Посмотрим, как по-разному можно решать одну и ту же инженерную задачу, даже если эта задача — запускать в цель маленькие кусочки свинца.
В сегодняшней программе: болтер для войны во Вьетнаме, огнестрельный дартс и опасное прочтение старой поговорки.
Пост о фантастическом оружии из середины 20 века оказался неожиданно популярным, но правильнее рассказывать о военных диковинках начиная с патронов. Именно они — то, вокруг чего проектируется огнестрельное оружие и среди них достаточно оригинальных и просто курьезных конструкций.
На том, чем заряжали огнестрел на заре его развития, задерживаться не буду. Долгое время оружейники имели весьма смутные представления о баллистике и о том, как должны выглядеть боеприпасы. Показательна история, описанная в одной из книг Джека Келли.
В 1500-е годы на территории нынешней Германии разгорелся спор о том, почему пули из оружия с винтовыми нарезами в стволе летят точнее. Баварский чернокнижник Мореций с учениками авторитетно заявлял, что обычно на траекторию пуль влияют бесы, но пуля из нарезного оружия летит по прямой, потому что вращается, ибо ни один бес не может удержаться на крутящемся предмете. Его оппоненты из церкви были твердо уверены в противоположном: вращающиеся тела привлекают бесов и винтовки так точны, потому что пулю направляют в цель злые силы.
Дошло до того, что в 1547 году гильдия оружейников поставила эксперимент:
Казалось бы, спустя двести лет оружейники уже должны были разобраться в физике полета пули, но, не совсем. Так, прообраз пулемета — запатентованное в 1718 году «ружье Пакла» комплектовалось барабаном для стрельбы кубическими пулями. Нужно ли говорить, что бесам баллистики они очень не нравились?
Темные были времена, но к середине 19 века они наконец прошли, и патрон приобрел более-менее современный вид.
Пуля (1), гильза (2), пороховой заряд (3), закраина (4) и капсюль (5) — формула оказалась настолько успешной, что и в 21 веке оружейники не придумали ничего лучше. Но попыток было немало.
Один из способов радикально улучшить современное оружие — изобрести надежный безгильзовый патрон. Он сильно упростит конструкцию за счет отказа от механизмов для автоматического выброса стреляных гильз. Вместе с гильзами исчезнет и большинство причин неисправностей автоматического оружия. И это не говоря о том, что боекомплект станет легче. Поскольку средний вес солдатского снаряжения перевалил за 30 килограммов, вес патронов — немаловажный фактор.
Избавиться от гильзы, как от отдельного элемента конструкции патрона, можно, срастив ее с пулей. Так в 1980-х поступил итальянец Бруно Чиволани — создатель патрона 9mm AUPO и пистолета-пулемета Benelli CB-M2.
Обычный 9 мм патрон в сравнении с 9mm AUPO
В задней части его патрона располагался заполненный порохом «стакан», а вдоль стенки размещался легковоспламеняющийся «капсюльный заряд». Он детонировал от удара бойка по стенке «стакана» и поджигал порох. Тот, в свою очередь, сжигал диафрагму, закрывающую донце патрона. Пороховые газы высвобождались, и пуля целиком покидала ствол.
Скорее всего, Чиволани вдохновлялся патентом американца Уолтера Ханта — изобретателя пули Rocket Ball, жившего еще в 19 веке, но как к похожему решению пришел советский конструктор Владимир Алексеевич Герасименко неизвестно.
Для своего пистолета ВАГ-73 Герасименко изготовил цельностальной патрон и разработал сгорающий целиком капсюль. Чтобы боеприпас не «съедал» нарезы ствола, конструктор снабдил его ведущим латунным пояском, как на артиллерийском снаряде.
К сожалению, о характеристиках ВАГ-73 доподлинно ничего не известно. Работа велась в инициативном порядке, и до испытаний пистолет не добрался.
Ясно одно — судьба пистолета Герасименко была предрешена с самого начала — уж очень дорог в производстве был бы патрон. А вот Benelli CB-M2 испытывался военными и получал положительные отзывы, но в серийное производство допущен не был.
Другой тип безгильзового патрона — «мини-ракета» американского пистолета MBA Gyrojet.
