Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия

Ну а теперь перейдём к мясу, т.е. к устройству ракетно-артиллерийского вооружения. Начнём с самого базового, древнего и распространённого варианта — ствольной артиллерии. Сюда входит всё то, что разгоняет боеприпас по трубе, именуемой стволом. Но! Ради оптимизации статей особенности и классификации конструкции миномётов, безоткатных орудий, аналогов Ноны и прочей экзотики будут описаны в отдельной части.

Часть 1. Задачи артиллерии.

Часть 2. Организация артиллерии.

Ахтунг! Размеры и пропорции на схемах показаны условно.

Под обзор в этой части попадают пушки и гаубицы. Обычно считается, что пушка это орудие, предназначенное для стрельбы с небольшими углами возвышения (до 20 град), ствол которого имеет большую длину (более 40 калибров). Гаубица наоборот, рассчитана на стрельбу с закрытой позиции с углами возвышения 20-40/45 град и длина её ствола составляет от 10 до 20-23 калибров. НО!

Всё бы ничего, однако, ещё с Первой мировой грань между дальнобойной пушкой и гаубицей начала стираться, появилось промежуточное звено в виде гаубиц-пушек или пушек-гаубиц, ими все современные гаубицы ими фактически и являются. Основным отличием гаубицы и её производных от пушки у нас сейчас является большое число переменных зарядов (у гаубиц 5-6 переменных зарядов, у пушек зачастую его нет вовсе). Гаубица-пушка от пушки-гаубицы отличается углами возвышения: у первой он выше 45 град (65 град у МЛ-20), у второй ниже или равно 45 град (у Д-20).

Угол возвышения у Пиона и Малки - 60 град, больше ряда гаубиц
Угол возвышения у Пиона и Малки - 60 град, больше ряда гаубиц

В НАТО гаубицей называют обычно всё, угол возвышения чего более 45 град, правда, это не мешает французам и англичанам всё записать в пушки. Например, 105-мм M119 в США считается гаубицей, а в Великобритании её сестра L118 — пушкой. Финны сидят в неопределившихся: у себя помечают производящиеся орудия буквой К (kenttäkanuuna — полевая пушка), что не мешает продавать их на международном рынке как GH (gun-howitzer — пушка-гаубица).

Ещё один вечный спор — где кончается стрелковое оружие и начинается артиллерия. Обычно последняя начинается от калибра 20 мм и использует снаряд, т.е. боеприпас с ведущими поясками, тогда как всякие дробовики калибра выше 20 мм такового не имеют. Но есть и исключения: немцы во Вторую мировую свою 20-мм авиапушку MG-151 считали пулемётом, хотя даже её ранний 15-мм вариант имел пояски.

Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия, image #2

Самое главное в ствольной артиллерии, как ясно из названия, это ствол. По нему боеприпас разгоняется, получает направление полёта. Конструкция ствола довольно проста — металлическая труба (это реальное название детали), обычно сужающаяся к окончанию, дульному срезу. Следовательно, что примыкает к этому концу называется дульной частью. С противоположного конца находится казённая часть ствола с казённым срезом. Перед ней стенки трубы имеют наибольшую толщину, т.к. там максимальное давление при выстреле. Если дульная часть оснащается в основном только креплением для дульного тормоза, то казённая имеет крепления для различных механизмов орудия. Сужающаяся часть ствола называется коническим участком, где грани параллельны — цилиндрическим.

Схема устройства трубы
Схема устройства трубы

Ствол может быть как моноблочным, т.е. состоящим только из одной детали, так и состоящим из нескольких труб (многослойные стволы). При такой конструкции верхние слои (кожухи или оболочки) обжимают нижележащие, уменьшая таким образом толщину стенок ствола. Эти стволы называются скреплёнными. В моноблочных такую роль выполняют слои металла одной детали: трубу изготовляют под напряжением, из-за чего внутри материал деформируется пластично, тогда как снаружи происходят упругие деформации и после охлаждения они давят на нижние слои. Это называется автофретированием.

