|
ГЛАВА
ХVII
ЗАТВОРЫ
50. Общие замечания
Нарезные
орудия, заряжаемые с дула, обладали тем крупным недостатком, что у них
получался значительный прорыв пороховых газов в зазор между снарядом и
поверхностью канала. Устранить этот недостаток можно было, только
приняв заряжание с казны.
Поэтому неоднократно пытались перейти к
такого рода заряжанию. Однако попытки не давали вполне надежных
результатов, были разрозненны и конструкторы даже едва ли сознавали или
ясно представляли себе те требования, которые должны быть предъявлены к
затворам, как ответственным механизмам орудийного ствола. Только после
накопления опытного материала и некоторого его обобщения появляются
конструкции затворов, построенных на научных началах (1).
В ? 9
'Артиллерийского журнала' за 1868 г. на стр. 1448 помещено интересное
письмо президента консистории и ландрата графа Меллинто, адресованное
на имя Аракчеева, 'об изобретении заряжаний opyдия с казны посредством
надежного способа. Одним только движением пушка раскрывается и
заряжается в одну секунду...' 'делается это даже в темноте
безошибочно...' 'делает пушка вдвое больше выстрелов против
обыкновенной'. Это было предложено Томасом Диамати в Риме.
Подробности
этого предложения в отношении его осуществления, испытания и т. п.
неизвестны, но интересны сами по себе требования, предъявляемые в
письме к затворам: надежность, быстрота, простота и удобство обращения
с ними.
Началом научной разработки затворов следует считать работы
Кавалли, офицера сардинской артиллерии. В 1846 г. он предложил 30-фн
нарезную пушку, заряжаемую с казны, которая была построена Окерским
заводом в Швеции и подверглась испытаниям в 1846 - 1847 гг.
В дальнейшем были разработаны затворы Армстронгом, Витвортом,
Варендорфом
и другими. Затвор Варендорфа был принят у нас для 30-фн пушек,
состоявших в небольшом числе на вооружении береговых батарей.
Опыт с
этими и другими пушками, заряжаемыми с казны, показал значительные их
преимущества перед пушками, заряжаемыми с дула, заключающиеся в: а)
устранении прорыва пороховых газов вперед снаряда; б) надежном
центровании снаряда и в) удобстве заряжания и обращения с орудием,
особенно из-за закрытий или из закрытых помещений.
По этим
соображениям принципиально было решено перейти к системе орудий,
заряжаемых с казенной части. Окончательное решение задерживалось из-за
отсутствия надежных обтюрирующих приспособлений.
У нас большим
сторонником заряжания с казны был Баранцев, стоявший тогда во главе
артиллерии. Благодаря его настояниям, как только был выработан
достаточно удовлетворительный обтюратор, немедленно ввели систему
орудий, заряжаемых с казны. Они получили название 'орудия образца 1867
г.'.
Следует заметить, что раньше слово 'система' или даже 'образец'
имело более широкое значение, чем теперь. Слово 'образец' относилось
исключительно к стволу, который собственно и составлял 'орудие'; все
орудия данного образца были устроены сходственным образом: с одинаковым
устройством каналов и типов затворов. Такое понимание слов 'система'
или 'образец' сохранилось до 1877 г. Орудия, введенные в этом году, все
были устроены сходным образом, также как и орудия обр. 1867 г.
51. Опыты по разработке затворов
Затвор
Кавалли (рис. 85) имеет вид клина, снабженного с левой стороны ручкой,
напоминающей скобу, а с правой - рамкой, изогнутой по форме снаряда.
Рамка служит для наравления снаряда при заряжании, а также для более
удобного открывания и закрывания затвора. Выдвижение затвора при его
открывании ограничивается цепочкой, прикрепленной одним концом к
стволу, а другим к затвору.
Для достижения обтюрации в выемку,
находящуюся в передней грани клинового гнезда в стволе, впрессована
медная втулка, несколько выступающая назад из своего гнезда. После
досылки заряда для полу-
чения более надежной обтюрации в канал ствола вставлялась чугунная
плитка. При закрывании клина он плотно досылал плитку и
нажимал
на задний кольцевой срез втулки. Этим нажатием и имелось в виду
достигнуть надежной обтюрации, плитка лишь содействовала этому.
При выстреле клин удерживался в гнезде трением.
Несмотря
на некоторую степень совершенства затвора Кавалли и на наличие
специальных обтюрирующих частей, все-таки надежной обтюрации в нем не
было.
Кавалли в своих работах, между прочим, высказал мнение, что
для надежности обтюрации обтюрирующие поверхности не должны иметь
больших размеров. Это указание не утратило своего значения и по
настоящее время.
Затвор Армстронга (1854 г.) является значительным шагом вперед по
сравнению с затвором Кавалли.
Большой
надежности запирания стремились достигнуть не только тем, что затвор
зажимался в гнезде трубчатым винтом (рис. 86), но и тем, что этот винт
охватывал выступ на задней грани клина. Однако при этом не было учтено,
что давление клина на винт распределяется на малой поверхности,
вследствие чего удельное давление получалось очень большим и
наблюдались случаи выбрасывания клина.
После ряда попыток обтюрация
была достигнута довольно удовлетворительно следующим образом. В гнездо
в стволе вставлялось медное кольцо фигурного сечения так, что его грань
выступала назад за переднюю грань клинового отверстия. На выступающую
часть клина надевалось также медное кольцо. При завинчивании трубчатого
винта оба медные кольца сильно нажимали друг на друга.
Труба винта имела диаметр, равный зарядной каморе, что облегчало
заряжание орудия.
