Конические СТВОЛЫ

Александр БОРЦОВ

Земля ещё долго будет хранить многочисленные секреты, оставшиеся после войн. Всевозможные боевые изделия, поднятые из её недр, всегда будут привлекать внимание исследователей. В череде интересных находок достойное место заняли странной конструкции снаряды, обнаруженные в лесах западнее Брянска. По своему внешнему виду они хоть и напоминали подкалиберные 'катушки', активно применяемые артиллерией как советской, так и германской армией во второй мировой войне, но всё же были иными по конструкции. Оказалось, что на месте разгромленного германского склада, созданного для обеспечения самого северного направления операции 'Цитадель', были обнаружены остатки боеприпасов для, пожалуй, самой курьёзной из использовавшихся в то время орудий - противотанковой пушки 7,5 cm Pak.41 коническим каналом ствола.

Несмотря на то, что конические ружейные стволы сегодня прочно ассоциируются с именем немецкого инженера Г. Герлиха, идея сужающегося к дульной части канала ствола появилась вскоре после внедрения казнозарядного оружия. Однако маломощный дымный порох не позволял в полной мере оценить преимущества этой конструкции. Предложение прусского изобретателя Бека, выдвинутое в 60-х годах XIX века, патенты французского инженера П. Пру на орудие с каналом ствола, суживающимся с 87 до 55 мм, и стреловидного снаряда к нему, полученные в 1872 году, и патент 1888 года немца X. Харста на ружьё с коническим стволом так и остались только на бумаге. С появлением бездымных порохов теоретические расчёты, наконец, смогли перейти в экспериментальную плоскость. В 90-е годы XIX века над винтовкой с коническим каналом ствола в немецком городе Шпандау плотно работал инженер К. Пуфф. К 1904 году он получил несколько германских патентов на свои изобретения, касающиеся как конструкции ствола, так и устройства различных типов сужающихся пуль с поддонами и ведущими поясками. Не найдя должной поддержки в Германии, К. Пуфф переехал в Россию, где так же получил патент # 14214 от 27.8.1908 на 'устройство ручного оружия и снарядов к нему для увеличения полезного действия последнего'. Патентная формула звучала следующим образом:

'Цель предлагаемого устройства ручного оружия и снарядов к нему заключается в увеличении полезного действия огнестрельного оружия, а в частности - в увеличении скорости движения снаряда при прочих равных условиях, то есть, не переходя за наибольшее допускаемое ныне давление газов в канале и при принятом весе снаряда.

Означенная цель достигается тем, что газам предоставляется действовать на снаряд сначала на относительно большой площади, так что давление на единицу площади выходит не очень велико; дальше, при уменьшении площади давления на снаряд, который сжался, давление на единицу площади увеличивается до некоторой наибольшей величины. Часть снаряда, служащая для увеличения площади, подверженной давлению, остаётся прочно связанной с корпусом на протяжении всего полёта снаряда и при ударе в цель, причём эта часть не только служит для уменьшения вредного влияния сопротивления воздуха (увеличением поперечной нагрузки снаряда) на полёте, но и при ударе в цель, так как при этом используется затраченный на такой снаряд избыток энергии. При прохождении снаряда по каналу ствола эта часть снаряда, имеющая больший диаметр, сокращается до калибра самого снаряда, вследствие протаскивания его по каналу, который суживается и у выхода (дульного среза) имеет диаметр, равный в точности калибру снаряда... вследствие уменьшения диаметра канала, пороховые газы распространяются в меньшем объёме, так что давление газов при перемещении снаряда в канале в зависимости от сравнительного уменьшения объёма канала падает относительно меньше, чем при сплошь цилиндрическом канале'.

Проще говоря, конический ствол - один из способов, позволяющий устранить главное противоречие внутренней и внешней баллистики. С точки зрения внутренней баллистики метаемый снаряд должен иметь минимальную поперечную нагрузку, то есть, при заданном калибре быть максимально лёгким. Тогда пороховые газы смогут разогнать его в канале ствола почти до скорости своего истечения - максимально возможной в огнестрельных системах. Но при движении после покидания канала ствола такой снаряд быстро потеряет свою скорость за счёт сопротивления воздуха. С точки же зрения внешней баллистики снаряд напротив должен иметь максимально возможную поперечную нагрузку. Вся история огнестрельного оружия, по сути, состоит в поисках разумного компромисса между этими крайностями.

