для вентиляции, но они закрывались сеткой, чтобы противник не мог запустить какое-нибудь мелкое животное с привязанным к хвосту огнем. Пороховые бочки укладывали на бок и периодически перекатывали в другое положение; «иначе», объясняет современный эксперт, «селитра, будучи самым тяжелым ингредиентом, опустится в нижнюю часть бочки, и порох наверху потеряет большую часть своих свойств».
Рисунок 17 — ИСПАНСКИЙ ПОРОХОВОЙ КОВШ (ок. 1750 г.).
На заре артиллерии насыпной порох доставлялся к орудию в закрытом ковше, обычно изготавливавшемся из кожи. Заряжающий зачерпывал нужное количество пороха черпаком (рис. 44) и закладывал его в пушку. Руководствуясь своим опытом, он мог засыпать ровно столько пороха, сколько требовалось для достижения желаемой дальности, подобно тому как наши современные артиллеристы иногда используют лишь часть своего заряда. Однако после Густава II Адольфа в 1630-х годах широкое распространение получили пороховые мешочки, хотя английские артиллеристы еще долго предпочитали отсыпать порох черпаком. Пороховой ковш, или «переносной ящик», разумеется, остался на сцене. Он был достаточно большим, чтобы вместить пару картузных мешков.
Корнем слова «картидж» (патрон), по-видимому, является «carta», что означает бумага. Но бумага была лишь одним из многих материалов, таких как парусина, холст, пергамент, фланель, «шерстяная материя» 1860-х годов и даже дерево. До появления шелкового картуза ничто не было полностью удовлетворительным. Материалы сгорали не полностью, и после нескольких выстрелов обязательно требовалось извлекать несгоревшие концы мешков с помощью банника-пыжовника (рис. 44), иначе они накапливались до такой степени, что блокировали затравильное отверстие, или «отдушину», через которую производился выстрел. Пергаментные мешочки сморщивались и застревали в отдушине, вызывая багровый румянец на лице не одного бравого артиллериста.
СРЕДСТВА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
Когда появились пороховые мешки, артиллерист был вынужден протыкать мешок, чтобы огонь воспламенителя из отдушины мог добраться до заряда. Эта операция выполнялась довольно просто: пушкарское шило погружали в отдушину на достаточную глубину, чтобы проткнуть мешок. Затем отдушину праймировали насыпным порохом из пушкарской пороховницы. Воспламенение через отдушину, которое оставалось почти без изменений до XIX века, было хитростью, перенятой у венецианцев XIV века. Предпринималось множество попыток усовершенствования, например, заполненная порохом оловянная трубка 1700-х годов, острие которой протыкало пороховой мешок. Но для всех них требовался медленно горящий фитиль для запуска огневой цепи.
Рисунок 18 — ИСПАНСКИЙ ПОРОХОВОЙ КОВШ (ок. 1750 г.).
До 1800 года для подрыва заряда повсеместно использовался медленно горящий фитиль. Фитиль обычно представлял собой трехпрядную хлопчатобумажную веревку, пропитанную раствором селитры и дополнительно обработанную химикатами с ацетатом свинца и щелочью для очень медленного горения — примерно 4 или 5 дюймов в час. Он крепился к пальнику (рис. 18), раздвоенной палке, достаточно длинной, чтобы удерживать канонира на безопасном расстоянии от отдачи.
Успехи химии, такие как выделение гремучей ртути в 1800 году, привели к изобретению капсюля и других средств воспламенения. На многих полях сражений вам доводилось подбирать обрывок скрученной проволоки — петлю фрикционной трубки. Это устройство представляло собой медную трубку (рис. 19), заполненную порохом. Трубка вставлялась в отдушину пушки и углублялась своим концом в пороховой заряд. Ближе к верху этой трубки припаивался «шпенек» — короткая трубочка, содержащая фрикционный состав (сульфид сурьмы и хлорат калия). В состав погружался шероховатый конец проволочного «ползунка». Другой конец ползунка был скручен в петлю для цепляния за вытяжной шнур артиллериста. Это было похоже на зажигание спички: резкий рывок за шнур — и шероховатый ползунок воспламенял состав. Затем порох в длинной трубке начинал гореть и поджигал заряд в пушке. Излишне говорить, что это происходило быстрее, чем мы об этом рассказываем!
Рисунок 19 — ФРИКЦИОННАЯ ТРУБКА.
Ударный воспламенитель был еще проще: «гусиная трубка», наполненная мелким порохом, вставлялась в отдушину. К вершине трубки приклеивался капсюль с гремучим составом. Рывок за шнур заставлял курок пушки ударить по капсюлю (совсем как игрушечный пистонок маленького мальчика) и запустить цепь взрывов.
Поскольку ранние методы воспламенения оставляли отдушину открытой во время выстрела пушки, это маленькое отверстие имело тенденцию увеличиваться в размерах. Многие пушки в течение XIX века изготавливались с двумя отдушинами, расположенными бок о бок. Когда первая изнашивалась, ее затыкали, а вторую отдушину открывали. Затем, чтобы остановить эту «эрозию», в обиход вошла обтюрирующая (уплотняющая) трубка. Она была похожа на обычную фрикционную трубку, но ввинчивалась в отдушину и герметизировала ее. Ранние электрические трубки, к слову, мало отличались от фрикционных труб; провода поджигали кусочек пироксилина, который в свою очередь воспламенял порох в трубке воспламенителя.
СОВРЕМЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧЕРНОГО ПОРОХА
Помимо постепенного улучшения формулы, никаких серьезных изменений в производстве пороха не происходило вплоть до 1860 года, когда генералу Томасу Дж. Родману из Департамента артиллерийско-технического снабжения США пришло в голову подбирать порох под калибр пушки. Действие обычного пушечного пороха было слишком резким. Весь заряд сгорал до того, как снаряд успевал толком начать свой путь, и нагрузка на орудие была колоссальной. Родман спрессовывал порох в диски, соответствовавшие каналу ствола пушки. Диски имели толщину в дюйм или два и были пронизаны отверстиями. При такой организации в начале горения обнажалась минимальная площадь поверхности пороха, но по мере того, как огонь увеличивал отверстия (сравните рис. 20f), площадь горения фактически возрастала, производя больший объем газов по мере продвижения снаряда вперед. Таким образом Родман заложил основы для «прогрессивно горящих» пороховых элементов современных порохов (рис. 20).
Рисунок 20 — СОВРЕМЕННЫЙ ПУШЕЧНЫЙ ПОРОХ. Пороховое зерно обладает свойствами взрывчатого вещества только тогда, когда оно заперто в замкнутом пространстве. Современные метательные вещества являются бризантными веществами малой мощности (то есть относительно медленно горящими), но снаряды могут снаряжаться бризантным веществом большой мощности; a — чешуйчатый, b — ленточный, c — таблетированный, d — с одним каналом, e — стандартный, 7-канальный, f — горящее зерно 7-канального типа. В идеале пороховое зерно должно гореть прогрессивно, с непрерывно увеличивающейся поверхностью, причем зерно должно полностью сгорать к тому моменту, когда снаряд покидает канал ствола; g — зерно Уолша.
По ряду причин генерал Родман не стал продвигать свой «перфорированный лепешечный картуз» дальше экспериментальной стадии, и его «мамонтовый» порох, столь привычный предмет в пороховых складах конца 1800-х годов, стал компромиссом. Подобно тому как деревянный чурбан горит стабильнее и дольше, чем быстро вспыхивающая куча хвороста, 3/4-дюймовые зерна мамонтового пороха давали более «мягкий» взрыв, но с большим «толчком» и более равномерным давлением по всему каналу ствола пушки.
Именно на второй год Гражданской войны Альфред Нобель начал производство нитроглицериновых взрывчатых веществ в Европе. В обиход вошли бездымные пороха, были открыты взрывчатые свойства пикриновой кислоты, а в последней четверти столетия появились меланит, баллистит и кордит, так что к 1890 году пороха на нитроцеллюлозной и нитроглицериновой основе в целом вытеснили черный порох в качестве метательного вещества.
Тем не менее, черный порох имел много важных применений. Его чувствительность к пламени, высокая скорость горения и высокая температура взрыва делали его очень подходящим воспламенителем, или «ускорителем», для обеспечения полного воспламенения метательного заряда. Кроме того, он являлся основным элементом в таких современных дистанционных трубках снарядов, как кольцевая трубка Полевой артиллерии США, которая долгое время была стандартной для разрывов менее чем через 25 секунд. Эта трубка находилась в головной части снаряда и состояла в основном из ударника, капсюля и колец с пазами для размещения 9-дюймовой дорожки спрессованного черного пороха. Чтобы установить трубку, установщик просто поворачивал подвижное кольцо к нужной временной отметке. Поворот нулевой отметки к каналу, ведущему к разрывному заряду снаряда, сокращал расстояние горения дорожки, в то время как поворот нуля от канала, разумеется, делал обратное. Когда снаряд покидал пушку, от удара боек воспламенял капсюль (сравните рис. 42e) и поджигал пороховую дорожку, которая затем горела в течение заданного времени перед достижением заряда снаряда. Это было техническое усовершенствование по сравнению с трубчатой листовой железной трубкой венецианцев, но принцип остался примерно тем же.
Рисунок 21 — СОВРЕМЕННАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ТРУБКА С ПОРОХОВОЙ ДОРОЖКОЙ.
Характеристики пушек
РАННИЕ ГЛАДКОСТВОЛЬНЫЕ ОРУДИЯ Вскоре после того, как человек обнаружил, что может метать камень своей правой рукой, он узнал о траектории — изогнутом пути, по которому летит снаряд в воздухе. Бейсбольный мяч описывает «настильную» траекторию каждый раз, когда питчер бросает сильный и быстрый мяч. Подростки, перебрасывающие мяч друг другу через высокий забор, используют «крутую» или «высокую» траекторию. В артиллерии, где траектория имеет не меньшее значение, существует три основных типа пушек: (1) пушка с настильной траекторией, бросающая снаряд в цель относительно горизонтальным полетом; (2) мортира с крутой траекторией, чей снаряд перелетает через высокие препятствия и падает на цель сверху; и (3) гаубица, промежуточное орудие со средне-высокой траекторией, сочетающее мобильность полевого орудия с крупным калибром мортиры.