Клин
двигался в вертикальном гнезде в стволе, поэтому открывание затвора
требовало значительных усилий даже при небольшом калибре орудия.
Подобные затворы были разработаны для орудий не свыше 7-дм (178-мм)
калибра.
Запальный канал устроен в клине, а не в стенке ствола, как это было при
затворе Кавалли (2).
Затворы
Армстронга оказались недостаточно надежными (бывали случаи
выбрасывания), почему от них отказались и приняли в Англии орудия
Армстронга же, но заряжаемые с дула.
Затвор Варендорфа (1858 г.) представляет комбинацию поршневого и
клинового затворов (рис. 87).
Здесь,
собственно, запирает канал ствола поршень, составляющий одно целое с
длинным прямоугольного сечения хвостом, оканчивающимся на заднем конце
винтом. В хвосте имеется эллиптическое отверстие, через которое и
отверстия в стенках ствола при запертом затворе проходит засов. Хвост
проходит через отверстие рамы, скрепленной шарнирно со стволом.
На
рис. 87 затвор изображен в запертом положении, причем поршень
навинчиванием воротка на винт хвоста оттянут назад и плотно нажал
передней гранью отверстия в хвосте на засов.
Для открывания затвора нужно:
1) свинтить на 1 - 2 оборота вороток, отчего нажатие между гранью
окна и засовом ослабнет;
2)
выдвинуть вправо засов до отказа, при этом засов выйдет из отверстия в
хвосте поршня и его левый конец войдет в отверстие в правой стенке
ствола;
3) за ручки воротка вытягивать из ствола поршень, пока поршень не
войдет в раму;
4) повернуть весь затвор вокруг оси шарнира рамы вправо.
Закрывание
затвора производится в обратном порядке: 1) повернуть затвор до
прилегания переднего среза рамы к казенному срезу ствола; 2) вдвинуть
поршень до отказа в канал ствола; 3) задвинуть засов и 4) воротком
оттянуть поршень назад, чтобы передняя грань отверстия в хвосте сильно
нажалась на засов. При сильном нажатии этих частей предупреждается
возможность их ударов при выстреле.
Затвор, как видно, требует много приемов для открывания и закрывания,
но удерживается в стволе надежно.
Для
достижения обтюрации на переднем конце поршня укреплялось разрезное
стальное кольцо треугольного сечения. Вследствие отодвигания поршня при
закрывании затвора назад, а также и наличия пропила в кольце оно
работало недостаточно удовлетворительно. Поэтому были в качестве
обтюраторов приняты прессованные из картона и кожи поддоны в виде
чашечки или, лучше сказать, блюдца. 0ни прикреплялись к дну заряда. При
выстреле они расправлялись и плотно закрывали промежутки между поршнем
и стенками каморы.
Затворы Варендорфа, как уже сказано выше, были приняты в очень
небольшом числе в России для 30-фн пушек.
Затвор
Энгштрома (3) интересен как образчик первого поршневого затвора,
скрепление которого со стволом достигается боевыми выступами,
заходящими в пазы затворного гнезда ствола. Этот прием скрепления, как
известно, является для поршневых затворов основным по настоящее время,
с тою лишь разницей, что боевые выступы в орудийных затворах
представляют секторы с винтовой: нарезкой. В ружейных затворах боевые
выступы сходны с выступами затвора Энгштрома. Поршень затвора во многом
напоминает поршень затвора Варендорфа.
Устройство затвора Энгштрома
поясняется рис. 88. Поршень снабжен хвостом или стержнем, проходящим
сквозь отверстие в раме. Последняя шарнирно соединена со стволом. На
конце стержня, выходящем из рамы, надета рукоятка.
Для открывания
затвора нужно поршень, действуя на рукоять, повернуть слева - вверх -
направо. Поворот ограничивается тем, что боевые выступы поршня упрутся
в грани продольных пазов в стенках ствола и сами выступы поршня станут
против этих пазов. Затем поршень вытягивают назад до упора поршня в дно
рамы, вследствие чего рама вместе с поршнем поворачивается вокруг оси
шарнира и затвор открывается.
Закрывание затвора производится в обратном порядке.
Пазы
для боевых выступов поршня перпендикулярны оси канала ствола, почему
при выстреле не появляются усилия, стремящиеся повернуть поршень, а это
означает, что поршень надежно удерживается в гнезде ствола при
выстреле. Однако нет никаких указаний, дающих возможность судить о том,
что поршень повернут на всю длину боевых выступов, почему возможно
произвести выстрел при недовернутом поршне и недостаточном сцеплении
его выступов с выступами в стволе.
Обтюратор - разрезное, треугольного сечения, кольцо, как и в затворе
Варендорфа.
Рис.
88. Затвор Энгштрома:
1 - ствол; 2 - поршень, 3 - стержень; 4 - рукоять; 5 - рамка.
Затвор
Витворта (1864 г.) представляет интересную конструкцию как бы обратного
поршня (рис. 89). Казенная часть ствола снабжена винтовой нарезкой, на
которую навинчивается затвор, вращающийся в раме, шарнирно скрепленной
со стволом. На затворе укреплена на оси рукоять, поворот которой
ограничивается двумя упорами на затворе.
Для открывания затвора
нужно рукоять энергично повернуть справа-вверх - налево, чтобы
произошел сильный удар рукояти по левому упору затвора. Это необходимо
для первоначального смещения затвора, которое требует большого усилия.
Когда затвор повернулся, вращая рукоять в том же направлении,
свинчивают его со ствола. После этого поворачивают весь затвор назад -
направо.