а) моноблочный ствол; б) скреплённый ствол; в) ствол со свободным лейнером; г) ствол со свободной трубой
а) моноблочный ствол; б) скреплённый ствол; в) ствол со свободным лейнером; г) ствол со свободной трубой

Но есть такие многослойные стволы, где кожух больше трубы на 0,05-0,3 мм. Такая труба называется лейнером и может легко меняться после износа. При выстреле нижний слой распирает от давления и он передаёт напряжение на кожух. В ствола со скреплённым лейнером кожух надевается без зазора с небольшим напряжением. Распространена схема со свободной трубой, при которой кожух закрывает только часть ствола, где возникают наибольшие нагрузки.

Небольшой кожух на пушках семейства Д-81 служит ещё и деталью, соединяющей трубу с казёнником
Небольшой кожух на пушках семейства Д-81 служит ещё и деталью, соединяющей трубу с казёнником

Есть орудия, в которых кожух никакие нагрузки не воспринимает. Это применяют для:

  • термозащитные кожухи защиты от воздействия погоды, чтобы осадки не охлаждали верхнюю часть трубы, из-за чего та сожмётся и изогнётся, и маскировки в различных диапазонах (применяются на бронетехнике);
  • кожух выполняет роль соединительной детали (например, у гаубицы М-30);
  • бронирования ствола от осколков (сейчас почти не встречается).

Полость внутри трубы называется каналом ствола, который делится на два участка. Первый, камора, нужен для размещения заряда, а второй, ведущая часть, для разгона снаряда. Поверхность последней может быть как гладкой, так и с нарезами. В середине XX века встречались пушки, у которых для повышения КПД заряда ведущая часть делалась конической, сужающейся к дулу. До середины XVIII века были орудия, у которых канал ствола расширялся, чтобы улучшить разлёт дроби или картечи. В настоящее время ведущая часть канала ствола цилиндрическая.

Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия, image #6

Нарезы делают для того, чтобы снаряд приобрёл вращательное движение и тем самым стабилизировался в полёте. В зависимости от того, в какую сторону закручивает снаряд, различают левую и правую нарезки. Также её характеризуют такие понятия, как шаг и профиль.

Шаг — расстояние, за которое канавка нареза совершит полный оборот по каналу ствола. С этим связано ещё одно понятие — крутизна, т.е. угол между касательной к нарезу и стенкой ведущей части. Она может быть как одинаковое по всей длине ствола, так и прогрессивной, увеличивающейся ближе к дулу (прогрессивной).

Нарезка а) постоянной и б) прогрессивной крутизны
Нарезка а) постоянной и б) прогрессивной крутизны

Профиль — это форма нарезки в сечении. Она может быть как прямоугольной, так и трапецевидной. Изредка появляется полигональная нарезка, при которой канал ствола в сечении выглядит как многоугольник. Профиль классической канавки состоит из поля нареза (выступающая поверхность), дна нареза (поверхности углубления) и двух граней — боевой и холостой. При выстреле снаряд сильнее всего опирается на боевую грань, которая быстрее всего и изнашивается. Холостая грань противоположна боевой. Перпендикуляр между дном и полем нареза называется глубиной нареза.

Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия, image #8

Калибр ствола гладкоствольных орудий — это диаметр ведущей части. А вот у нарезных орудий калибр — это расстояние между двумя противоположными полями. Так делается и у нас, и на Западе. Ходит миф, что калибр орудий НАТО замеряется по дну нареза, но это не так.

Неправильное и правильное измерение калибра
Неправильное и правильное измерение калибра

Длина ствола измеряется в калибрах, т.е. трубу делят на её диаметр. Эту цифру часто выносят в названия (например, Rh120 L44).

Устройство каморы зависит от типа заряжания. Если выстрел унитарный, т.е. снаряд и заряд соединены, то камора схожа по форме с гильзой и состоит из основного, переходного и соединительного конусов и небольшой цилиндрической части. Такая форма облегчает извлечение гильзы после выстрела. При раздельно-гильзовом заряжании конструкция несколько проще, но соединительный конус (тут ещё может называться опорным) получает новую функцию — при заряжании в нём нужно заклинить снаряд, чтобы тот не вылетел, пока затвор не закрыт. При картузном или модульном заряжании каморы могут быть с длинным цилиндрическим участком как сложной бутылочной формы, так и простым цилиндром с опорным конусом.