К патенту прилагались эскизы двух вариантов стволов (конический нарезной с цилиндрической гладкой дульной частью и полностью конический нарезной) и 15 вариантов различных конструкций пуль. Изготовленная по чертежам К. Пуффа винтовка калибра 9,2/7,7 мм, придавала пуле массой 13,6 грамма начальную скорость около 820 м/с. Результат не впечатлил отечественных оружейников, и К. Пуфф быстро перебрался в США, где в том же году получил ещё и американский патент на своё изобретение. Изготовленный на базе винтовки Спрингфильд Ml903 опытный образец со стволом, уменьшающимся с .34 до .30 калибра так же не достиг выдающихся результатов. Учитывая, что на тот период времени потребность в резком повышении баллистических характеристик огнестрельного оружия отсутствовала, а себестоимость конических стволов была крайне высока, эксперименты в этом направлении постепенно были свёрнуты и не возобновлялись до 20-х годов XX века.

Впрочем, до заявки К. Пуффа в России проводились работы с коническими стволами. На ораниенбаумском полигоне под Санкт-Питербургом в конце XIX века экспериментировали с коническими стволами под патрон .42 Бердан. Его сплошная свинцовая пуля переобжималась при выстреле с 10,7 мм до 9 мм. В 1905 году винтовку с коническим каналом ствола предложил М. Друганов, однако до реального образца его работа доведена не была.

В 20-е годы идеей конического ствола вдохновился немецкий инженер Г. Герлих. Вместе со своим родственником Хальбе он организовал в Киле фирму 'Хальгер' (HALbe-GERlich) по производству охотничьих винтовок. В первой серийной винтовке 'Хальгер-Ультра', выпущенной в 1928 году и во многом позаимствовавшей от конструкции Маузера, пуля обжималась с 9,2 до 7 мм, что уменьшало площадь её поперечного сечения почти в два раза. Пуля патрона, получившего наименование .280-HV Magnum, имела два ведущих пояска, сминавшихся в процессе движения по каналу ствола, который имел три участка - цилиндрический у пульного входа, конический и снова цилиндрический у дульного среза, обеспечивающий однообразное покидание пулей канала ствола. Глубина нарезов, изготовленных по всей длине канала ствола, уменьшалась от казённой части к дульной. Высокая скорость горения довольно мощного порохового заряда позволяла пулям массой 6,5, 9,3 и 11,7 грамм развить скорости, соответственно, 1160, 1070 и 930 м/с, что по тем временам было совершенно невероятным достижением. Годом позднее появились винтовки калибра .335-HV super magnum и .224-HV magnum. На испытаниях, проведённых Германским испытательным институтом ручного огнестрельного оружия в 1931 году, семимиллиметровые пули массой 6,4 грамма были разогнаны до фантастической скорости 1600 м/с. Благодаря высокой начальной скорости, пули давали малое рассеивание, составлявшее на дальности в километр всего 250 мм. Попутно выяснилось, что обыкновенные пули со свинцовым сердечником на таких скоростях обладали чрезвычайно мощным бронебойным действием. Упомянутая 7-мм пуля на дальности 60 метров легко пробивала броню толщиной 12 мм, образуя отверстие диаметром около 15 мм. Это свойство 'ультра-пули', как её тогда окрестили, привлекло внимание военных всего мира, искавших действенное средство для борьбы с бурно развивающимися танками. Тем более, что Герлих старательно популяризировал, часто преувеличивая, достижения своего оружия, умело замалчивая его существенные недостатки. Основные из них состояли в высокой стоимости как ствола, требующего для его крайне трудоёмкого и высокоточного изготовления высоколегированной стали, так и дорогих патронов, что при очень малом ресурсе системы делало её крайне затратной. 'Поиграв' в 30-е годы в 'ультра-пулю' большинство оружейников мира пришли к выводу, что повышение начальной скорости пули, пусть и не до столь больших величин, путём простого увеличения заряда в патроне для стрельбы из цилиндрического ствола гораздо более рационально. Сам же Г. Герлих, возвращаясь на поезде из Дании, таинственно скончался в сентябре 1934 года. Ходили слухи, что его ликвидировали немцы, чтобы оставить в секрете работы над противотанковым оружием с коническими стволами, активно проводившиеся в Германии. Немцы оказались единственными, кто смог довести идеи Герлиха и его предшественников до реальных образцов, принятых на вооружение. В 1941 году в вермахт поступили фазу три образца с такими стволами. Тяжёлое противотанковое ружьё 2,8/2 см S.Pz.B-41 имело ствол с каналом, уменьшавшимся с 28 до 20 мм. Причём его профиль с 12 правосторонними нарезами состоял из восьми различных конусов, сопрягавшихся друг с другом, что при длине ствола 1714 мм позволяло бронебойному снаряду массой 124 грамма с вольфрамовым сердечником (массой 50 грамм) придать начальную скорость около 1400 м/с. На дальности 100 метров снаряд пробивал броню 75 мм, установленную по нормали. Ружьё сохранило и все недостатки, свойственные системам Герлиха.