Испанец Луис Кольядо, математик, историк, уроженец Лебрихи в Андалусии и в 1592 году королевский инженер армии Его Католического Величества в Ломбардии и Пьемонте, определял артиллерию в широком смысле как «машину бесконечной важности». Артиллерийское вооружение он разделил на три класса, явно следуя правилам «немецких мастеров, которые почитались выше любой другой нации за их литье артиллерии и обращение с ней». Кулеврины и сакеры (рис. 23a) были орудиями первого класса, предназначенными для поражения противника с большого расстояния. Стенобитные пушки (рис. 23b) были орудиями второго класса; они предназначались для разрушения фортов и стен, а также уничтожения вражеских машин. Орудия третьего класса стреляли каменными ядрами для разрушения и потопления кораблей и защиты батарей от штурма; к таким орудиям относились педреро, мортира и бомбарда (рис. 23c, d).
Объяснение Кольядо того, как были изобретены различные пушки, пожалуй, наивно, но тем не менее интересно: «Хотя главным намерением изобретателей этой машины [артиллерии] было вести огонь и поражать врага как вблизи, так и издалека, поскольку это поражение должно осуществляться разнообразными способами, так получилось, что они сформировали различные классы следующим образом: они пришли к пониманию того, что люди не удовлетворены эспингардас [маленькими мавританскими пушками], и по этой причине был создан мушкет; а также эсмерил и фальконет. И хотя они стреляли дальше, они создали полусакер. Чтобы устранить дефект последнего, были созданы сакеры, полукулеврины и кулеврины. Хотя они считались достаточными для производства дальнего выстрела и поражения врага издалека, они мало подходили в качестве стенобитных орудий, потому что стреляют маленьким ядром. Поэтому они решили отлить второй вид орудия, с помощью которого, стреляя ядрами гораздо большей массы, они могли бы реализовать свое намерение. Но обнаружив также, что этот второй вид орудия слишком мощен, тяжел и стоек для батарей и для защиты от штурмов или кораблей и галер, они создали третий класс орудий, более легкий по металлу и требующий меньше пороха, чтобы стрелять каменными ядрами. Это так называемые cañones de pedreros. Все классы орудий отличаются по дальности стрельбы, изготовлению и конструкции. Даже способ их заряжания разный».
Рисунок 22 — ТРАЕКТОРИИ. Максимальная дальность стрельбы орудий XVIII века составляла около 1 мили.
Пушки могли: разрушать массивные сооружения сплошными ядрами на большой или малой дальности; уничтожать брустверы фортов и стрельбой по рикошету выводить из строя пушки; стрелять картечью, круглой картечью или бомбами по скоплениям живой силы. Мортиры могли: поражать цели за препятствиями; использовать огонь под большим углом для стрельбы бомбами, уничтожая постройки и живую силу. Гаубицы могли: перемещаться в полевых условиях легче, чем мортиры; поражать цели за препятствиями огнем под большим углом; стрелять более крупными снарядами, чем полевые пушки аналогичного веса.
Для артиллериста было чрезвычайно важно понимать различные классы орудий. Как живо выразился Кольядо, «тот, кто игнорирует настоящую лекцию по этому искусству, я утверждаю, никогда не сделает ничего доброго». Пушки взрывались на батареях каждый день из-за того, что артиллеристы не знали, как пушка сделана и для чего она предназначена. И такое невежество ограничивалось не только одними канонирами. Воля и прихоть принца, заказавшего артиллерию, или «простое мнение самого неопытного литейщика» были руководящими принципами в литье пушек. «Я вынужден, — писал Кольядо, — убеждать принцев и советовать литейщикам, чтобы при изготовлении артиллерии всегда учитывалось назначение, которому должно служить каждое орудие». Это убеждение он предпринял в весьма подробной форме.
Рисунок 23 — ИСПАНСКАЯ АРТИЛЛЕРИЯ XVI ВЕКА. Взятые из рукописи 1592 года, эти рисунки иллюстрируют три основных класса артиллерии, использовавшихся Испанией в ранний колониальный период в Новом Свете: a — Кулеврина (класс 1), b — Пушка (класс 2), c — Педреро (класс 3), d — Мортира (класс 3).
Первый класс орудий составляли дальнобойные орудия, сравнительно «богатые» металлом. В следующей таблице из труда Кольядо приведены калибры и дальности стрельбы для большинства испанских орудий этого класса, хотя, как показывает второй столбец, в этот период калибры стандартизировались лишь общим образом. Для перевода там, где это возможно, и для перечисления тех калибров, которые стали наиболее популярными, мы добавили заключительный столбец. Большинство орудий, вероятно, имели длину кулеврины: 30–32 калибра.
Испанские пушки первого класса XVI века
Name of gun Weight of ball (pounds) Length of gun (in calibers) Range in yards Popular caliber