Каморы для а) унитарного, б) раздельно-гильзового и в) картузного заряжания. 1 - основной цилиндр; 2 - переходный конус; 3 - цилиндрическая часть; 4 - соединительный конус; 5 - горловина; 6 - обтюрирующий конус
Каморы для а) унитарного, б) раздельно-гильзового и в) картузного заряжания.
1 - основной цилиндр; 2 - переходный конус; 3 - цилиндрическая часть; 4 - соединительный конус; 5 - горловина; 6 - обтюрирующий конус

Казённик — массивная деталь на казённой части ствола, которая несёт на себе затвор и крепления различных механизмов. Обычно соединяется со стволом, но иногда может изготовляться вместе с ним единым целым (обычно применяются для автопушек). Если казённик выполнен отдельной деталью, то он может быть навинтным или ввинтным. В первом случае он соединяется со стволом либо через муфту, либо навинчивается непосредственно на резьбу на трубе (но в таком варианте сложно точно выставить казённик относительно ствола). Ввинтные применялись на орудиях большого калибра с толстыми стенками ствола и представляли собой относительно небольшую втулку. Сейчас такие встречаются очень редко.

Казённик 48-лин гаубицы обр. 1909 г. выполнен вместе с кожухом
Казённик 48-лин гаубицы обр. 1909 г. выполнен вместе с кожухом

Затворы у современных орудий могут классифицироваться по запирающему звену, по обтюрации пороховых газов и по уровню автоматизации. Вне зависимости от этого, конструктивно затворы состоят из:

  • запирающего звена — чем закрывают канал ствола;
  • ударного механизма — чем производят удар по капсюлю, а в случае с картузным заряжанием сюда ещё входит механизм, куда либо руками, либо с помощью магазина помещают капсюли после закрытия затвора;
  • выбрасывающего механизма — в автоматических и полуавтоматических орудиях выбрасывает гильзу или поддон после выстрела;
  • предохранителя — не даёт сделать выстрел при незакрытом стволе или открытие затвора при осечке и затяжном выстреле;
  • вспомогательных механизмов — облегчающие жизнь расчёту: удерживающие снаряд в некоторых орудиях при больших углах наведения; взводящие ударный механизм;
  • полуавтоматики — открывает и закрывает затвор по время стрельбы;
  • автоматов заряжания или досылателей.

В современных орудиях среднего и крупного калибров есть два типа затворов: клиновый призматический и поршневой. Первый представляет собой металлический брусок, который с очень высокой точностью сдвигается, закрывая канал ствола. Он компактен, удобен в эксплуатации и удачен для систем с автоматами заряжания. Минусами являются сложность изготовления и невозможность надёжной обтюрации для орудий крупного калибра. В зависимости от направления закрывания есть горизонтальные и вертикальные клиновые затворы.

Клиновый затвор 75-мм пушки StuG III в отрытом и закрытом положении
Клиновый затвор 75-мм пушки StuG III в отрытом и закрытом положении

Поршневой состоит из цилиндра или конуса, на котором секторами нанесена нарезка (боевые выступы), между которыми есть гладкие сектора. Такая же нарезка есть в стволе. Когда поршень закрывают, он проворачивается, выступы нарезки входят друг за друга и затягиваются, как болт в гайке. Применяются поршневые затворы в крупнокалиберных системах, для среднего калибра по массе и быстродействию проигрывают клиновым. В зависимости от того, сколько действий нужно для закрытия, различают одно-, двух- и трёхтактные поршневые затворы.

Двухтактный поршневой затвор Шнайдера 48-лин гаубицы обр. 1910 г., позже использовался на М-30
Двухтактный поршневой затвор Шнайдера 48-лин гаубицы обр. 1910 г., позже использовался на М-30

Обтюрацию (т.е. герметизацию от прорыва пороховых газов) обеспечивают двумя путями: с помощью гильзы и применением пластических обтюраторов. В первом случает гильза плотно зажимается при заряжании и последующем выстреле. Во-втором, когда орудие использует картузное заряжание, затвор при закрытии прижимает к выступу каморы уплотнитель. Дополнительно усилие даёт грибовидный стержень, который расположен со стороны каморы и при выстреле давит на обтюратор изнутри. Такая схема работает с поршневыми затворами, которые, в честь создателя, называют обтюраторами Банжа и эффективно работает уже 150 лет.