При высокой себестоимости в 4500 рейхсмарок ресурс его ствола в начале производства составлял всего около 250 выстрелов. К сентябрю 1943 года, когда были изготовлены последние из 2554 ружей, ресурс, благодаря усовершенствованию технологии производства конических стволов, был поднят до 500 выстрелов. Да и оружие массой 224 кг тяжело назвать пехотным. Эффективность его за счёт интенсивного увеличения брони танков в течение войны резко упала.

Кроме этого противотанкового ружья были приняты две пушки 4,2 cm Pak.41 и 7,5 cm Pak.41 со стволами, соответственно 42/28 мм и 75/55 мм. Первая из них стояла на лафете 37-мм пушки и использовалась, главным образом в частях Люфтваффе. Вторая же, поражавшая практически все существовавшие тогда танки, имела все шансы стать основным противотанковым орудием вермахта, если бы не дефицит вольфрама, шедшего на изготовление снарядов. Пушка на довольно низком лафете с оригинальной шаровой опорой крепления ствола имела массу менее 1400 кг. Её бронебойный снаряд массой 2,5 кг, вылетавший после обжатия до диаметра 55 мм со скоростью 1230 м/с, на дальности 500 м пробивал более 160 мм брони. Несмотря на уникальные баллистические данные, было изготовлено всего 150 орудий 7,5 cm Pak.41. Далеко не все они попали на Восточный фронт, что косвенно подтверждается крайней редкостью обнаружения снарядов к ним среди всё ещё многочисленных артиллерийских боеприпасов вермахта других калибров.

Мастер-Ружье #10 2007

Часть 2
НЕСМОТРЯ НА ПРЯМОЙ ЗАПРЕТ ГИТЛЕРА НА ПРОВЕДЕНИЕ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ ВООРУЖЕНИЯ, НЕ ИМЕЮЩИХ ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ МЕНЕЕ ЧЕМ ЧЕРЕЗ ГОД ПОСЛЕ ИХ НАЧАЛА, ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ С КОНИЧЕСКИМ КАНАЛОМ СТВОЛА РАЗЛИЧНЫХ КАЛИБРОВ ШЛИ ВПЛОТЬ ДО ОКОНЧАНИЯ ВОЙНЫ.

Заводы Круппа работали над пушкой, стреляющей снарядами 24 cm Sprgr. 41 массой 118 кг, которые 'ужимались' в стволе с 240 мм до 210 мм, разгоняясь до 1120 м/с. Максимальная дальность их полёта составляла 52 км. Вариант с переобжатием с 240 мм до 180 мм забрасывал снаряд уже на 75 км. 'Рейн-металл-Борзиг' экспериментировал с системами 8,8/7,0 см на базе зенитных пушек Flak 18, 37, 37/41 и 41, опытные варианты пушки Flak 39 снабжались стволами 10,5/8,8 см, а Flak 40 - 12,8/10,5 см. Целью этих работ являлось даже не столько увеличение высот, на которых германская зенитная артиллерия могла бы доставать самолёты противника, сколько уменьшение подлётного времени снаряда до цели, которое, в свою очередь, уменьшало погрешности в расчёте поправок стрельбы. Не осталось в стороне от внимания германских исследователей конических стволов и пехотное оружие. В июле 1943 года испытывались пулемёты MG.34 и MG.42 с коническими дульными насадками, где пули специальной конструкции, разработанные Polte, переобжимались с 7,92 мм до 5,97 мм. При более коротком и лёгком стволе, а, значит, и оружии, пуля разгонялась до 800 м/с. К концу войны испытывались варианты с обжатием пули до 5,5 мм и, даже, до 4,5 мм. Пули разгонялись до 1000 м/с, сохраняя поражающее действие аналогичное обычным пулям на дальности более 300 м. Последнее, впрочем, диктовалось не столько повышением баллистических характеристик, сколько возможностью существенно экономить материалы, шедшие на изготовление пуль. Но технологические проблемы, характерные для всех образцов с коническими стволами, послужили причиной завершения этих работ ещё на этапе опытных образцов.

