Кіріспе
Арттауыш артиллерия класы (RBL) – бұрынғы тегіс ұңғылы және ұңғылынан оқ тиелетін артиллериядан өзгеше, оқ түбінде спираль тәрізді ойықтары бар және қақпақтан оқ тиеді. Оқ түбіндегі спираль тәрізді ойықтар снарядқа бағытталған тұрақтылықты береді және ұшу қашықтығын арттырады. Қарудың артқы жағынан оқ тиеу экипаждың жаудың атысына аз ұшырауына мүмкіндік береді, кішірек артиллериялық орналасқан жерлер немесе мұнаралар салуға және оқ ату жылдамдығын арттыруға ықпал етеді. Бұл қарқынды дамып келе жатқан қақпақ жүйелері мен олардың мүмкіндіктерін кеңейткен қуатты жаңа қарулар бекіністер мен темір кемелерді жасаудағы қарулану жарысына әкелді, нәтижесінде HMS Dreadnought класындағы кемелер пайда болды және Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін бұл жарыс жалғасты.
A rifled breech loader (RBL) is an artillery piece which, unlike the smoothbore cannon and rifled muzzle loader which preceded it, has rifling in the barrel and is loaded from the breech at the rear of the gun. The spin imparted by the gun's rifling gives projectiles directional stability and increased range. Loading from the rear of the gun leaves the crew less exposed to enemy fire, allows smaller gun emplacements or turrets, and allows a faster rate of fire. These rapidly improving breech systems and the powerful new guns they facilitated led to an arms race in fortification and ironclad warship design that led to the battleship class of HMS Dreadnought and continued until the start of World War I.
Шолу
Артиллерияны зарядтаудың басты мәселесі – жабын жасау болды: оқ-дәрінің (алғашқыда ұнтақ) жануынан пайда болатын газдардың артқа қарай қашып кетпеуін қамтамасыз ету үшін, атудан кейін зеңбіректің артқы бөлігін герметикалық түрде жабу. Бұл қауіпсіздік мәселесі болды, сонымен қатар қарудың тиімділігіне де әсер етті – оқпанды оқпан бойымен үдету үшін барлық газдар қажет болды. Екінші мәселе – операция жылдамдығы: ату алдында зеңбіректі жабып, атудан кейін мүмкіндігінше жылдам ашу қажеттігі, бірақ қауіпсіздік сақталуы керек еді. Шамамен бірдей уақытта екі шешім әзірленді: «бұрандалы блок» және «сырғыма клиндер» немесе «сырғыма блок». 19 ғасырдың ортасында алғашқы заманауи зеңбіректер жасалған кезде, артиллерияға арналған ұнтақ зарядтары әдетте мата қаптарға салынатын, олар атылған кезде толығымен жанып кететін. Сондықтан, металл мылтық патронынан айырмашылығы, зеңбірек механизмі өзі жабын жасауды қамтамасыз етуі керек еді. Бұрынғы «бұрандалы» механизмдер ату алдында блокты зеңбірекке тығыз бұрау арқылы жабынды жасады, бірақ бұрандалардың өзі газдарды толығымен ұстап тұруға жеткіліксіз болды. Бұл мәселені мүмкіндігінше жылдам бұрау және ашу қажеттілігі одан әрі усложнилды; бұл «үзіліс бұрандасы» блогы арқылы шешілді, онда блок айналасы диаметрі сәл кішірек бөліктерінде кезекпен бұрандаланған және бұрандаланбаған. Бұл бүкіл блок толық енгізіліп, содан кейін жабылу үшін аздап бұрылуға мүмкіндік берді. Демек, егер блок айналасы екі бөлікке бөлінген болса, оны жабу үшін бірнеше айналымның орнына тек ¼ айналым жасау жеткілікті болды. Алайда, мұндай жағдайда блок айналасының жартысы ғана бұрандаланған, демек қауіпсіздік төмендеді. Зеңбіректі жабудың тағы бір жолы – оқ-дәрі зарядын металл патрон корпусына салу, ол атылған кезде кеңейіп, зеңбіректі герметикалық түрде жабатын. Содан кейін зеңбірек блогы тек патрон корпусын бекітуге қана мұқтаж болды. Бұл зеңбірек артқы бөлігінен тік немесе көлденең ойық арқылы блокты патрон корпусының артына сырғыту арқылы оңай орындалды: «сырғыма клиндер» немесе «сырғыма блок» зеңбірегі.