Схема работы обтюратора Банжа
Схема работы обтюратора Банжа

По автоматизации затворы, как и орудия, могут быть неавтоматическими, полуавтоматическими и автоматическими. Во время стрельбы совершается пять основных действий: 1) открытие затвора; 2) заряжание; 3) закрытие затвора; 4) выстрел; 5) открытие затвора с экстракцией стрелянной гильзы. Если расчёт всё это выполняет сам, то орудие неавтоматическое. В случае, когда после заряжания затвор закрывается, а после выстрела открывается сам и выкидывает гильзу, то это полуавтоматическое орудие. Ну а если кроме первоначального заряжания до расходования БК ничего бойцам не надо делать — орудие называют автоматическим.

В полуавтоматических системах всё это может работать во время отката или наката за счёт энергии движущихся частей. По конструкции могут быть механическими (копирными), пружинными, инерционными и с внешним приводом. Последние встречаются у орудий с поршневыми затворами, например у CAESAR.

Поршневой затвор с обтюратором Банжа и внешним приводом САУ CAESAR
Поршневой затвор с обтюратором Банжа и внешним приводом САУ CAESAR

Автоматические пушки имеют оригинальную конструкцию, отличающуюся от других орудий. В основном их принцип действия схож со стрелковым оружием и автоматика работает на отводе пороховых газов (например, 2А42) или энергии отката ствола (2А72). Но на Западе распространены т.н. цепные пушки (chain gun), которые работают от внешнего привода. Через двухрядную цепь автоматика пушки приводится в движение, совершая циклическую работу. Считается, что такая схема надёжнее классической.

Цепной механизм 25-мм М242
Цепной механизм 25-мм М242

Если пушка полуавтоматическая, а поднять скорострельность хочется, на помощь приходят досылатели и автоматы заряжания. В первом случае выстрел ложат на лоток, после чего механизм сам заряжает (досылает) боеприпас в орудие. Автоматы заряжания выполняют весь цикл подачи и заряжания сами по желанию наводчика. Обычно такие системы ставят на танки. Они бывают либо карусельными, как у машин нашей школы, либо конвейерными, как у французов, корейцев и японцев. Карусель является по сути большим барабаном внизу корпуса, куда в ячейки размещены выстрелы. Когда наводчик даёт команду, вся карусель проворачивается до нужного типа снаряда. Боеприпас поднимается к казённой части орудия и досылается. Конвейер же расположен в башне и походит на замкнутую ленту, из которой нужный боеприпас подаётся непосредственно в орудие.

Отечественный танковый карусельный АЗ
Японский АЗ танка Type 90
1 of 2
Отечественный танковый карусельный АЗ

Есть много разных автоматов заряжания, но другие типы редки или остались в опытных образцах.

Была и такая наркомания
Была и такая наркомания

В САУ обычно автоматизируется подача снарядов, а вот гильзы или картузы нужно подбирать самому. Такая боеукладка называется механизированной и чаще всего располагается в корме башни, чтобы было удобнее досылать. У наших распространены механизмы подачи боезапаса внутрь самой самоходки извне. У САУ с модульными зарядами удалось реализовать и автоматическое формирование заряда, но эта схема сложна и применяется пока нечасто.

Опытный АЗ с подачей зарядов САУ ERCA. Оказался неудачным и от него быстро отказались.
Опытный АЗ с подачей зарядов САУ ERCA. Оказался неудачным и от него быстро отказались.