История стрелкового оружия с коническими стволами не завершилась с разгромом делавшей на него высокую ставку Германии и окончанием второй мировой войны. Семена идей, страстно пропагандировавшихся в начале XX века Г. Герлихом, периодически попадают на благодатную почву и дают любопытные всходы. Лежащие, казалось бы, на поверхности огромные преимущества конического ствола над классическим цилиндрическим, заставляют новые поколения оружейников вновь и вновь обращаться к этой теоретически близкой к идеальной идеи, каждый раз наталкиваясь на прозаическую стену технологических и экономических проблем.

Экспериментальный германский патрон 14/9,5 мм для авиационной пушки

Многопульный патрон .50/.30 Salvo

Американская программа Salvo
1. Пули калибра .50
2. Патрон .308/. 15
3. Патрон 9/7,62x19
4. Патрон .45/.38

В 1962 году американцы приступили к реализации программы Salvo (англ. - 'залп') - 'Salvo Squeezebore'. Сокращённо - SSB. Оружие, разработанное в рамках этой программы, должно было при каждом нажатии на спусковой крючок выпускать залп небольших высокоскоростных поражающих элементов, способных уничтожить с высокой вероятностью живую силу противника на дальности до 400 метров. С этой целью был разработан целый ряд боеприпасов, первоначально имевших от двух до восьми пуль каждый. В ходе практических работ количество пуль уже было сокращено от трёх до пяти. Пули представляли собой конические с короткой цилиндрической ведущей частью полые колпачки. Головная часть каждого следующего за первым 'колпачка' входила почти наполовину в полость в донной части предыдущего. При движении по коническому каналу ствола пули не только разгонялись, но и, обжимаясь, выдавливались из полости предыдущей, обеспечивая их разделение до вылета за дульный срез. Первой ласточкой проекта стал крупнокалиберный пулемёт, в котором пять конических пуль массой около 9 грамм каждая (140 гран) обжимались с калибра .50 до .30. В 1967 году пулемётом, способном при штатном темпе стрельбы 600 выстрелов в минуту выпускать три тысячи пуль, заинтересовался военно-морской флот США, нуждавшийся в эффективном оружии для поддержки сухопутных частей, действовавших в прибрежной зоне во вьетнамской войне. Для индивидуального оружия были созданы патроны на базе штатной гильзы 7,62x51, содержавшие по три пули массой 20 гран (1,28 грамма) каждая, которые при обжатии до калибра .15 (3,8 мм) разгонялись до скорости 1220 м/с. Для пистолета 'Кольт' М1911А1 со стволом, сужающимся с калибра .45 до .38, был разработан трёхпульный патрон. Масса каждой пули составляла 80 гран (5,1 грамма). Но, как и практически все предыдущие, эта программа, 'наступив на старые грабли', была свёрнута в пользу разработки, тогда считавшихся весьма перспективными, стреловидных пуль. Впрочем, 'стрелочная' программа S.P.I.W. (Special Purpose Individual Weapon) в последствие также не принесла ожидаемого результата. Подкалиберные пули, несмотря на целый ряд преимуществ (высокая начальная скорость и малое падение её на траектории, обеспечивающие, как и конические стволы внесение минимальных поправок в процесс прицеливания, а, следовательно, и максимальную вероятность поражения цели при прочих равных условиях), не смогли удовлетворит потребностей военных.

Естественно, что игнорировать заманчивые перспективы, ожидаемые от конических стволов, не смогли и отечественные оружейники. Естественно, после первого всплеска интереса, пришедшего на тридцатые годы XX века, пришёлся период затишья, связанный с войной, когда сил на столь 'экзотическое' оружие просто не хватало. Второй пик интереса пришёлся на конец 40-х годов, когда в страну попало огромное количество немецких трофеев в виде документации и экспериментальных образцов вооружения, в числе которых были представлены и образцы с коническими стволами. Горячий энтузиазм, проявленный расчётливыми немцами в этой области, не мог оставить безучастными наших исследователей. Но по отрывочным сведениям, дошедшим до нас от тех засекреченных времён, наши работы не переступили порог экспериментов и, скорее всего, проводились просто для проверки достоверности исследований поверженного противника. Но, видимо, этой идее, как сыру в мышеловке, суждено притягивать вечно.