Ертедегі арқан жүктер
Орта ғасырдың ең алғашқы зеңбіректерi артқы жағынан зарядталатын болды, оқ-дәрі мен снарядтар зеңбірек трубкасының арт жағына түсірілетін ыдыстарда сақталады. Бірақ, нашар тығыздамалары оларды қауіпті етіп, тез тозуына және үлкенірек қаруларға көшіруге мүмкіндік бермеді. 19 ғасырға дейін тек алдыңғы жағынан зарядталатын зеңбіректер ғана қолданылды. 1837 жылы Мартин фон Вахрендорф көлденең бұрышпен бекітілген цилиндрлі артқы бөлігі бар зеңбірек дизайнын патенттеді; ол 1854 жылы Швецияда қабылданды. Ал, Джованни Кавалли 1832 жылы Сардиния армиясына алғашқы артқы зарядтағыш зеңбіректі ұсынды және 1845 жылы осындай зеңбіректі алғаш рет сынап көрді.
Армстронгтың бұрандалы тұтқасы
Өнеркәсіптік дәуірдегі металлургияның жетістіктері бұрыштық жүктемелі зеңбіректерді жасауға мүмкіндік берді, олар айтарлықтай жоғары бастапқы жылдамдықпен оқ атуға қабілетті болды. Крым соғысында британдық артиллерия Наполеон соғыстарынан бері еш өзгермегені анықталғаннан кейін, өнеркәсіпші Уильям Армстронгқа үкімет жаңа артиллерия құралын жобалауға келісім-шарт берді. Өндіріс 1855 жылы Элсвик қару-жарақ компаниясында және Вулвичтегі Корольдік арсеналда басталды. Оның "Армстронг бұрандасы" зеңбірегінің құрылымында, қуыс бұранда арқылы снарядты және ұнтақ зарядын мата қалтаға тиеу, ұнтақ камерасының артындағы ойыққа ауыр блок түсіру және блокты бекіту үшін бұранданы тығыз бұрау қарастырылды. Блок бетіндегі шүкір камера бетіндегі терең ойыққа басылып, белгілі бір деңгейде герметикалық жабылуға қол жеткізілді. Бұл жүйе, негізінен, кейіннен Крупптың көлденең және тік нұсқаларында қолданған тік сырғанамалы блок құрылысы болды, бірақ Армстронгтың ұнтақ зарядын металл оқтамаға тиеуге көшпегені маңызды айырмашылық еді, нәтижесінде толық герметикалық жабылу мүмкін болмады. Герметикалық жабылудың қандай болса да нәтижесі, қарудың атылу күшіне емес, қол еңбегіне тәуелді болды, сондықтан ол сенімсіз принципке негізделген және ірі калибрлі зеңбіректерге жарамсыз болды. Армстронгтың бұрандалы қақпақтары бастапқыда Британ армиясы мен Корольдік теңіз күштері қабылдады, бірақ снарядтардың броняны тесіп өтуінің шектеулі болуы, қақпақ блоктарының жарылуына байланысты қауіпсіздік алаңдаушылықтары және зеңбірекшілерден талап етілетін жоғары білік деңгейі Британ үкіметін 1865 жылдан 1880 жылға дейін бұрыштық жүктемелі зеңбіректерге қайта оралуға мәжбүр етті, содан кейін Ұлыбритания сенімді бұрандалы қақпақ механизмдерін қолданды. Жапон императорлық армиясы Бошин соғысы кезінде Армстронг зеңбіректерін Айдзу қаласын қиратып, тұрғындарын жылдам қарсылықсыз бағынуға мәжбүрлеу үшін пайдаланды, ал британдық Армстронг жеңіл далалық зеңбіректері Екінші опиум соғысында қытай күштеріне қарсы өте тиімді болды. Дегенмен, британдық армия мен теңіз күштері жұмыс істеуге оңай, сенімді герметикалық жабылу жүйелері бар үлкен қуатты артқы жүктемелі зеңбіректер дамығанша бұрыштық жүктемелі зеңбіректерге қайта оралуды жөн көрді.
Бродвелл сақинасы
Америкалық инженер Льюис Уэллс Бродвелл, Еуропадағы Гатлинг Ган компаниясының сату агенті ретінде жұмыс істеді. Ол қағаздан жасалған тығыздағыш стақанды, оқ-дәрісі салынған RBL-дерде металл газ сақинасымен алмастырып, 1861 жылы өзінің өнертабысын патенттеді, кейін 1864 және 1866 жылдары оны жетілдірді. Көптеген елдер Бродвеллге осы дизайн үшін роялти төледі, бірақ Германиядағы Крупп компаниясы оны ұрлап, тегін пайдаланды.