Закрывание затвора производится в обратном порядке. В конце
навинчивания затвора нужно рукоятью сделать несколько энергичных ударов
по правому упору затвора, чтобы получить надежное закрывание последнего.
Для
обтюрации к заряду прикреплялся оловянный поддон, нечто вроде гильзы.
Этот поддон частью расплавлялся, почему извлечение его после выстрела
из канала ствола представляло некоторые затруднения и замедляло
стрельбу. Для обтюрации применялись также просальники (любрифрикаторы)
из кожи или прессованного картона, пропитанные салом. Действовали они
также не вполне удовлетворительно.
Помимо недостатков в обтюрации
затвор для открывания и закрывания требовал большого числа оборотов
его, что уменьшало скорострельность. Затвор иногда перекашивался в раме
и тогда его вращение было невозможно, приходилось вручную направлять
затвор на навинтованную часть ствола.
По этим причинам от такого затвора отказались и в Англии перешли к
испытанному приему заряжания с дула.
52. Затворы клиновые
Затворы,
разработанные Кавалли и Армстронгом, относятся к типу клиновых
затворов. Но в них не было достигнуто ни должной обтюрации, ни
надежности закрывания; были случаи выбрасывания затвора. Поэтому эти
затворы не получили распространения и в Англии перешли к заряжанию с
дула, а в Пруссии, хотя перешли к заряжанию с казны, приняли затвор
Варендорфа, на заводе которого вел работы Кавалли, но этот затвор не
мог считаться вполне удовлетворительным.
Первым достаточно
удовлетворительным клиновым затвором был затвор механика Крейнера,
предложенный им в 1860 г. Этот затвор оказался настолько простым в
обращении, надежным в отношении закрепления в гнезде и обтюрации, что
был принят в Пруссии и в России для орудий обр. 1867 г. небольших
калибров: до 24-фн (152-мм) включительно.
Затвор (рис. 90)
представляет призму прямоугольного сечения, разрезанную вдоль
плоскостью, наклонной к передней грани призмы. В одной из частей призмы
закреплен своей шейкой винт с рукоятью, а в другой сделано
навинтованное гнездо, в которое ввинчен этот винт.
Рис.
90. Затвор Крейнера:
1
- ствол; 2 - передний клин; 3 - задний клин; 4 - зажимной винт; 5 -
рукоять; 6 - прорезь; 7- шайба; 8 - крючок; 9 - плитка; 10 - каморное
кольцо; 11 - задержка
При
вращении винта части клина (собственно, призмы, но они действуют
наклонной гранью, как клин) скользят одна по другой. При закрывании
клина его размер по оси канала увеличивается, благодаря чему получается
сильное нажатие его граней - и передней и задней - на грани затворного
гнезда. При открывании, наоборот, этот размер клина уменьшается и
передняя грань его отходит от передней грани клинового гнезда. Передняя
грань отходит, так как задняя часть клина имеет направляющий выступ,
скользящий в направляющем пазу в гнезде клина. Вследствие уменьшения
сказанного размера выдвигание клина производится легко. В клине сделано
сквозное отверстие, которое при открытом клине становится на
продолжении канала ствола и все неровности затворного гнезда
закрываются стенками отверстии, благодаря чему досылка снаряда и заряда
происходит беспрепятственно.
На верхнем рисунке клин изображен в тот
момент, когда его части уже приведены в положение для открывания и
нужно его только вытянуть из ствола, или в тот момент, когда клин
вдвинут, но еще части его не сдвинуты одна относительно другой.
Для
дальнейшего открывания клина, соответственно его положению на рисунке,
нужно клин за рукоятку вытянуть влево. Задержка ограничивает выдвигание
клина своим упором в правую грань паза в клине, причем снарядное
отверстие клина становится точно на продолжении канала ствола.
Закрывание
клина, производится так: действуя на рукоять вдвигают клин в гнездо до
плотного прилегания шайбы к стволу; вращают рукоять слева - вверх -
направо, причем с нею вращается и шайба; ее несрезанный край подходит
под крючок и она теряет возможность отхода от орудия, вследствие чего
винт получает в шайбе опору и толкает заднюю часть
клина вправо. Клин, раздвигаясь, плотно прилегает к передней и задней
граням клинового отверстия.
Собственно,
передняя грань клина вся целиком не прижимается к грани гнезда. Нажатие
происходит лишь между обтюрирующими поверхностями каморного кольца и
плитки.
Этот обтюратор в виде каморного кольца и плитки был
предложен Бродвелом в Америке (рис. 91). У каморного кольца наружная
поверхность имеет форму шарового пояса, внутренняя фигурная и задняя -
плоская. В сечении кольцо имеет вид клюва. Центр шаровой поверхности
находится на оси канала ствола позади передней грани гнезда для клина.
Каморное
кольцо помещается в специальном для него гнезде в стволе, причем
размеры рассчитаны так, что каморное кольцо выступает из своего гнезда
несколько назад.
В гнездо в передней грани клина вкладывается
круглая плитка с ободком несколько большей ширины, чем задний срез
каморного кольца. Плитка выступает вперед из своего гнезда. Вследствие
этого при вдвигании и зажимании клина нажатие происходит только между
плиткой и каморным кольцом.
В поршневых затворах при применении обтюратора Бродвела на передней
части поршня или на особой добавочной части так же как на
плитке
делается ободок. Каморное же кольцо помещается в гнезде ствола так же,
как и при клиновых затворах. Так как поверхность нажимающихся частей
невелика, то удельное давление на ней будет значительное.
Рис.