Со стороны дульного среза часто размещают ДГУ — дульные газодинамические устройства. Наиболее распространены среди них дульные тормоза — устройства, которые отводят пороховые газы в стороны и создают тягу, противоположную отдаче. Их эффективность велика: на опытной 100-мм КИБ-227 дульный тормоз компенсировал 81,9% отдачи, оставшейся после поглощения части энергии противооткатными устройствами! Но обычно цифры колеблются в районе 40% (например, у Д-30 44,9%, у С-60 37,3%, у 2А33 от Акации 45,7). Конструктивно дульные тормоза делятся на:

  • бескамерные — газы вылетают непосредственно из отверстий. Дополнительно их можно разделить на цилиндрические, выглядящие как отдельная делать, и ствольные, где отверстия сделаны непосредственно в самой трубе;
  • камерные — имеют диафрагму, куда первоначально ударяется поток газа. Делятся на одна- и двухкамерные.
Дульные тормоза: а) бескамерный цилиндрический; б) бескамерный ствольный; в) однокамерный;г) двухкамерный
Дульные тормоза: а) бескамерный цилиндрический; б) бескамерный ствольный; в) однокамерный;
г) двухкамерный

По форме отверстий бывают:

  • оконные — дырки в виде крупных четырёхугольников;
  • щелевые — с узкими вертикальными прорезями;
  • сотовые — с множеством мелких отверстий.
а) оконный дульный тормоз; б) щелевой; в) сотовый
а) оконный дульный тормоз; б) щелевой; в) сотовый

Наиболее просты и эффективны, а потому массовы, камерные оконные дульные тормоза.

Некоторые источники могут для расчёта эффективности дульного тормоза брать свободную отдачу — силу, которая действует на орудие в момент покидания снарядом ствола.

Из-за создания реактивной тяги дульными тормозами располагать их рядом с каким-то поверхностями не рекомендуется — газы могут повредить либо начать отталкивать ствол от какой-то плоскости. По этой же причине у зениток делают либо один ствол, либо автоматы размещают по разные стороны башни, либо вообще отказываются от дульного тормоза. Чтобы избежать побочек, в авиации применяют газовые локализаторы, которые отводят пороховые газы в сторону. Также это помогает двигателю не наглотаться продуктов сгорания.

Чтобы наводчика не слепило пламя после выстрела или не так сильно демаскировалась позиция, применяют пламегасители — ДГУ, которые снижают температуру и давление пороховых газов у дульного среза. Они могут быть щелевыми, где прорези горизонтальны, коническими и смешанными. Вторые также называются усилителями отдачи и применяются на пушка, где автоматика работает на силе отката ствола.

ЗУ-23 использует пламегаситель
ЗУ-23 использует пламегаситель

К устройствам, крепящимся на ствол, относится эжектор. Он нужен для отсоса (эжекции) продуктов сгорания из канала ствола, дабы меньше газов попадало в закрытое боевое отделение бронетехники. Состоит из цилиндра-ресивера, куда через отверстия в стволе набиваются пороховые газы при выстреле. Т.к. в момент покидания снарядом ствола затвор закрыт, то вслед за ним газы из ресивера стремятся вылететь из дула, увлекая всё из трубы за собой.

Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия, image #24

Лафет — это станок для стрельбы, который передаёт нагрузки от выстрела на грунт, имеет приводы наведения для придания стволу нужного положения и позволяет буксировать орудие. В него входят противооткатные устройства, люлька, верхний и нижний станки, боевой ход, подрессирование и т.п.

В США, по традициям гладкоствольной дульнозарядной артиллерии, лафет выделяют отдельным механизмом, а ствол (tubes) со связанными с ним деталями под наименованием cannon имеет свой индекс. Например, для М777 он обозначается cannon, 155 mm М776.

Такое встречается даже у миномётов
Такое встречается даже у миномётов

Лафеты бывают двух видов: жёсткие и упругие. В первых ствол устанавливается цапфами (цилиндрическими деталями, являющимися осью вращения) непосредственно на станок в цапфенные гнёзда и передаёт отдачу сразу в землю. Такая схема была массовой до конца XIX века, а сейчас встречается разве что у самоделок и музейных образцов. Орудия с упругим лафетом имеют откатные части, которые движутся при выстреле назад (или вперёд, если система с мягкой отдачей), и неподвижную часть, которая установлена на грунте и при выстреле совершает минимальные движения. Упругость тут заключается в наличие противооткатных устройств, которые работают при откате (движении ствола назад) и накате (возвращении в изначальное положение). Все современные буксируемые орудия имеют упругий лафет.