Корпус этого крупного (13×50 мм) стального патрона цельный, но в его донце вокруг капсюля под углом просверлены миниатюрные отверстия. Через них образовавшиеся при выстреле пороховые газы постепенно выходят наружу, создавая реактивную тягу. Чем-то подобным через 38000 лет вооружится космический десант из технофентезийной вселенной Warhammer.
Создатели Gyrojet Роберт Мэйнард и Артур Биль стремились создать бесшумное оружие, которое по характеристикам превосходило бы классические пистолеты. Отчасти им это удалось.
Выстрел из Gyrojet был практически бесшумен, а на дальности в полсотни метров по энергии вдвое превосходил боеприпас пистолета Colt М1911. Однако, пуля Gyrojet медленно разгонялась — по воспоминаниям владельцев, на выходе из ствола ее можно было остановить, подставив ладонь.
К тому же, Gyrojet не отличался кучностью стрельбы. В отличие от Герасименко, Мэйнард и Биль не стали решать проблему износа нарезов и ограничились гладким стволом. «Мини-ракета» стабилизировалась вращением, полученным за счет закрученной реактивной струи, и потому легко сбивалась с траектории.
Отдельные американские солдаты покупали Gyrojet для войны во Вьетнаме, но быстро убеждались в бесполезности этого оружия в реальном бою. Стоило на линии огня оказаться тонкой веточке или плотной листве, и траектория выстрела смещалась в непредсказуемом направлении. Вместо малошумного и мощного оружия из Gyrojet получился технический курьез.
Еще один способ переизобрести патрон — отказаться от всяких намеков на гильзу. Тут дальше всех продвинулись немцы при помощи компании Dynamit Nobel.
С начала 60-х и до 90-х годов прошлого века они разрабатывали боеприпас, в котором пуля была бы вклеена в переднюю часть пороховой шашки, покрытой сгорающим защитным лаком. Основными проблемами этого типа патронов стали: хрупкость и склонность к самовоспламенению.
При интенсивной стрельбе внутренности оружия неизбежно разогреваются. Так что безгильзовый патрон с одной стороны должен выдерживать высокую температуру, а с другой гарантированно срабатывать при ударе по капсюлю. Обычный порох тут не подходил, и в Германии разработали высокотемпературный состав на основе тетрила.
В результате был создан 4,73 мм телескопический патрон DM11. Его пуля была целиком утоплена во взрывчатое вещество, так что боеприпас получился компактным и легким — всего 5,2 грамма. Для сравнения, распространенный патрон 5,56 × 45 мм НАТО весит 12,3 грамма.
Парадоксально, но винтовка, для которой предназначался DM11, Heckler&Koch G11, оказалась не проще, а намного сложнее традиционного оружия. Ее испытания и доработки растянулись без малого на 30 лет. И хотя в 1991 году уже бельгийцы из компании VBR упростили немецкую конструкцию и изготовили винтовку VBR CAR (Caseless Ammunition Rifle), в магазине которой помещалось аж 120 безгильзовых патронов, момент был упущен. Военные окончательно разочаровались в идее.
Оружейники активно экспериментируют и с другим элементом конструкции патрона — пулей. На этот раз, не чтобы упростить конструкцию оружия, а ради улучшения его характеристик, например, кучности и дальности стрельбы.
Ожидаемо, пик этих изысканий пришелся на годы холодной войны. Если раньше оружейники ограничивались изменением калибра и материалов, изобретали пули с сердцевиной из твердых сплавов, то в это время они проявили фантазию.
Известный по поговорке принцип в применении к пулям открывает много новых возможностей.
Если разделить головную часть патрона на сегменты, можно комбинировать их характеристики. Например, первый сегмент сделать бронебойным, второй из мягкой меди, третий — трассирующим. К тому же, такой патрон удваивает, а то и утраивает плотность огня и, в теории, позволяет точнее попадать в сравнении с огнем отсечками по три выстрела. Отдача единственного выстрела меньше сбивает прицел.