91. Обтюратор Бродвела.
1 - ствол,2 - клин; 3 - каморное кольцо; 4 - плитка.
Рис. 92. Обтюратор Бродвела в бронзовых орудиях:
1 - ствол; 2 - клин; 3 - плитка; 4 - каморное кольцо; 5 - втулка.
При выстреле каморное кольцо давлением пороховых газов нажимается и на
плитку и на стенки ствола и тем закрывает выход газам.
Прорыв
пороховых газов между каморным кольцом и стенками ствола, как
показывает опыт, случается редко, а между плиткой и каморным кольцом -
сравнительно часто. Для устранения или уменьшения вредных последствий
этого прорыва на задней грани каморного кольца делают 2 - 3 кольцевых
желобка. Прорвавшиеся газы, распространяясь по жолобку, теряют свою
упругость и дальше, чаще всего, не, прорываются.
Эти обтюрирующне
части требовалось по возможности после каждого выстрела смазывать
салом. Пригонка стального кольца к бронзовому стволу представляла
затруднение; поэтому в такой ствол вставлялась стальная втулка,
игравшая роль плитки, а каморное кольцо помещалось в стальной плитке в
клине (рис. 92).
Затвор Крейнера был принят в Пруссии и к некоторым
орудиям обр. 1867 г. нашей артиллерии. В Пруссии (в 1864 г.) перешли к
другому затвору, тоже в виде клина прямоугольного сечения, названному
по преемственности также призматическим, хотя он имел форму пирамиды. В
русской артиллерии в 1867 г. ввели 'призматический' клиновой затвор
Круппа более простой, чем затвор Крейнера и не сложнее прусского
затвора 1864 г. Его устройство ясно из рис. 93.
Клинья, имеющие прямоугольное сечение, представляют известную опасность
в смысле отрыва заклиновой части.
В
самом деле, при некоторой неточности в работе по изготовлению клина и
гнезда для него в стволе клин может перекоситься в гнезде и, стало
быть, не прилегать задней своей гранью к задней грани клинового гнезда,
как это в грубом виде представлено на рис. 94. В таком случае, давление
будет передаваться заклиновой части по ребру клина и удельное давление
будет слишком большим, что и будет причиной отрыва заклиновой части.
Рис.
93. Призматический клиновой затвор орудия обр. 1867 г.
1 - ствол;2 - клин; 3 - зажимной винт; 4 - рукоять.
Рис. 94. Неправильное положение призматического клина в гнезде.
Для
устранения этого недостатка Крупп разработал затворы с
цилиндро-призматическими клиньями, которые были приняты в русской
артиллерии цля чугунных и стальных орудий обр. 1867 г. и для всех
орудий обр. 1877 г. с некоторыми отличиями для орудий разных калибров
по сравнению с изображенным на рис. 95 затвором для полевых орудий.
На рис. 95 клин изображен в запертом положении. Для его открывания
нужно:
1.
Поднять за крючок защелку, замыкающую затвор. При подъеме защелки ее
выступ выйдет из гнезда на рукояти, закрепленной на стебле зажимного
винта, вследствие чего поворт рукояти и винта станет возможным.
2.
Повернуть рукоять сзади - вверх - вперед на 180?. Вследствие этого
зажимной винт повернется, его витки будут вывинчиваться из полуматки,
выделанной в стенке ствола, и винт, упираясь в лицевую доску, сдвинет
клин влево. В конце поворота рукояти выступ на ней упрется в выступ на
клине и дальнейший поворот рукояти станет невозможен.
В это время
зажимной винт повернется своими срезанными винтами к матке в стволе;
таким образом, сцепление винта со стволом нарушится.
3. Выдвинуть
клин влево до упора нижнего конца задержки клина в правую грань паза на
клине. В это время зарядное отверстие клина станет на продолжение
канала ствола, и орудие готово будет для заряжания. При выдвигании и
вдвигании клина в гнездо в стволе он направляющими на нем выступами,
скользящими по пазам в стенках ствола, нажимается задней своей
цилиндрической поверхностью на цилиндрическую поверхность затворного
гнезда. Ось этих цилиндрических поверхностей наклонна к оси канала
ствола, почему при выдвигании клина его передняя грань будет отходить
от передней грани клинового гнезда, а при вдвигании будет приближаться
к ней и в конце при повороте винта получится сильное нажатие плитки на
каморное кольцо.
рис.
95. Цилиндро-призматический клиновой затвор орудий обр. 1877 г.
1
- ствол; 2 - клин; 3 - каморное кольцо; 4 - плитка; 5 - зажимной винт;
6 - рукоять; 7 - задержка; 8 - паз; 9 - защелка; 10 - пружина защелки;
11 - медное обтюрирующее колечко.
Защелка
в поднятом и опущенном положениях удерживается пружиной. Запальный
канал проходит наклонно по особому стержню, вставленному в клин, и по
замочной задержке. Для устранения прорыва пороховых газов между
замочной задержкой и стенками ствола в клине помещается медное колечко
треугольного сечения.
Этот затвор по сравнению с ранее описанными клиновыми затворами
имеет следующие преимущества:
1) введено замыкание затвора помощью защелки, предупреждающее поворот
рукояти;
2)
при перекашивании клина в гнезде прилегание цилиндрической поверхности
клина к поверхности клинового гнезда все-таки происходит не по линии,
как в призматических затворах, а на значительной поверхности и отрыв
заклиновой части менее вероятен; 3) для открывания или закрывания
затвора зажимной винт достаточно повернуть на пол-оборота, что ускоряет
работу;
4) при не вполне запертом затворе запальный канал в клине не
совпадает с каналом замочной задержки, почему луч огня не может перейти
к заряду, вследствие чего нельзя произвести выстрела при вполне
закрытом клине.