Пушка обр. 1877 г. с жёстким лафетом
Пушка обр. 1877 г. с жёстким лафетом

Для компенсации отдачи устанавливаются противооткатные устройства (ПОУ). Если их защита некритичная, ПОУ располагаются вокруг ствола в довольно габаритных цилиндрах через обоймы. На танковых пушках всё компактно размещается у казённика и прячется под броню. Мелкокалиберные автопушки зачастую не имеют ПОУ и всю отдачу передают непосредственно установке.

Классические современные ПОУ включают в себя:

  • тормоз отката — собственно то, что останавливает двигающийся назад после выстрела ствол со всеми механизмами;
  • накатник — устройство, предназначенное для удержания откатывающихся частей в изначальном положении и возвращении их на место после выстрела. Он тоже работает при поглощении отдачи, но на его долю приходится 15-20% энергии;
  • тормоз наката — нужен для поглощения избыточной энергии, которую получается накатник и плавного возращения откатных частей в исходное положение.

Частенько тормоз отката и наката объединяются, а порой компонуют вместе и все три устройства.

В США экспериментируют со схемой мягкой отдачи (soft recoil), когда в момент выстрела орудие накатывается вперёд, компенсируя до 50% отдачи. Сейчас она мелкосерийно используется на 105-мм САУ Hawkeye на базе HMMWV.

САУ 105 mm Mobile Weapon System (MWS) Hawkeye
САУ 105 mm Mobile Weapon System (MWS) Hawkeye

Самые простые накатники схематически и в обслуживании — пружинные. Там просто стоит мощная пружина, которая при выстреле сжимается и потом распрямляется. Но они требуют очень качественного металла, потому сейчас применяются только для малокалиберных пушек, где нагрузки невелики.

Пневматический накатник имеет цилиндр, заполненный газом под давлением. При выстреле газ (рабочее тело) сжимается штоком (плунжером), после чего давит на него же, двигая всю конструкцию на место. Интересной особенностью такой конструкции является то, что обычно при поглощении энергии конструкция нагревается, но расширяющийся газ охлаждается, и потому фактически нагрев деталей происходит только из-за трения. Сама по себе конструкция получается компактной. Всем хороша пневматика, но из-за сложности конструкции уплотнителей от неё многие отказываются.

Схема работы пневматического накатника
Схема работы пневматического накатника

Самой громоздкой и сложной схематически является гидропневматическая схема. Здесь имеются несколько цилиндров: рабочий с жидкостью, где находится шток, воздушный, заполненный газом, и промежуточный, который не даёт на разных углах возвышения воздуху попадать в другой цилиндр. Иногда от последнего отказываются. При выстреле шток давит на жидкость, которая перетекает через небольшие отверстия и сжимает газ, который, как и в пневматической схеме, после выстрела выдавливает жидкость из своего цилиндра. Но гидропневматика очень проста в производстве и регулировке, так что широко распространена в мире.

Различные виды гидропневматических накатников.
Различные виды гидропневматических накатников.

Тормоза отката делаются гидравлическими. В них шток с мелкими отверстиями перемещается по цилиндру. При его движении жидкость, что заполняет деталь изнутри, начинает перетекать через отверстия с высокой скоростью (до нескольких сотен метров в секунду), теряя полученную от выстрела энергию на трение и переход в тепло после того, как струя начинает ударяться о стенки цилиндра. Просто сдавить не получится — ведь жидкость практически несжимаема и движение штока ограничиваются пропускной способностью отверстий. Позже она отдаёт тепло металлу цилиндра, а тот уже атмосфере.

Схема работы гидравлического тормоза отката
Схема работы гидравлического тормоза отката

Стоит сказать, что и жидкость, и газ не должны вызывать коррозию металла, не гореть, не взрываться и не отравлять расчёт или техников. Что важнее — при большом диапазоне эксплуатационных температур не должны терять свои свойства. У нас в качестве рабочего тела обычно применяется азот, а в качестве жидкостей — веретенное масло (продукт перегонки нефти), стеол (смесь глицерина, этилового спирта, воды, хромовокислого калия и едкого натра), ПОЖ-70 (смесь на базе этиленгликоля).

Ствол с казёнником и всеми механизмами, ПОУ, ДГУ и люлькой объединены в одну конструкцию, что вращается (качается) по вертикали вокруг одной оси. Это называют качающейся часть орудия.

