Винтовка Витворта и полигональная нарезка канала ствола

Сегодня мы рассмотрим систему нарезки канала ствола, которая изменила оружейное производство. История полигональной нарезки началась с винтовки Энфилд образца 1853 года, в которой использовалась расширяющаяся пуля (пуля системы Минье). Оригинальная конструкция была разработана в Энфилде, но производство осуществлялось там не всегда, поскольку мощности в Энфилде были не достаточны для производства оружия в том количестве, которое требовалось для британской армии. По этой причине несколько оружейных заводов, расположенных в Лондоне, заключили подряды на производство винтовки по техническим условиям Королевской фабрики в Энфилде. Обязанность следить за тем, чтобы подрядчики выпускали продукцию согласно одним и тем же техническим условиям, лежала на Королевской оружейной палате (Тауэр, Лондон).

В 1852 г. начальником Главного управления вооружения и боевой техники, в чьи обязанности входило обеспечение соблюдения производственных стандартов при изготовлении оружия, был сэр Генри Гардиндж. Это — тот самый Гардиндж, который ранее занимал пост главнокомандующего британской армии, генерал-губернатора Индии и является основателем университета в Рурки (сегодня — Индийский технологический институт в Рурки). Именно во время его правления произошла первая англо-сикхская война. По окончании срока службы, он вернулся в Британию, где ему было предложено занять пост начальника Главного управления вооружения и боевой техники. Виконт Гардиндж принимал участие в изучении сравнительных характеристик винтовок, выпущенных правительственными заводами (в том числе Королевским заводом по производству стрелкового оружия в Энфилде), и изделий, произведенных частными оружейниками. Он был буквально потрясен тем, что производственные стандарты были настолько размыты, что нельзя было найти двух винтовок, которые бы стреляли одинаково, а многие детали не были взаимозаменяемыми, даже в винтовках одной и той же модели.

Чтобы решить эту проблему, он поручил Джозефу Витворту (будущему сэру Витворту) заняться повышением точности производственного оборудования. Витворт был, пожалуй, ведущим инженером-механиком того времени и уже успел прославиться изготовлением различных прецизионных инструментов (строгального станка Витворта, профилировщиков, рубанков, свёрл и т.д.), а также созданием стандарта резьбы. (Речь идет о британском стандарте дюймовых резьб, который используется по сей день. Достаточно взглянуть на отверстие в основании любого фотоаппарата, к которому вы крепите штатив — это и есть винтовая резьба Витворта).

После некоторых исследований Витворт пришел к выводу, что дело было в самой конструкции винтовки, а не в методе производства, и британское правительство поручило ему доработать конструкцию. Для этого была построена огромная испытательная база, которая начала функционировать в 1855 г. Ранее Витворт занимался изготовлением пушки, в которой использовал ствол с полигональной нарезкой, и решил воспользоваться этим же принципом в стрелковом оружии. Кроме того, он активно работал над поиском оптимальной формы пули.

Пуля, которая в то время использовалась в винтовке Энфилд 1853 года, имела цилиндрически-коническую форму. В попытках удлинить пулю Витворт обнаружил, что в полете она начинает рыскать. Он выяснил, что причиной этого была покатая спиральная нарезка (в винтовке Энфилд ствол имел 39 дюймов в длину при трех нитях нарезки, каждая нить делала один виток на 78 дюймов). Витворт в поисках оптимальной комбинации испытал каждую комбинацию от 1 витка на 5 дюймов до 1 витка на 78 дюймов. В итоге он остановился на нарезке с шагом в 1 виток на 20 дюймов, которая, по его мнению, обеспечивала максимально возможную устойчивость пули в полете, предупреждала рыскание, и при этом позволяла обеспечить достаточно высокую скорость полета пули.

Витворт уже был известен как изобретатель контрольной краски, которая оказалась очень полезной при измерении плоскостности поверхностей. Также он создал несколько строгальных станков. Он обнаружил, что вместо круглого нарезного ствола лучше сделать ствол, в котором используется несколько плоских поверхностей. Дело было в том, что эти поверхности можно было подвергнуть более тщательной механической обработке и подгонке, а значит, обеспечить лучшее прилегание пули. Пулю можно было изготовить из более тяжелого материала с содержанием свинца, так как при зацеплении с нарезкой ствола не происходила деформация. В то же время Витворт удлинил пулю (на тот момент пули Минье были в большей степени округлыми, а не коническими) и сделал ее внешне похожей на современные пули. Он также выяснил, что при каждом изменении ствола приходилось изменять пороховой заряд и размер пули, и пришел к выводу, что диаметр 0,45 дюйма оптимален для установленного предельного количества пороха и массы свинца (ограничение состояло в том, чтобы масса пороха не превышала 70 гран, а масса пули — 530 гран).

Для начала рассмотрим пулю, использующуюся в винтовке Энфилд, а также ствол данной винтовки. На рисунке слева направо: пуля от винтовки Энфилд — сечение А-В — поперечное сечение ствола Энфилд.