Подобного устройства клиновые затворы с небольшими
изменениями были приняты для орудий до 152-мм калибра включительно. В
орудиях больших калибров вес клина доходит до 1 т и движение его
вручную без специальных механизмов становится невозможным. Поэтому в
этих орудиях устроены специальные зажимные приспособления для надежного
нажатия плитки на каморное кольцо, а для движения - зажимные и ходовые
винты.
53. Затворы поршневые
В
1858 г. Трейль-де-Болье предложил поршневой затвор, который и был
принят во Франции для 16-см пушек.
Затвор
Трейль-де-Болье является прототипом для поршневых затворов всех
последующих конструкций. По этой же идее и даже сходно по конструкции
был разработан на Пермском заводе, по указаниям профессора
Артиллерийской академии Гадолина, затвор, который был принят для 9-дм
(228-мм) пушек обр. 1867 г. под названием 'затвор Пермского завода'.
На
рис. 96 изображен затвор Пермского завода. Поршень снабжен треугольной
винтовой нарезкой, простроганной в трех местах, благодаря чему при
повороте поршня лишь на одну шестую долю окружности получается
сцепление витков поршня с витками затворного гнезда на половине длины
окружности. Этим достигается быстрота работы с затвором.
Для
открывания затвора нужно, действуя рычагом, поршень повернуть сверху
налево. Так как это требует большого усилия, то на верхнем конце рычага
укреплен рычажок, вращающийся на оси. На верхнем крае казенного среза
ствола выделана зубчатая дуга. Вставляя нижний конец рычажка между
зубьями дуги, можно развить требуемое усилие для первоначального
поворота поршня при открывании или достичь сильного зажатия поршня при
закрывании. Сместив несколько поршень при открывании, дальнейший его
поворот производят, действуя непосредственно на рукоятку рычага. Когда
поворот поршня будет закончен, его вытягивают из затворного гнезда за
скобу, составляющую одно целое с рычагом. При выдвигании поршень
скользит по салазкам, удерживаемым на месте защелкой. В конце
выдвигания поршня защелка поворачивается (а если бы не повернулась, ее
можно оттянуть за кольцо на ней), салазки расцепляются со стволом и
весь затвор поворачивается вокруг оси шарнира салазок слева направо.
Для
перекрытия витков и пазов затворного гнезда с целью удобного
направления снаряда и заряда в затворное гнездо перед заряжанием
вкладывается жолоб. Посла заряжания жолоб убирают.
Закрывание затвора производится в обратном порядке.
Обтюратором
служит каморное кольцо и плитка Бродвела. Во французской артиллерии
обтюратором служила стальная чашка (блюдце), прикрепленная и передней
грани поршня. Действием давления пороховых газов ее края плотно
прижимались к стенкам ствола и закрывали выход газов в зазоры между
поршнем и затворным гнездом.
Во Франко-прусскую войну французская
артиллерия была снабжена орудиями системы Лагита, заряжаемыми с дула.
Недостатки этой артиллерии по сравнению с прусскими орудиями,
заряжаемыми с казны, и большая потеря орудий вынудили французов спешно
разработать новую систему орудий, заряжаемых с казны. Эту задачу
довольно успешно выполнил Реффи, разработав поршневой затвор к
бронзовым стволам. Во время осады Парижа было изготовлено несколько сот
таких орудий.
Гнездо для затвора было устроено не непосредственно в
стенках ствола, а в стальном казеннике; ввинченном в гнездо в стенках
ствола, что вызывалось трудностью пригонки сложных частей из стали и
бронзы.
На рис. 97 изображен затвор Реффи в запертом положении. Для открывания
затвора необходимо:
1.
Повернуть за рукоять поршень справа - вверх - налево на 1/6 долю
окружности. Поворот поршня как при открывании, так и закрывании затвора
ограничивается стопором, входящим своей пяткой в паз на поршне.
2.
Вытянуть поршень из затворного гнезда и рамы, действуя рукоятью и
скобой. Выдвигание поршня ограничивается тем же стопором, скользящим
своей пяткой по продольному участку паза на поршне. При окончании
выдвигания поршня он сомкнется с рамой особым стопором, сидящим в
специальном для него гнезде в раме и под действием пружины
заскакивающим в углубление на поршне, которое в этот момент к нему
подойдет.
3. Повернуть весь затвор вокруг оси шарнира рамы слева направо.
Закрывание
затвора производится в обратном порядке, причем, когда рама плотно
приляжет к казенному срезу ствола, стопор, смыкающий поршень с рамой,
будет вытолкнут наклонной гранью углубления в поршне и вдвигание поршня
станет возможным. В то, же время другой конец стопора войдет в выемку в
стенке ствола и сомкнет раму с поршнем, что необходимо для удержания
рамы на месте при выдвигании поршня из гнезда в орудии, так как иначе
рама могла бы перекоситься и выдвигание поршня было бы невозможным.
Запальник канал проходит в поршне наклонно к его оси.
Обтюратором
в затворе Реффи служила жестяная гильза, стенки которой были покрыты
несколькими слоями бумаги. Дно гильзы составляла медная чашка с
картонным кольцом, служившим для соединения дна с корпусом гильзы. В
дне гильзы сделано отверстие для пропуска луча огня от вытяжной трубки.
