1. Технологии

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.

2. Пушки

Процесс изготовления артиллерийского орудия включал в себя формовку, отливку, сверление канала ствола, наружную обточку и окончательную ручную отделку. Получая наряд на орудия, завод получал и их чертежи, а также лекала. По этим чертежам изготовлялись модели орудий. Обычно модель состояла из двух продольных частей, изготовленных из дерева, разделявших орудия как бы на две половины.

Формовка производилась в чугунных опоках, соединявшихся между собою с помощью болтов. В качестве формовочного материала употреблялся обычный речной песок, смешанный с шерстью. После набивки опок модель вынимали, давали формам просохнуть и смазывали их специальными чернилами, состоявшими из сажи, огнестойкой глины и воды. На формовке орудия в зависимости от его величины было занято от 5 до 9 человек. Процесс продолжался 12 часов. Готовые формы отправляли в сушилку на двое суток, затем снова смазывали чернилами.

Обе половины опоки соединяли болтами. С помощью специальною крана форма опускалась в литейный чан, где с помощью отвеса ее приводили в строго вертикальное положение, на что уходило до 6 часов. От печи проводилась борозда к резервуару, сложенному из кирпича и обмазанному внутри глиной. От резервуара к литейному чану проводился желоб из листового железа, в конце которого имелась воронка, установленная перпендикулярно середине орудия. В места соединения борозды с резервуаром и резервуара с желобом и воронкой устанавливались железные заслонки для регулирования притока бронзы. Во время заполнения формы рабочие наблюдали, чтобы металл лился тихо, непрерывной струей и не касался стен формы. По наполнению формы бронзой ее оставляли остывать 12-20 часов, в зависимости от величины орудия. Затем разнимали части опок и, обмотав орудие канатом, поднимали его наверх, отбивали формовой песок и отвозили на заводскую площадь, где давали окончательно остынуть.

Остывшее орудие поступало в сверлильный цех, где на специальном станке сначала отрезался литник, а затем сверлился канал ствола и производилась его наружная обточка. Сверление пушек производилось тремя сверлами: проходным и калиберным, делавшими 4-6 оборотов в минуту, и гладильным, делавшим 2 оборота в минуту. В мортирах кроме того еще несколькими сверлами высверливалась камора для порохового заряда. Со второго сверления начиналась одновременная обточка ствола снаружи. Цапфы (выступы, которыми ствол крепился к лафету) обрабатывались, как я уже сказал, на особом обточном станке. Поверхность ствола между цапфами обрабатывалась вручную. После этого сверлился запал.

Все эти операции занимали 3-4 дня. Затем орудие испытывалось боевым и усиленным выстрелами, а также «водяной пробой», для чего ствол ставили вертикально жерлом вверх и, налив в него воду, оставляли под грузом на 6 часов. Если после этого наружная поверхность орудия была влажной, значит, в нем имелись микроскопические трещины и оно браковалось. Принятое орудие клеймилось и отправлялось на склад.

3. Снаряды

Для формовки снарядов использовался чистый просеяный речной песок. Формы для ядер изготовлялись с помощью чугунных опок и моделей в виде двух полушаров. Наформовав две опоки, рабочие убирали модели, а опоки складывали вместе. Наружные формы бомб и гранат изготовлялись точно так же, с той только разницей, что нижняя форма имела в середине специальное отверстие («запал»), в которое вставлялась чугунная трубка («подтрубок»). Формы для образования внутренней пустоты в бомбах и гранатах («сердечники») изготовлялись из сырого крупного речного песка, иногда с примесью глины. Набивались они на специальную обшитую коноплей трубку («душник»). После сушки готовый сердечник вставлялся в наружную форму так, чтобы душник проходил сквозь канал подтрубка, а затем опоки складывались вместе.

При формовке картечных пуль употреблялись модели, выточенные из мягкого камня и гладко отполированные. Между моделями клали специальный деревянный брусок («путец»), с помощью которого образовывались борозды для заливки металла.

Снаряды отливались в сырые формы без предварительной просушки. Чугун заливался в формы железными обмазанными внутри глиной ковшами. Спустя 10 минут опоку переворачивали для равно-мерной усадки чугуна, еще через 15 минут опоки разнимали, отгребали песок и отбивали литники.

Годные снаряды поступали в чистку. На поступившей в чистку картечи небольшими чугунными молотками заравнивали литники. Для очистки картечи от нагара ее клали между двумя чугунными горизонтально лежащими кругами и приводившимися в движение одним рабочим. Подобно картечи чистились и ядра, только круги были больше и приводились в движение водяным колесом. Из пустотелых снарядов извлекался душник и вычищались остатки сердечника. От нагара бомбы и гранаты очищались вручную.

При приеме снарядов пользовались особыми мерками («кружалами»), которыми проверялся диаметр снарядов, кронциркулями — для измерения диаметра запального отверстия. Ударом молотка по поверхности узнавали, нет ли скрытых раковин и трещин. Затем снаряды взвешивались, чтобы убедиться в плотности чугуна. Принятые снаряды клеймились и поступали на склад.

Валерий Потапов 

Источники:

Загорский Ф. Н. «Очерки по истории металлорежущих станков до середины XIX века», М., 1960.
Смирнов А. А. «Аракчеевская артиллерия», Рейтар, М., 1998.
Старков Д. П. «К вопросу производства стальных и слоистых артиллерийских орудий на Уральских заводах в конце XVIII и начале XIX столетий», Ленинград, 1952.
Ляпин В. А., Щербаков Н. В. «Оружие армии и военная промышленность России 1799-1815», Рейтар, М., 2002.
Зворыкин А. А., Осьмова Н. И. «История техники», M., Соцэкгиз, 1962.
Terry S. Reynolds. «Stronger than a hundred men: a histoiy of the vertical water wheel». The Johns Hopkins University Press, 1983.