Когда наводчик сам или с помощью приводов наводит орудие, желательно, чтобы он не прилагал большие усилия. А ведь стволы орудий сейчас весят тонны и за счёт длинного ствола даже небольшое утяжеление у дула даст многократный скачок усилий с обратной стороны от оси вращения. Для этого качающуюся часть орудия уравновешивают. Это делают либо за счёт выноса оси вращения в центр масс и с утяжелением казённика, либо за счёт уравновешивающих механизмов. Это устройства, в которые либо вставлен упругий элемент, либо закачан газ, либо то и другое (пружинные, пневматические и пневмопружинные уравновешивающие механизмы). Они толкают либо тянут ствол вверх, тем самым облегчая работу приводов вертикального наведения.

МЛ-20 и её предшественники — обладатели эпичных уравновешивающих механизмов в двух колонках по обе стороны ствола
МЛ-20 и её предшественники — обладатели эпичных уравновешивающих механизмов в двух колонках по обе стороны ствола

Ствол со всеми механизмами устанавливается на люльку — массивную деталь, по которой всё добро двигается при выстреле. К ней закреплены обоймы для ПОУ, сектора подъёмного механизма, цапфы соединения с лафетом, крепления прицелов и уравновешивающих устройств и т.п. Бывают либо корытного типа, либо обойменного. Первые представляют собой перевёрнутый П-образный короб с направляющими, на которые опирается ствол бронзовыми или латунными захватами и куда прячется часть ПОУ. Применяются в буксируемой артиллерии. Вторые — это цилиндрическая деталь, внутри которой помещается ствол, а механизмы крепятся на внешние приливы. Они из-за компактности применяются на САУ и танках, но имеют большой минус — орудие плохо охлаждается. Есть обойменные люльки открытого типа, что объединяют особенности двух типов — компактность обойменных и охлаждаемость корытных.

Люлька корытного типа гаубицы М-10
Обойменная люлька пушки 2А46
1 of 2
Люлька корытного типа гаубицы М-10

Люлька устанавливается на верхнем станке лафета — детали, обеспечивающей надёжную опору и наведение в вертикальной плоскости для качающейся части. Угол вертикального наведения зависит как раз от высоты щёк (вилки с цапфенными гнёздами) верхнего станка. Верхние станки делятся по типу соединения с нижним: с длинным штырём и коротким. В первом случае обеспечивается хорошая устойчивость, но высота лафета вырастает, из-за чего длинный штырь использовали в зенитных орудиях или тумбовых установках. В полевой артиллерии распространён короткий штырь.

Т.к. верхние станки с коротким штырём начинают шататься относительно нижнего станка при выстреле, устанавливают специальные захваты, которые зацепляются за дугообразную площадку и не дающие конструкции колебаться. В современной буксируемой полевой артиллерии, для облегчения наведения по горизонтали, применяют тарельчатые пружины (шайбы Бельвилля), поддерживающие зазор между станками. При выстреле пружины сжимаются, верхний станок ложится на нижний и в работу включается захват. Но при стрельбе с небольшими углами возвышения всё это зачастую не работает и точность орудия падает.

Артиллерия для чайников. Часть 3. Ствольная артиллерия, image #34

Орудия бронетехники имеют оригинальную конструкцию соединения качающейся части с машиной и могут сильно отличаться друг от друга в зависимости от калибра, углов наведения и типа монтажа — в башне, в открытой установке с полным или ограниченным углом наведения. Например, у 2С3 люлька цапфами крепится в расточках станка башни. В башенный установках для защиты экипажа от подвижных частей орудия применяют ограждение, которое часто монтируется на люльке.