Француздық күш-жігер
Осы уақыт аралығында француздар артқы жүктегіштерді жасауға тырысты, олардың жылдам жүктелуі, жоғары қуаты, қауіпсіздігі және бөгеу мәселесін шешу мүмкіндігі болды. 1875 жылы жасалған Лахитольдің 95 мм зеңбірегі бұрандалы құлыппен жабдықталған болатын және алғашқы үш талапты толыққанды орындады, ал бөгеу мәселесін жартылай шешті. Соңында, 1877 жылы енгізілген де Банг жүйесі маймен сіңдірілген асбест төсегі арқылы бөгеу мәселесін шешті, ол оқ атылғанда кеңейіп, артқы бөлікті герметикалық түрде жапты. Де Банг жүйесі бүгінгі күнге дейін барлық бұрандалы құлыптар үшін бөгеу жүйесі болып табылады. Ұлыбритания 1880-ші жылдардың басында, "Армстронг кубогы" бөгеу жүйесімен жасалған алғашқы тәжірибелерден кейін, артқы жүктегіштерге қайта оралғанда де Банг құлыптарын қабылдады. Ұлыбритания, Франция және АҚШ көптеген калибрлер үшін бұрандалы құлыптарды артық көреді, бірақ де Банг бұрандалы құлыптарының басты кемшілігі – бұрандалы блок айналымының жартысын ғана бұрауға болатындықтан, қауіпсіз құлыптау үшін оның ұзын болуы керек еді. Оқ тиеу үшін үш операция кері ретпен орындалуы тиіс болды. Сондықтан бұл "үш қозғалыс блогы" деп аталды және оны пайдалану баяу болды.
Желінің артқы жағын бұғаттау
Лондонда Торстен Норденфельттің қару дизайнымен айналысқан кезінде Аксель Веллин 1889–1890 жылдары бұл мәселені сатылы кесілген Веллин бұрандалы құлпымен шешті. Онда бұранданың диаметрі арта түсетін сатылар тізбегі болды, сондықтан бұранданың жартысы ғана емес, бұрандаланған бөлігі – қадамдар саны / (1 + қадамдар саны) пропорциясында болды: яғни, егер үлкен зеңбіректің құлпында төрт сатылы кесік болса, бұранданың 80% бұрандаланған, бұл бұранда мен құлптың қысқаруына мүмкіндік берді. Осының арқасында құлыпты екі қозғалыспен ашуға және шығаруға болады – "екі қозғалысты кесілген бұрандалы" құлып.
Бофордың оғыздық бұрандасы
Сондай-ақ 1890 жылдардың басында Бофорс компаниясының Арен Сильверспарре Армстронг моделі сияқты, бұранданы жанына бұру алдында оны кері тарту қажеттілігін жойлайтын огивальды бұрандалы жабын ойлап тапты. Бофорс осыны 20 ғасырға дейін орта артиллерияда қолданып келді. Эльсвик конусты бұрандалы жабыны да ұқсас принципке негізделген.
Жылжымалы блок
Неміс компаниясы Крупп, керісінше, барлық артиллериялық калибрлерге, тіпті теңіздік пушкаларға дейін бұрандалы емес, "көлденең жылжымалы блок" шұңқырларын қолданды. Бұл жағынан түпнұсқа "Армстронг бұрандасына" ұқсас еді: оқ және ұнтақ патроны ашық артқы жағынан түтік ішіне салынып, содан кейін болат блок шұңқырдан кесілген көлденең ойыққа сырғытылып, артқы жағын жабатын еді. Бірақ Армстронгтан өзгеше, Крупп ұнтақты үлкен мылтық патронына ұқсас металл қаптамаға салды, ол атыс кезінде патрон ұясының қабырғасына кеңейіп, шұңқырды жақсырақ герметтеді. Көлденең және тік түрдегі жылжымалы блок және металл қаптама екінші дүниежүзілік соғыстан кейін де (мысалы, 7,5 см Pak 40) неміс шұңқыр жүйесінің бастысы болып қала берді және кейбір заманауи артиллерияда әлі де қолданылады.