Патрон СП-1 (в центре) в сравнении со штатными 7,62x25 ТТ (слева) и 9x18ПМ (справа)

Пуля патрона 14,5x114 (слева) и экспериментальный снаряд калибра 21/16 мм

Наиболее оригинальное применение стволу переменного сечения предложил выдающийся отечественный оружейник Игорь Яковлевич Стечкин. В 1953 году он разработал на базе гильзы недавно принятого на вооружение 9-мм пистолетного патрона, которым стрелял и его АПС, специальный боеприпас для бесшумной стрельбы. Его пуля особой конструкции обжималась в коническом нарезном стволе с 9 мм до 7,62 мм. За пулей располагался поршень, который после прохождения пулей дульного среза, запирал канал ствола, препятствуя прорыву пороховых газов наружу и образованию звука от их расширения. При последующем выстреле пуля выталкивала поршень от предыдущего и, затем, процесс повторялся. Ввиду сложности производства патрон, получивший индекс СП-1, и оружие под него так и остались экспериментальными. Тем не менее, результаты, полученные при отработке СП-1, легли в основу при создании более совершенного 7,62-мм бесшумного патрона СП-2 с отсечкой пороховых газов внутри гильзы, который И.Я. Стечкин создал уже в 1954 году. В том же году СП-2 и стреляющие портсигары под него были приняты в КГБ СССР.

К идее гладкого конического насадка на ствол автомата в СССР вернулись в начале 60-х годов прошлого века после появления информации об успешных работах американцев над малокалиберными штурмовыми винтовками. Наряду с созданием отечественных стволов малого калибра для автоматов, рассматривались варианты на базе штатного 7,62-мм автомата АКМ. Один из вариантов предусматривал стрельбу из АКМ без каких бы то ни было конструктивных изменений подкалиберными пулями диаметром 5,6 мм с отделяющимися поддонами самой разнообразной конфигурации из различных материалов. Другой вариант предполагал навинчивание на резьбу на дульной части автомата специального конического насадка вместо компенсатора. Проходя через этот насадок, уже разогнавшаяся в стволе пуля специальной конструкции с углублением в донной части в районе ведущего пояска обжималась до диаметра 5,6 мм. Но, как и в подавляющем большинстве предшествующих исследований, при выборе нового боеприпаса для перспективного малокалиберного автомата выбор был сделан в пользу классического цилиндрического нарезного ствола и принятого в 1974 году патрона 5,45x39.

Дульный насадок, переобжимающий пулю с 7,62 мм до 5,6 мм установленный на АКМ

Патроны 7,62x54R:
1. С пулей ЛПС
2. Двухпульный с игловидным сердечником
3. Двухпульный с тандемным расположением пуль

Но и эти исследования не стали последними в ряду отечественных работ с коническими стволами. После известных событий на полуострове Даманский возникла необходимость в резком повышении плотности пулемётного огня на относительно малых дистанциях. Снова вспомнили о конических насадках. На этот раз он имел длину всего около 5 мм и был предназначен для деления пули на две. Естественно, что штатная пуля для этого не подходила. Пуля, предназначенная для этой цели имела игловидный стальной сердечник, заключённый в толстостенную латунную трубчатую оболочку. При стрельбе со штатного ствола пуля вылетала как единое целое и поражала цели так же, как и обыкновенная. После установки конического насадка при выходе из ствола относительно мягкая трубчатая оболочка слегка переобжималась и притормаживалась, освобождая стальной сердечник. Разность во внешнебалли-стических характеристик сердечника и оболочки обеспечивала необходимое рассеивание для повышения вероятности попадания в цель. Эта оригинальная конструкция, как и ещё несколько последующих в какой-то мере воплощений идей Г. Герлиха, так же канула в Лету, разделив участь предшественников.

Пожалуй, единственными, кто извлёк пользу из, в некоторой степени, конических стволов оказались спортсмены. В среде стрелков всегда ценились и будут цениться стволы с лёгким, как говорят, 'подпором', в котором пуля на всём протяжении движения по каналу ствола со слабо выраженным сужающимся к дульной части конусом испытывает постоянное усиливающееся сжатие. Такой ствол обладает наилучшими характеристиками для высокоточной стрельбы, хотя отнести его к наследию Г. Герлиха довольно трудно. Тем более, что это свойство было известно задолго до появления 'ультра-пуль'. Весьма вероятно, что эта идея надолго опередила своё время, и в будущем конические стволы найдут достойное применение в оружие, созданном на принципиально новых технологических принципах. Но пока, даже немцы, единственные, кто довёл идею конического ствола в боевом оружии до практического применения в боевых условиях, не получили с этого заметных преимуществ.