Это отверстие закрывалось двумя пластинками; в наружной было отверстие
для пропуска луча огня, а во внутренней несколько отверстий,
расположенных по сторонам, в центре же находилось утолщение (сосок).
При выстреле луч огня проходил по этим отверстиям и сообщал огонь
заряду. Когда же развивалось давление, внутренняя пластинка
отодвигалась назад и своим соском закрывала отверстие в первой
пластинке. Таким образом, достигалось устранение прорыва
пороховых газов через запальный канал.
Рис.
97. Затвор Реффи:
1 - ствол; 2 - поршень; 3 - рама; 4 - стопор, '5 - паз; 6 - запальный
канал; 7 - рукоять.
Рис. 98. Обтюратор Банжа.
На
передней плоскости поршня была сделана насечка, в которую вдавливалось
при выстреле дно гильзы. Таким путем гильза сцепялась с поршнем и при
выдвигании последнего гильза извлекалась из канала ствола. Однако это
не всегда удавалось и приходилось гильзу извлекать какими-либо
приспособлениями.
Очень сходно, но более совершенно, в особенности в
отношении обтюрации, устроен затвор, предложенный французским
артиллеристом Банжем. Этот затвор был введен во французской артиллерии
в 1877 г.
Как уже замечено, затвор очень сходен по устройству с затвором
Реффи.
Особенностью затвора является разработанный Банжем пластичный
обтюратор, который находит широкое применение и в настоящее время в
орудиях, стреляющих зарядами, помещенными в картузах.
На рис. 98
изображен продольный разрез запертого затвора Банжа. В поршне сделан
сквозной канал, через который проходит хвост грибовидного стержня.
Между шляпкой грибовидного стержня и передней плоскостью поршня
вкладываются детали обтюратора:
1) асбестовая подушка - обтюратор,
представляющая чехол из парусины, наполненный смесью асбеста с бараньим
или говяжьим несоленым салом и спресованная под давлением 3500 - 5500
кг/см' (при прессовании подушке одновременно придается необходимая
форма);
2) оловянные чашки или желобчатые кольца для упрочения
оболочки, предохранения ее от прожигания пороховыми газами и облегчения
отлипания обтюратора от стенок ствола;
3) три стальных кольца: два
разрезных у наружных краев обтюратора и одно цельное у задней
поверхности его на хвосте стержня; назначение этих колец -
препятствовать продавливанию подушки в зазоры между грибом и стенками
ствола, поршнем и стенками ствола и между хвостом стержня и поршнем;
разрезные кольца в то же время содействуют лучшей обтюрации.
Предлагая
свой обтюратор, Банж высказал, между прочим, общий принцип правильной,
надежной работы обтюратора: давление между обтюрирующими поверхностями
должно быть больше, чем давление внутри канала ствола. Этот принцип
вместе с принципом, указанным Кавалли, что обтюрирующие поверхности
должны быть небольших размеров, сохраняет свою силу и по настоящее
время.
Принцип Банжа в его обтюраторе осуществляется довольно полно.
Давление пороховых газов воспринимается большой поверхностью гриба, а
передается, при условии, что давление в пластической массе
распределяется во все стороны одинаково, лишь узкой кольцевой
обтюрирующей поверхностью в месте прилегания подушки к стенкам ствола.
Это последнее давление может быть увеличено предварительным поджатием
обтюратора. Благодаря этому обтюраторы Банжа работают очень хорошо и
выдерживают большое число выстрелов. Хорошей работой обтюраторов Банжа
объясняется их широкое распространение.
Банк произвел многочисленные
опыты с разными материалами для изготовления своих обтюраторов (каучук,
воск, мыло, сало), в результате которых он остановился на асбесте с
салом, признанном наилучшим. В настоящее время с появлением орудий, в
которых давление пороховых газов получается до 4000 - 4500 кг/см2 и
более, вместо бывших около 2000 кг/см2, обнаруживаются некоторые
недостатки указанной смеси. Изыскания в этой области ведутся.
Грибовидный
стержень, двигаясь под давлением пороховых газов назад, получает
значительные ускорения. Когда произойдет остановка стержня вследствие
полного сжатия обтюратора, хвост стержня, продолжая по инерции движение
назад, может оторваться и вылететь из орудия. Для предупреждения этого
канал для хвоста в поршне имеет уступ. Равным образом и хвост имеет
уступ. В случае отрыва хвоста эти уступы прилягут друг к другу и хвост
не будет иметь возможности продолжать движение назад.
Весьма большой
интерес не только в отношении затворов, но и в других областях
представляют работы Барановского (1846 - 1879 гг.), являющегося крупным
новатором. Здесь рассмотрим его работы, касающиеся только устройства
затворов, а о прочих будет сказано в своем месте.
Один из первых
затворов Барановского (1874 г.) сходен по идее с затвором Энгштрома с
той разницей, что боевые выступы расположены в задней части затвора, а
не в передней.
При повороте поршня за рукоятку для открывания
затвора взводится ударник, подобно тому, как это происходило в винтовке
1891 г. После поворота затвор с гильзой вытягивается. Последняя падает
через нижнее окно ствола. При повороте затвора при закрывании
происходит спуск ударника и выстрел. Этот затвор, хотя и оригинален,
но, как видно, не является вполне самостоятель ой конструкцией.
Прием
заряжания артиллерийских орудий унитарным патроном Барановским
предложен впервые. Предлагавшиеся гильзы Витвортом, Реффи назначались
исключительно для обтюрации.
Рис.
99. Затвор Барановского:
1-ствол;
2-поршень; 3-рама; 4-рукоять; 5-спусковой крючок; 7-взвод; 8-ось
спускового крючка; 9-выступ; 10-коробка; 11-выбрасыватель; 12-гильза
патрона.