Винтовка Энфилд образца 1853 года — оружие, которое заряжается с дула, его ствол имеет концентрическое поперечное сечение, длину 39 дюймов, в нем нарезаны три канавки. Каждая канавка выточена таким образом, чтобы обеспечить полный виток на каждые 78 дюймов, то есть, каждая канавка обеспечивает полвитка при длине ствола 39 дюймов. Калибр винтовки Энфилд 0,577 дюйма, длина пули в 1,8 раз больше ее диаметра. Пуля цилиндрическо-конической формы, в основании установлена деревянная заглушка. Пуля перед заряжанием в ствол заворачивается в промасленную бумагу. Ударный механизм представляет собой капсюльный замок, при выстреле из оружия пуля расширяется и входит в резьбовые канавки. Для того, чтобы расширение происходило правильно, свинец должен быть очень чистым и мягким.

Теперь рассмотрим конструкцию пули Витворта. На рисунке слева направо: пуля Витворта — сечение А-В — поперечное сечение ствола цилиндрической пули в стволе шестиугольного сечения.

Винтовка Витворта также заряжается с дула, ударный механизм представляет собой капсюльный замок. Как и винтовка Энфилд образца 1839 года, она оснащена стволом длиной 39 дюймов, но меньшего калибра: 0,451 дюйма, так как эксперименты Витворта доказали, что этот калибр — наилучшим образом соответствует требованиям по количеству пороха и весу пули.

Нарезка намного плотнее, один виток на 20 дюймов, то есть, пуля к моменту выхода из ствола совершает почти два витка. Поперечное сечение ствола — шестиугольник, а не концентрические окружности, его диаметр меньше (0,451 дюйма), диаметр в самом широком месте составляет 0,490 дюйма.

Пуля меньше в ширину, в поперечном сечении также представляет собой шестиугольник. Однако она намного длиннее, чем пуля винтовки Энфилд, соотношение длины к ширине составляет 3:1. Пуля намного легче вставляется в ствол, чем в ствол «Энфилда». Поскольку расширение пули не так важно для зацепления с нарезкой, можно использовать пули, выполненные из более твердого материала, например, оловянно-свинцовый сплав или упрочненную сталь. Помимо них можно также использовать и пули, изготовленные из чистого мягкого свинца.

Существовало мнение, что более плотная нарезка в винтовке Витворта (1 на 20 дюймов) значительно снизит скорость полета пули. Однако испытания, проведенные в 1857 г. в Правительственной стрелковой школе в Хите, показали, что пуля из винтовки Витворта пробивает 15 досок из древесины вяза, тогда как пуля из винтовки Энфилд пробивает только 6 досок, при этом в обоих случаях использовалось одинаковое количество пороха. Упрочненная пуля из винтовки Витворта пробивает 35 досок, а из винтовки Энфилд, которая стреляет только мягкими свинцовыми пулями, — всего 12 досок.

Помимо этого, обе винтовки прошли испытания на точность. Было сделано по десять выстрелов в мишени с разных расстояний. Следующая таблица и диаграммы подробно иллюстрируют результаты, полученные во время испытаний (по материалам работы «Оружие и его развитие», В.В.Гринер, второе издание).

Винтовка Расстояние, ярды Угол возвышения, градусы Отклонение, футы
Витворт 500 1,1 0,37
Энфилд 500 1,32 2,25
Витворт 800 2,22 1,0
Энфилд 800 2,45 4,11
Витворт 1100 3,45 2,41
Энфилд 1100 4,12 8,04
Витворт 1400 5,0 4,62
Энфилд 1400 6,20-7,0 Попаданий не было
Витворт 1800 6,40 11,62
Энфилд 1800 - В ходе стрельбы отклонения были настолько велики, что результаты для винтовки Энфилд не были приняты в расчет.

Как можно заключить на основании зафиксированных показателей и приведенных следов от попаданий пуль, винтовка Витворта явно превосходила винтовку Энфилд образца 1853 года, которая считалась винтовкой № 1 своего времени. До появления винтовки Витворта самое лучшее зарегистрированное отклонение от центра для любой винтовки при стрельбе на расстоянии 500 ярдов составляло 27 дюймов (2,24 фута). Среднее отклонение винтовки Витворта при стрельбе на расстоянии 500 ярдов составляло всего 4,5 дюйма! На расстоянии 1400 ярдов из винтовки Энфилд вообще не удавалось попасть в квадратную мишень размером 14×14 футов.

Комитет, признавая превосходство винтовки Витворта в точности стрельбы, отмечал, что ствол легко загрязняется из-за низкого качества черного пороха, который использовали в то время. Были выражены определенные сомнения в том, каким образом можно будет эффективно наладить серийное производство пуль шестиугольного сечения, а также опасения относительно сопоставимой точности механической обработки при производстве винтовок на разных предприятиях. Помимо этого, в то время британские тактики больше рассчитывали на сплошной безостановочный огонь, а не на точную стрельбу. Кроме того, винтовка Витворта стоила в 4 раза дороже, чем винтовка Энфилд. Поэтому она была отклонена правительством Соединенного королевства как непригодная для принятой в то время концепции ведения боя.