На практике концепцию проверили американские военные в конце 1950-х в рамках проекта SALVO. Для программы по поиску новых видов вооружения, помимо прочих, они изготовили несколько разновидностей патронов SSB —Salvo Squeeze Bore для пулемета М2, винтовки М14 и пистолета SSP Colt.
Они предназначались для стрельбы из модифицированного оружия с особым стволом. В начале его канал имел нарезы, но ближе к концу становился гладким и сужался. В этом месте конические сегменты пули, прежде двигавшиеся как единое целое, обжимались, разъединялись и покидали ствол уже по отдельности.
По сравнению с обычным, патрон SSB должен был обладать более высоким останавливающим действием и большей точностью, но на испытаниях второе предположение не подтвердилось. Сегменты пули разлетались слишком широко.
А вот в СССР аналогичные изыскания привели к тому, что в 1984 году крупнокалиберный многопульный патрон приняли на вооружение. 12,7х108/1СЛ, известный как «Теоретик», состоял из двух помещенных одна за другой бронебойно-зажигательных пуль калибром 12,7 мм каждая.
«Теоретик» в модификации с трассирующей пулей
Сильное рассеивание, которое мешало вести прицельную стрельбу из автомата, лишь увеличивало эффективность четырехствольного авиационного пулемета, для которого предназначался этот патрон.
Тем не менее, «Теоретик» использовали ограниченно. Во многом потому, что под него было необходимо перепрограммировать бортовые вычислители вертолетов, рассчитанные на баллистику обычного 12,7 мм боеприпаса.
Металлическими стрелками иногда заряжали гладкоствольные ружья еще в 17 веке, причем даже выкованные вручную и вложенные в деревянные поддоны, они давали небольшое увеличение дальности стрельбы.
Патрон ОПС в сравнении с одним из первых советских чертежей оперенной подкалиберной пули
Всерьез испытаниями стреловидных пуль занимались в то же время, что и многопульными патронами. К 1961 году в СССР разработки привели к созданию патрона ОПС (оперенный подкалиберный стрелковый) и автомата АО-27.
В нем помещалась стальная 50 мм стрелка массой 2,3 грамма. К ней прилегал пластиковый поддон, который при выстреле вел стрелку по каналам ствола и отделялся от нее уже в полете.
АО-27 показывал отличные результаты по кучности стрельбы, имел небольшую отдачу, хорошо пробивал преграды, но обладал меньшим по сравнению с АК-47 останавливающим действием. К тому же, патрон ОПС стоил в два раза дороже стандартного 7,62 мм. В итоге автомат АО-27 и патроны к нему так и остались на стадии опытных разработок.
Хотя позднее военные перепробовали несколько вариантов хвостового оперения и даже изготовили гибридные двухпульные и трехпульные стреловидные патроны, соотношение преимуществ, которые они давали, и цены оставалось невыгодным.
В США подобные пули изучали в рамках программы SPIW, но она не так и не привела к созданию оружия будущего. После принятия на вооружение винтовки Armalite AR-15, прародительницы M16, исследования прекратили, фактически признав бесперспективность подобных патронов. Впрочем, в артиллерийском деле совсем другая экономика, там наработки по «стрелам» нашли применение в виде бронебойных подкалиберных снарядов.
Текст вышел длинным, но о многом еще не рассказано. Если сообщество одобрит, выйдет продолжение, о подводных, бесшумных и не цилиндрических патронах, которые и на патроны то не похожи (один из них можно заметить на заглавной картинке). А потом, глядишь, и про реальные проекты космического десанта материал подготовлю.
P.S. Лонгриды пишутся долго, но я регулярно делюсь оружейными находками в Telegram канале GunFreak и веду заметки о мирных технологиях, полезных сервисах, домашней 3D-печати и других своих увлечениях в GeeksNote. Заглядывайте на скорую раздачу инвайтов на BitSpyder.
В сегодняшней программе: болтер для войны во Вьетнаме, огнестрельный дартс и опасное прочтение старой поговорки.
Пост о фантастическом оружии из середины 20 века оказался неожиданно популярным, но правильнее рассказывать о военных диковинках начиная с патронов. Именно они — то, вокруг чего проектируется огнестрельное оружие и среди них достаточно оригинальных и просто курьезных конструкций.