Другой
затвор Барановского также для 2,5-дм (60-мм) пушки, назначавшейся и
состоявшей на вооружении судов флота, представляет новую, совершенно
оригинальную конструкцию, в которой удовлетворены все требования,
предъявляемые к затворам скорострельных орудий, кроме разве
предохранителя на случай затяжных выстрелов. Необходимость последнего,
однако, не является насущной и в английской артиллерии они во многих
системах отсутствуют.
Рис.
100. Патрон к орудию системы Барановского.
Затвор
поршневой, с двумя нарезными секторами и двумя гладкими. На рис. 99
(вид сверху) затвор изображен в запертом положении. Затвор не только
заперт, но и замкнут. Для открывания оттягивают ударник за ушко x
назад, в результате выступ ушка выходит из пазов в раме z и рукояти y,
происходит размыкание этих частей и станет возможным поворот поршня,
затем поворачивают рукоять, а вместе с ней и поршень и отпускают
ударник. В конце поворота рукояти ее кольцо выступом будет скользить по
скошенной грани o рамы, поршень слегка сдвинется назад и его дальнейшее
вытягивание из гнезда будет незатруднительным. Вместе с вытягиванием
поршня извлекается из канала ствола гильза. В конце выдвигания поршня
он вместе с рамой поворачивается вокруг оси шарнира и отходит влево.
Гильза вынимается руками. После открывания затвора производится
заряжание унитарным патроном.
При закрывании поршень с рамой
поворачиваются и вдвигаемый поршень досылает патрон в камору, а
выбрасыватель захватывает зацепом закраину гильзы. Далее поршень
поворачивают, действуя на рукоять, при этом наклонная грань паза w в
кольце рукояти выжмет из него выступ s спускового крючка 7, отчего
последний повернется вокруг своей оси p и его выступ (взвод) r станет
впереди грани отверстия q в ударнике,- ударник останется на взводе.
Для
производства выстрела спусковой крючок поворачиваю вправо помощью
шнура. При повороте спусковой крючок взводом r оттягивает ударник
назад, боевая пружина сжимается. При достаточном повороте взвод r
выходит из окна q в ударнике и ударник силою сжатой боевой пружины
будет послан вперед,- произойдет выстрел.
Если затвор не вполне
закрыт, пазы y на рукояти и z на раме не совпадут, а, значит, выступ a
ударника не сможет зайти в них т. е. ударник не сможет податься вперед
и выстрел не произойдет. Для этой же цели служит выступ k спускового
крючка и паз на раме v. При недовернутом затворе паз не подойдет под
выступ 4 и последний, опираясь на раму, не позволит спусковому крючку
повернуться.
Таким образом, в этом затворе Барановского введены следующие новые
механизмы:
1) не допускающие производства выстрела, пока затвор не вполне закрыт;
2) замыкающие при спуске ударника затвор'который не может открыться.
Такие механизмы признаются необходимыми и в настоящее время.
Кроме
того, для уменьшения нагрузки на винтовые секторы поршня в передней
части поршня сделаны боевые выступы, сцепляющиеся при закрытом затворе
с гранями пазов в стенках ствола.
Рис.
101. Схема затвора Велена.
В
затворе нет предохранителя на случай затяжных выстрелов, как об этом
уже было сказано; он появляется впервые в 1897 г. в французской
скорострельной пушке, т. е. спустя лет 25.
Как видно, описанный
затвор является для своего времени весьма совершенным. В нем
осуществлены все важнейшие требования к затворам скорострельных орудий.
Приемы разрешения их в затворе Барановского повторяются, правда, в
несколько измененном виде и в современных затворах.
Поршневые
затворы, подобные описанным, имеют тот недостаток, что сцепление витков
поршня с витками в затворном гнезде происходит на очень малой длине
окружности, вообще говоря, менее ее половины. Вследствие этого поршень
приходится делать сравнительно длинным и тяжелым, что затрудняет
обращение с ним.
Для устранения этих недостатков Велен предложил
делать поршни со ступенчатыми витками, как это видно на рис. 101 для
поршня с двумя ступеньками, но можно делать и делают и
трехступенчатыми. При устройстве поршня по схеме, представленной на
рис. 101, достаточно поршень повернуть на 1/12 долю окружности, как
произойдет сцепление витков на 2/3 длины окружности. Предложение Велена
представляет следующие выгоды:
1) вследствие сцепления витков поршня с витками затворного гнезда на
большей длине поршень может быть меньшей длины;
2) поворот поршня нужно производить на небольшой угол, в 2 - 3 раза
меньший, чем при обычном устройстве поршня.
Вообще же поршневые затворы описанного устройства имеют следующие
недостатки:
1) давление пороховых газов направлено туда же, куда выдвигается :
затвор;
2)
затвор при открывании целиком выходит из затворного гнезда, по- этому
необходимо устройство надежного приспособления для его удержания при
стволе и направления в канал ствола при закрывании;
3) затворное
гнездо, через которое при заряжании должны пройти снаряд и заряд, имеет
много впадин и выступов, почему необходимо. устраивать (в особенности в
орудиях средних и больших калибров) особые части, перекрывающие эти
неровности;
4) отведенный от ствола затвор имеет большой момент
веса, вследствие чего получается перекашивание его в раме, а рамы - на
оси ее шарнира;
5) при больших углах возвышения после поворота
поршня затвор сам открывается и падает, а затем, если его не держать
все время, он опускается и мешает заряжанию; для удержания затвора в
открытом положении необходимо значительное усилие; при закрывании
затвор сам падает, а затем его приходится с большим усилием подымать и
с большим трудом вводить в затворное гнездо.