Верхний станок с качающейся частью (вращающаяся часть орудия) устанавливается на нижний станок, который должен обеспечить и горизонтальное наведение, и плавный ход при буксировке, и устойчивость при стрельбе. Делятся нижние станки по количеству станин — деталей, опирающихся на землю в боевом положении орудия:

  • одностанинные — с минимальными углами горизонтального наведения или с их отсутствием вообще. Состоят из коробчатой станины и боевой оси (на что крепятся колёса). Верхний станок часто отсутствует. Сейчас такие лафеты не производят, хотя и есть плюсы в виде малой массы и простоты изготовления;
Опытная гаубица Д-3-3 на одностанинном лафете
Опытная гаубица Д-3-3 на одностанинном лафете
  • двухстанинные — наиболее распространённые, обеспечивающие горизонтальное наведение в больших пределах. Тут верхний станок монтируется на лобовой коробке, к которой крепится боевая ось с механизмом подрессирования и складные станины через шарнирное соединение. Вместо одной боевой оси могут быть полуоси, а иногда колёса вообще крепятся на станины (например у французской OB 155-50 BF). Если мощность орудия велика, вместо колёс орудие может опираться на поддон (как у Д-20), а у некоторых (например, у М119) он обеспечивает круговой обстрел;
155-мм французская гаубица Obusier de 155 mm Modele 50, она же OB 155-50 BF
155-мм французская гаубица Obusier de 155 mm Modele 50, она же OB 155-50 BF
  • трёхстанинные — здесь обеспечивается круговой обстрел. На позиции орудие поднимается домкратом и колёса не касаются земли. Из станин две остаётся подвижными, а третья — неподвижная. Вместо лобовой коробки тут патрубок с червячным венцом и домкратом. Классический пример — наша Д-30;
Опытная французская SA Mle 1939 TAZ на трёхстанинном лафете
Опытная французская SA Mle 1939 TAZ на трёхстанинном лафете
  • четырёхстанинные — аналог предыдущих нижних станков, но неподвижными остаются две станины — либо соседние (как у М777, только тут неподвижные станины переламывающиеся вверх), либо противоположные (8,8 cm FlaK 18). Здесь основой нижнего станка является крестовина;
Колёсный ход FlaK 18 и её развития на позиции снимался
Колёсный ход FlaK 18 и её развития на позиции снимался
  • нижним станком у большинства САУ и танков является корпус машины.

Подрессирование буксируемых орудий нужно для их транспортировки на больших скоростях, обычно до 40-70 км/ч. Без них ограничение составляет 8-10 км/ч, если будешь тягать быстрее — растрясутся механизмы орудия, особенно страдают прицелы. Если при выстреле орудие опирается колёсами на грунт, то подрессирование отключается. Для повышения управляемости лафеты могут комплектоваться ручными колодочными или пневматическими тормозами, управляемыми с тягача.

Т.к. ПОУ и дульный тормоз не могут погасить отдачу на 100%, орудие будет стремиться отпрыгнуть назад. Чтобы это предотвратить, на станины устанавливают сошники — опорные устройства, что зацепляются в грунте. Бывают жёстко закреплённые сошники (зимние), съёмные (летние) и забивные. У танков и САУ с гусеничным ходом остаточная отдача гасится многотонной тушей машины и грунтозацепами гусениц. Но у САУ большой мощности или на колёсном шасси всё равно приходится применять откидные сошники для передачи части отдачи в землю. У CAESAR через массивный сошник передаётся почти вся отдача, а задние мосты просто висят в воздухе.

Сошник гаубицы М-30
Сошник гаубицы М-30

Раньше для защиты от пуль и осколков было распространено на полевые орудия устанавливать броневой щит (щитовое прикрытие). Он состоит из нескольких пластин, закрывающих непосредственно работающих у орудия членов расчёта. Устанавливался для орудий, на позиции которых мог выйти противник и пришлось бы вести огонь прямой наводкой под обстрелом. Более-менее современные щиты состоят из неподвижной части, закреплённой на верхнем станке. Более старые имеют откидные части, что увеличивают площадь прикрытия на позиции, и подвижную часть, закреплённую на люльке и закрывающую щель между стволом и неподвижными деталями щита.

У щита Д-30 есть откидная «юбка», закрывающая просвет между станинами и неподвижной частью
У щита Д-30 есть откидная «юбка», закрывающая просвет между станинами и неподвижной частью

Таково устройство классической ствольной артиллерии.

Алексей Борзенков

Историческая группа коллектива авторов: https://vk.com/catx2

Моя группа про артиллерийское и ракетное вооружение: https://vk.com/artillery333

Мой Телеграмм-канал.

1737 views·19 shares