На том, чем заряжали огнестрел на заре его развития, задерживаться не буду. Долгое время оружейники имели весьма смутные представления о баллистике и о том, как должны выглядеть боеприпасы. Показательна история, описанная в одной из книг Джека Келли.
В 1500-е годы на территории нынешней Германии разгорелся спор о том, почему пули из оружия с винтовыми нарезами в стволе летят точнее. Баварский чернокнижник Мореций с учениками авторитетно заявлял, что обычно на траекторию пуль влияют бесы, но пуля из нарезного оружия летит по прямой, потому что вращается, ибо ни один бес не может удержаться на крутящемся предмете. Его оппоненты из церкви были твердо уверены в противоположном: вращающиеся тела привлекают бесов и винтовки так точны, потому что пулю направляют в цель злые силы.
Дошло до того, что в 1547 году гильдия оружейников поставила эксперимент:
Сначала по целям, находившимся на расстоянии 200 ярдов, из нарезных ружей было выпущено двадцать обычных свинцовых пуль. Затем из тех же ружей выстрелили двадцатью пулями, отлитыми из чистого серебра, трижды освященными и с маленьким крестиком на каждой. Из обычных пуль в цель попали девять, все освященные прошли мимо. Дело было ясное: демоны предпочитают вращение. Церковные власти запретили в городе дьявольские нарезные ружья, горожане бросали их в костер на городской площади.
Казалось бы, спустя двести лет оружейники уже должны были разобраться в физике полета пули, но, не совсем. Так, прообраз пулемета — запатентованное в 1718 году «ружье Пакла» комплектовалось барабаном для стрельбы кубическими пулями. Нужно ли говорить, что бесам баллистики они очень не нравились?
Темные были времена, но к середине 19 века они наконец прошли, и патрон приобрел более-менее современный вид.
Пуля (1), гильза (2), пороховой заряд (3), закраина (4) и капсюль (5) — формула оказалась настолько успешной, что и в 21 веке оружейники не придумали ничего лучше. Но попыток было немало.
Дисклеймер
Оружие в статье рассматривается как памятник изобретательности его конструкторов. Автор не пропагандирует войну и насилие и наивно надеется, что однажды все с ними связанное можно будет увидеть только в музеях.
Безгильзовые и реактивные
Один из способов радикально улучшить современное оружие — изобрести надежный безгильзовый патрон. Он сильно упростит конструкцию за счет отказа от механизмов для автоматического выброса стреляных гильз. Вместе с гильзами исчезнет и большинство причин неисправностей автоматического оружия. И это не говоря о том, что боекомплект станет легче. Поскольку средний вес солдатского снаряжения перевалил за 30 килограммов, вес патронов — немаловажный фактор.
Патрон с «улетающей» гильзой
Избавиться от гильзы, как от отдельного элемента конструкции патрона, можно, срастив ее с пулей. Так в 1980-х поступил итальянец Бруно Чиволани — создатель патрона 9mm AUPO и пистолета-пулемета Benelli CB-M2.
Обычный 9 мм патрон в сравнении с 9mm AUPO
В задней части его патрона располагался заполненный порохом «стакан», а вдоль стенки размещался легковоспламеняющийся «капсюльный заряд». Он детонировал от удара бойка по стенке «стакана» и поджигал порох. Тот, в свою очередь, сжигал диафрагму, закрывающую донце патрона. Пороховые газы высвобождались, и пуля целиком покидала ствол.
Скорее всего, Чиволани вдохновлялся патентом американца Уолтера Ханта — изобретателя пули Rocket Ball, жившего еще в 19 веке, но как к похожему решению пришел советский конструктор Владимир Алексеевич Герасименко неизвестно.
Для своего пистолета ВАГ-73 Герасименко изготовил цельностальной патрон и разработал сгорающий целиком капсюль. Чтобы боеприпас не «съедал» нарезы ствола, конструктор снабдил его ведущим латунным пояском, как на артиллерийском снаряде.
К сожалению, о характеристиках ВАГ-73 доподлинно ничего не известно. Работа велась в инициативном порядке, и до испытаний пистолет не добрался.