Для устранения всех
этих недостатков приходится применять различные механизмы, что
усложняет устройство затвора, утяжеляет его, ослабляет прочность
ствола, так как для помещения этих добавочных механизмов необходимо
делать в стенках ствола пазы, отверстия, гнезда и пр.
Все эти
недостатки отпадают в устройстве поршневых затворов, эксцентрически
расположенных относительно оси канала ствола. Такие затворы носят
название эксцентрических, хотя они по существу поршневые и их следовало
бы называть 'поршневыми эксцентрическими затворами'.
Поршневой эксцентрический затвор был предложен Норденфельтом и впервые
применен в 75-мм французской пушке 1897 г.
Поршень
всегда, как в закрытом, так и в открытом положении, целиком находится в
своем гнезде ствола. Гнездо это расположено в особой утолщенной части
ствола и его ось приходится зализ нижней производящей канала ствола. На
рис, 102 затвор изображен в запертом и замкнутом положении, при этом
массивная часть поршня закрывает канал ствола, а зарядное отверстие
приходится внизу.
Для открывания затвора при первом заряжании (рис.
103) необходимо нажать пальцем вперед на инерционное тело 5,
расположенное в рукоятке. Инерционное тело своим выступом повернет
защелку 3 и ее выступ выйдет из паза на казенном срезе ствола - поршень
будет разомкнут со стволом. Собачка 6 заскочит в вырез рукояти и
удержит защелку в отведенном назад положении. После выстрела размыкание
производится автоматически и прием утапливания инерционного тела при
открывании затвора отпадает. Далее поворачивают поршень за рукоятку
справа - вверх - налево до упора ее в ставень. Поршень будет повернут
на требуемый угол и зарядное отверстие станет против канала. Зарядное
отверстие имеет гладкую поверхность, почему заряжание происходит без
затруднений.
При
поворачивании поршня палец собачки проходит над целиком, который
поднимает палец, собачка освобождает защелку и последняя пластинчатoй
пружиной 4 будет нажата на казенный срез ствола.
Для закрывания
затвора поворачивают за рукоять поршень в обратную сторону. Поворот
поршня будет ограничен упором рукояти в выступ на казенном срезе
ствола. В это же время защелка под действием пластинчатой пружины
заскочит в паз на стволе, - затвор будет закрыт и замкнут.
В
описываемом эксцентрическом затворе витки поршня не имеют длины всей
окружности; часть их вырезана зарядным отверстием. Но имеются
эксцентрические затворы с нарезкой по всей длине окружности, например у
австрийской 105-мм гаубицы обр. 1898 г. дивизионной артиллерии.
Эксцентрический
затвор постоянно находится в своем гнезде в стволе. Усилие для
открывания и закрывания постоянное, почти не изменяется с изменением
угла возвышения.
Для производства выстрела тянут грушу вправо и
вниз, шнур поворачивает при этом молоток, который имеющимся на нем
зубчатым сектором потянет рейку. Последняя сжимает боевую пружину.
Когда грушу отпустят, сжатая боевая пружина потянет рейку обратно, эта
последняя повернет молоток, который с силой ударит по ударнику; ударник
ударит по капсюлю в дне гильзы, - произойдет выстрел и откат ствола.
Инерционное тело в рукояти сдвинется относительно ствола вперед и
произведет размыкание затвора. Если бы выстрел не произошел, не
произошло бы и отката и размыкания затвора и последний нельзя было бы
открыть без нажатия на инерционое тело.
Это приспособление
составляет 'предохранитель на случай затяжных выстрелов'. Смысл его
устройства состоит в следующем. Иногда при стрельбе получаются затяжные
выстрелы, когда выстрел происходит не тотчас же после спуска молотка
(ударника), а несколько задерживается, затягивается. Номер же,
действующий затвором при скорой стрельбе, торопится открыть затвор и
может случиться, что выстрел произойдет во время открывания затвора или
после его открывания. В первом случае произойдет выбрасывание затвора и
возможно разрушение ствола. Во втором случае разрушения менее вероятны,
но гильза и часть газов будут выброшены назад. И в том и другом случае
возможны человеческие жертвы. Предохранитель на случай затяжных
выстрелов, не позволяя открыть затвор до тех пор, пока выстрел не
произошел, предупреждает указанные вредные последствия.
Выбрасывание
гильзы происходит вследствие удара грани паза на передней грани поршня
по кулаку на оси выбрасывателя. От этого удара поворачиваются кулак,
ось и выбрасыватель. Последний своими зацепами действует на закраину
гильзы и тем самым выбрасывает ее из канала.
Достоинством описанного
затвора является еще и то, что расположением зарядного отверстия и
выбором его формы поршень в запертом положении может быть вполне
уравновешен. Принимая во внимание, что остальная часть ствола
симметрична, весь ствол при этом затворе может быть вполне уравновешен
относительно оси канала. Это особенно важно для вьючной артиллерии.
На
этом очерк развития затвора закончу, возвращусь к вопросу об устройстве
затворов при рассмотрении различных систем и образцов артиллерийских
орудий.
Примечания:
1.
Подробнее этот вопрос изложен в работе автора, помещенной в т. XXI
Известий Артиллерийской академии за 1936 г.
2. Интересно отметить, что русские неизвестные мастера еще во второй
половине XVII в. также делали запальные каналы в клине.
3. Затвор был испытан в 1858 г.
|