Тез атылатын қарулар
Ең алғашқы тез ату қабілетіне ие жеңіл пуля – 1 дюймдік Норденфельт пулясы, ол 1880 жылдан бері Ұлыбританияда өндірілді. Бұл қару 1870 жылдардың соңы мен 1880 жылдардың басында пайда болған жаңа, кішкентай, жылдам торпедалық қайықтардан үлкен соғыс кемелерін қорғау мақсатымен жасалған. Ол Хельге Палмкранц құрастырған, сәтті Nordenfelt винтовка калибрлі қолмен айналдырылатын "пулеметтің" үлкейтілген нұсқасы болды. Пуля қатты болаттан жасалған, ұшы қатайтылған, ал сырты латуньмен қапталған. 1880 жылдардың ортасында торпедаға қарсы қорғаныс үшін оны жаңа буын Хочкисс және Норденфельт "QF" пулялары, 47 мм және 57 мм калибрлі, жарылатын "доғалы ұшты" снарядтар алмастырды. Француз фирмасы Хочкисс 1886 жылдан бастап QF 3 фунттық пуляны жеңіл 47 мм теңіз пулясы ретінде шығарды. Бұл қару торпедалық қайықтар сияқты кішкентай, жылдам кемелерге қарсы қорғануға өте қолайлы болды және бірден Royal Navy (Көрнелдік Әскери-теңіз күштері) тарапынан "Ordnance QF 3 pounder Hotchkiss" деп қабылданып алынды. Ол Elswick Ordnance Company компаниясының лицензиясы бойынша салынды. Хочкисс және Норденфельт пулялары оқ-дәрілерді снаряд, патрон корпусы және капсюль бірге болатын бір патрон ретінде зарядтайтын. Патрон корпусы ату кезінде қақпақты жабыстырып, тік сырғанамалы клин (блок) оны бекітетін. Бұл жаңа пулялар мақсатты тұрақтандыруды жеңілдететін, бір қозғалыспен зарядтауға және патрон енгізілгеннен кейін бірден атуға, содан кейін оқты шығарып тастауға мүмкіндік беретін кері серпілісті басқару құрылғыларын қамтыды – осы қасиеттері "тез ату" пулясын көрсетеді. Бұл артиллерия үшін жаңа стандарт орнатты және оқ ату циклдарын секундтармен, емес минуттармен өлшеуге мүмкіндік берді. Ұлыбритания 1880 жылдардың соңы мен 1890 жылдардың басында 6 дюймға дейінгі барлық калибрлер үшін латунь патрон корпустарын қолданды. Алайда, британдықтардың тез ату пулялары ("QF" британдық терминологияда, металл патрон корпустарындағы зарядтармен синоним болды) бұрандалы қақпақтарды пайдалануды жалғастырды, бірақ олардың функциясы затпылдықты қамтамасыз етудің орнына патронды бекітуге ғана бағытталған. 6 дюймдік QF пуляларының тудырған күшті кері серпілісіне әлі де мүмкіндігінше көп бұрандалы жіптері бар берік қақпақ қажет болды. Алайда, үзілген бұрандалы жіп, атыс кезінде патронды бекіту үшін жеткілікті жіпке ие болу үшін, әлі де үш жеке қозғалысты қажет етті: айналдыру, кері тарту, атыс болғаннан кейін жаққа жылжыту және атыс алдында кері қайтару. Elswick Ordnance Company (Армстронгтың артиллериялық бөлімі) бұзылған бұрандалы жіптің конустық нұсқасын жасады, алдыңғы жағына қарай диаметрі тұрақты емес, азаятын. Бұл екінші "кері тарту" қозғалысын жойды, енді тек екі қозғалыс қажет болды: айналдыру және жаққа жылжыту. Бұл ұзаққа созылмады, Ұлыбритания барлық пуляларға Welin сатылы бұрандасын қолдана отырып, қаптарға зарядтарды қабылдады, ол қолжетімді болғаннан кейін бірнеше жыл ішінде.
The French firm Hotchkiss produced the QF 3 pounder as a light 47 mm naval gun from 1886. The gun was ideal for defending against small fast vessels such as torpedo boats and was immediately adopted by the RN as the "Ordnance QF 3 pounder Hotchkiss". It was built under licence by Elswick Ordnance Company. Both the Hotchkiss and Nordenfelt guns loaded ammunition as a single cartridge with projectile, cartridge case and primer in a single unit. The cartridge case sealed the breech on firing and a vertical sliding wedge (block) locked it in place. These new guns incorporated recoil control devices which facilitated consistency of aim, allowed single motion loading and could be fired as soon as the cartridge was inserted, and then ejected it after firing, these properties denoting a "quick firing" gun. This set a new standard for artillery, and made firing cycles measured in seconds rather than minutes possible. Britain used brass cartridge cases for all calibres up to 6 inches in the late 1880s and early 1890s. However, British designed quickfiring ("QF" in British terminology, which became synonymous with charges in metal cartridge cases) continued to use screw breech blocks, but with their function merely to lock the cartridge in place rather than provide obturation. The powerful backward force generated by 6 inch QF guns still required a strongly seated breech screw with as much thread as possible. However, a basic interrupted thread screw sufficiently long enough to have enough thread to secure the cartridge on firing still required three separate motions to operate – rotate, withdraw, swing aside after firing, and repeated in reverse before firing. Elswick Ordnance Company (Armstrong's ordnance arm) developed a coned version of the interrupted thread screw, with a decreasing rather than constant diameter towards the front. This eliminated the second "withdrawal" motion, with just two motions now necessary, rotate and swing aside. This proved short lived, with Britain adopting charges in bags using the Welin stepped interrupted screw for all guns and up within several years of it becoming available.