Ясно одно — судьба пистолета Герасименко была предрешена с самого начала — уж очень дорог в производстве был бы патрон. А вот Benelli CB-M2 испытывался военными и получал положительные отзывы, но в серийное производство допущен не был.
Реактивный Gyrojet
Другой тип безгильзового патрона — «мини-ракета» американского пистолета MBA Gyrojet.
Корпус этого крупного (13×50 мм) стального патрона цельный, но в его донце вокруг капсюля под углом просверлены миниатюрные отверстия. Через них образовавшиеся при выстреле пороховые газы постепенно выходят наружу, создавая реактивную тягу. Чем-то подобным через 38000 лет вооружится космический десант из технофентезийной вселенной Warhammer.
Создатели Gyrojet Роберт Мэйнард и Артур Биль стремились создать бесшумное оружие, которое по характеристикам превосходило бы классические пистолеты. Отчасти им это удалось.
Выстрел из Gyrojet был практически бесшумен, а на дальности в полсотни метров по энергии вдвое превосходил боеприпас пистолета Colt М1911. Однако, пуля Gyrojet медленно разгонялась — по воспоминаниям владельцев, на выходе из ствола ее можно было остановить, подставив ладонь.
К тому же, Gyrojet не отличался кучностью стрельбы. В отличие от Герасименко, Мэйнард и Биль не стали решать проблему износа нарезов и ограничились гладким стволом. «Мини-ракета» стабилизировалась вращением, полученным за счет закрученной реактивной струи, и потому легко сбивалась с траектории.
Отдельные американские солдаты покупали Gyrojet для войны во Вьетнаме, но быстро убеждались в бесполезности этого оружия в реальном бою. Стоило на линии огня оказаться тонкой веточке или плотной листве, и траектория выстрела смещалась в непредсказуемом направлении. Вместо малошумного и мощного оружия из Gyrojet получился технический курьез.
Патроны со спрессованным зарядом
Еще один способ переизобрести патрон — отказаться от всяких намеков на гильзу. Тут дальше всех продвинулись немцы при помощи компании Dynamit Nobel.
С начала 60-х и до 90-х годов прошлого века они разрабатывали боеприпас, в котором пуля была бы вклеена в переднюю часть пороховой шашки, покрытой сгорающим защитным лаком. Основными проблемами этого типа патронов стали: хрупкость и склонность к самовоспламенению.
При интенсивной стрельбе внутренности оружия неизбежно разогреваются. Так что безгильзовый патрон с одной стороны должен выдерживать высокую температуру, а с другой гарантированно срабатывать при ударе по капсюлю. Обычный порох тут не подходил, и в Германии разработали высокотемпературный состав на основе тетрила.
В результате был создан 4,73 мм телескопический патрон DM11. Его пуля была целиком утоплена во взрывчатое вещество, так что боеприпас получился компактным и легким — всего 5,2 грамма. Для сравнения, распространенный патрон 5,56 × 45 мм НАТО весит 12,3 грамма.
Парадоксально, но винтовка, для которой предназначался DM11, Heckler&Koch G11, оказалась не проще, а намного сложнее традиционного оружия. Ее испытания и доработки растянулись без малого на 30 лет. И хотя в 1991 году уже бельгийцы из компании VBR упростили немецкую конструкцию и изготовили винтовку VBR CAR (Caseless Ammunition Rifle), в магазине которой помещалось аж 120 безгильзовых патронов, момент был упущен. Военные окончательно разочаровались в идее.
Многопульные и стреловидные
Оружейники активно экспериментируют и с другим элементом конструкции патрона — пулей. На этот раз, не чтобы упростить конструкцию оружия, а ради улучшения его характеристик, например, кучности и дальности стрельбы.
Ожидаемо, пик этих изысканий пришелся на годы холодной войны. Если раньше оружейники ограничивались изменением калибра и материалов, изобретали пули с сердцевиной из твердых сплавов, то в это время они проявили фантазию.
Одна – хорошо, а две – лучше
Известный по поговорке принцип в применении к пулям открывает много новых возможностей.