В 1860 году, под эгидой Национальной стрелковой ассоциации Соединенного королевства, были проведены испытания винтовок различных систем, однако ввиду отсутствия у команды Витворта достаточного опыта в деле изготовления стрелкового оружия, его винтовки на начальном этапе имели проблемы с воспламенением заряда из-за ошибок в конструкции капсюльного замка. Кроме того, оружейники-конкуренты уже знали о его методике и стали производить оружие похожего калибра, с такой же нарезкой, но с лучшим ударным механизмом. В итоге в испытаниях победила винтовка Генри, в которой использовались многие решения, впервые предложенные Витвортом. Еще одним недостатком винтовки Витворта было то, что она заряжалась с дула, и, подобно всем дульнозарядным ружьям, требовала большего времени для перезаряжания, чем оружие, заряжающееся с казенной части, а стрелку приходилось вставать в полный рост для перезарядки.

Однако эти события не стали для винтовки Витворта приговором. Нашлись и те, кто был заинтересован в британских винтовках обладающих повышенной точностью — немало винтовок Витворта закупила Армия Конфедерации и использовала их в ходе Гражданской войны, стрельба из них была потрясающе меткой. Конфедерация сражалась с армией северян, которая была значительно больше и имела лучшую артиллерию. По этой причине южане создали подразделение «Снайперы Витворта», задачей которого было ведение беспокоящего огня по артиллерийским батареям противника. По сути, это подразделение было первым специальным отрядом, которые сегодня принято называть «снайперскими группами», а винтовка Витворта — первой снайперской винтовкой!

Традиционная нарезка все еще применяется во многих видах снайперского оружия, но полигональная нарезка имеет такие преимущества, как повышенная начальная скорость полета пули, значительно меньший износ ствола по сравнению с обычной нарезкой, а также меньшее скопление отложений свинца и меди внутри ствола, что облегчает чистку оружия.

Благодаря успешному опыту применения полигональной нарезки ствола, многие производители по-прежнему выпускают оружие по этой технологии. Хотя полигональная нарезка временно утратила актуальность в период с 1890 по 1940 год, немецкие конструкторы вернулись к этой идее, создавая в годы Второй мировой войны пулемет MG-42. Известная штурмовая винтовка Heckler — Koch G3 также имеет полигональную нарезку ствола (начиная с модели G3A3), как и снайперская винтовка PSG-1/MSG90. Полигональная нарезка также используется в некоторых современных пистолетах, изготовленных компаниями Glock, Heckler & Koch, Ceska Zbrojovka (CZ), Tanfoglio, Kahr arms, Magnum Research, IMI и другими.

Различные варианты полигональной нарезки используются в небезызвестных пистолетах HK USP, Glock 17, Desert Eagle, CZ-085. Компания Heckler & Koch занимается развитием технологий полигональной нарезки с 1960-х годов. Сегодня такая схема нарезки является стандартной практически для всех её изделий.

Несколько лет назад компания Glock опубликовала предупреждение о том, что она не рекомендует стрелять из ее пистолетов свинцовыми пулями, что породило миф о том, что свинцовые пули не подходят для стрельбы из любых стволов с полигональной нарезкой, однако, как можно утверждать сегодня, это не соответствует действительности. Ни одна другая крупная оружейная компания никогда не заявляла о подобных проблемах, продолжая активно использовать полигональную схему нарезки в своих изделиях, что позволяет утверждать, что проблемы «Глоков» связаны с иными конструктивными особенностями данного пистолета.

Исходя из исторического опыта и практики ведущих мировых производителей, следует отметить особую эффективность полигональной нарезки для оружия с большим расходом боеприпасов. Результаты испытаний показывают, что даже при очень большом настреле (свыше 10 000 выстрелов) самыми дешевыми и общедоступными патронами, ствол оружия с полигональной нарезкой дольше сохраняет свои первоначальные характеристики, так как значительно меньше подвержен износу, чем ствол с традиционной нарезкой. Кроме того, полигональная нарезка обеспечивает владельцам существенно более комфортную чистку их оружия.

Считается, что полигональная нарезка также положительно влияет на точность и кучность стрельбы, обеспечивает меньшую деформацию пули при выстреле, что увеличивает начальную скорость полета пули, а также, как уже было отмечено, существенно увеличивает ресурс ствола при максимальном сохранении его первоначальных характеристик.

Новые материалы

09 Ноя

Молот Вепрь 1V Tac выходит на немецкий рынок как новейшая модель популярной российской серии Вепрь-1V. С прицелом на использование в спо…

22 Окт

Проект по созданию охотничьего гладкоствольного самозарядного карабина ВПО-205-03 с длиной ствола 305 мм завода «Молот», был основан на мо…