Если разделить головную часть патрона на сегменты, можно комбинировать их характеристики. Например, первый сегмент сделать бронебойным, второй из мягкой меди, третий — трассирующим. К тому же, такой патрон удваивает, а то и утраивает плотность огня и, в теории, позволяет точнее попадать в сравнении с огнем отсечками по три выстрела. Отдача единственного выстрела меньше сбивает прицел.
На практике концепцию проверили американские военные в конце 1950-х в рамках проекта SALVO. Для программы по поиску новых видов вооружения, помимо прочих, они изготовили несколько разновидностей патронов SSB —Salvo Squeeze Bore для пулемета М2, винтовки М14 и пистолета SSP Colt.
Они предназначались для стрельбы из модифицированного оружия с особым стволом. В начале его канал имел нарезы, но ближе к концу становился гладким и сужался. В этом месте конические сегменты пули, прежде двигавшиеся как единое целое, обжимались, разъединялись и покидали ствол уже по отдельности.
По сравнению с обычным, патрон SSB должен был обладать более высоким останавливающим действием и большей точностью, но на испытаниях второе предположение не подтвердилось. Сегменты пули разлетались слишком широко.
А вот в СССР аналогичные изыскания привели к тому, что в 1984 году крупнокалиберный многопульный патрон приняли на вооружение. 12,7х108/1СЛ, известный как «Теоретик», состоял из двух помещенных одна за другой бронебойно-зажигательных пуль калибром 12,7 мм каждая.
«Теоретик» в модификации с трассирующей пулей
Сильное рассеивание, которое мешало вести прицельную стрельбу из автомата, лишь увеличивало эффективность четырехствольного авиационного пулемета, для которого предназначался этот патрон.
Тем не менее, «Теоретик» использовали ограниченно. Во многом потому, что под него было необходимо перепрограммировать бортовые вычислители вертолетов, рассчитанные на баллистику обычного 12,7 мм боеприпаса.
Огнестрельный дартс
Металлическими стрелками иногда заряжали гладкоствольные ружья еще в 17 веке, причем даже выкованные вручную и вложенные в деревянные поддоны, они давали небольшое увеличение дальности стрельбы.
Патрон ОПС в сравнении с одним из первых советских чертежей оперенной подкалиберной пули
Всерьез испытаниями стреловидных пуль занимались в то же время, что и многопульными патронами. К 1961 году в СССР разработки привели к созданию патрона ОПС (оперенный подкалиберный стрелковый) и автомата АО-27.
В нем помещалась стальная 50 мм стрелка массой 2,3 грамма. К ней прилегал пластиковый поддон, который при выстреле вел стрелку по каналам ствола и отделялся от нее уже в полете.
АО-27 показывал отличные результаты по кучности стрельбы, имел небольшую отдачу, хорошо пробивал преграды, но обладал меньшим по сравнению с АК-47 останавливающим действием. К тому же, патрон ОПС стоил в два раза дороже стандартного 7,62 мм. В итоге автомат АО-27 и патроны к нему так и остались на стадии опытных разработок.
Хотя позднее военные перепробовали несколько вариантов хвостового оперения и даже изготовили гибридные двухпульные и трехпульные стреловидные патроны, соотношение преимуществ, которые они давали, и цены оставалось невыгодным.
В США подобные пули изучали в рамках программы SPIW, но она не так и не привела к созданию оружия будущего. После принятия на вооружение винтовки Armalite AR-15, прародительницы M16, исследования прекратили, фактически признав бесперспективность подобных патронов. Впрочем, в артиллерийском деле совсем другая экономика, там наработки по «стрелам» нашли применение в виде бронебойных подкалиберных снарядов.
И это не все
Текст вышел длинным, но о многом еще не рассказано. Если сообщество одобрит, выйдет продолжение, о подводных, бесшумных и не цилиндрических патронах, которые и на патроны то не похожи (один из них можно заметить на заглавной картинке). А потом, глядишь, и про реальные проекты космического десанта материал подготовлю.
P.S. Лонгриды пишутся долго, но я регулярно делюсь оружейными находками в Telegram канале GunFreak и веду заметки о мирных технологиях, полезных сервисах, домашней 3D-печати и других своих увлечениях в GeeksNote. Заглядывайте на скорую раздачу инвайтов на BitSpyder.
