Потомки катапульт: Метатели пуль

Сейчас уже невозможно определить автора самой идеи. Метательные машины, например катапульты, существовали уже 2500 лет назад. А праща, с помощью которой Давид уложил на месте Голиафа, известна с библейских времен. Но в начале ХХ века конструкторы опять вернулись к этой идее. В 1908 году русский инженер Безобразов разработал проект центробежной пушки. Военные настороженно отнеслись к артсистеме, которой не требовался порох, а снаряды располагались на вертикальном колесе. При раскрутке они срывались и по инерции устремлялись к цели. Пушку Безобразова испытали, но на вооружение не приняли — кучность и меткость стрельбы оказались ниже всякой критики.

В 1915 году, в разгар Первой мировой, Л.В. Курчевский, лаборант Московского педагогического института Шелапутина, впоследствии ставший известным оружейным конструктором с несколько скандальной славой, так как предпочитал экзотические технические решения, разработал принцип устройства «центробежной пращи для метания гранат». Ее опытный образец был изготовлен Дорогомиловским заводом фирмы «Шпис и Прен». Праща представляла собой массивный станок с длинной штангой, вращающейся на горизонтальной оси. На одном конце штанги крепился замок для удержания гранаты, на другом — противовес в форме чечевицы. Штанга приводилась во вращение от рукоятки через цепь Галля. Замок размыкался откидным кулачком, установленным на конце особого рычага, угол установки которого определялся с помощью насеченного сектора. Спуск производился тросиком, нажатием на педаль. Достоинствами своего прибора Курчевский считал беззвучность, использование ручного привода, дальность полета гранаты до 200−210 шагов, что для окопной войны было вполне достаточно. Испытания на Главном артиллерийском полигоне показали ненадежность устройства, однако изобретателю решено было выдать 800 рублей на продолжение работы. Позднее Курчевский предложил более дальнобойный вариант с педальным приводом. Тем не менее в январе 1916-го и он был отклонен, так как по дальности, мощности снаряда и кучности такое оружие заметно уступало появившимся в войсках минометам. Да и выглядел подобный «велосипед» в передовой траншее, мягко говоря, странно...

Одним из первых владельцев патента на «центробежку» был наш соотечественник Н.М. Горшков (1926). Вертикальный полый диск раскручивался двигателем, по трубчатой оси в него сжатым воздухом подавались пули. Под действием центробежных сил они по спиральному каналу перемещались к ободу, где стопор открывал пулепропускное отверстие. Пуля попадала в выводной канал (ствол) и выбрасывалась в цель. Для охлаждения нагревающегося при боевой работе диска изобретатель придумал хитроумную систему каналов. Правда, непонятно, зачем вообще понадобился ствол: в обычном стрелковом оружии он-то и служит для разгона пуль, а тут его роль играет разгонный диск.

Год спустя инженер И.В. Короткевич усовершенствовал конструкцию. Диск он разместил горизонтально, подачу пуль устроил также через его ось, однако применил для этого парусиновую «патронную ленту» и червячный подающий механизм. На ободе диска вместо ствола смонтировал изогнутый желоб с винтовой нарезкой — в отличие от предыдущей конструкции выброшенные пули в полете вращались, как и в обычном нарезном огнестрельном оружии (центробежная сила прижимала пули к дну желоба, заставляя проворачиваться вдоль своей оси). Метательный диск приводился в движение турбиной, вращаемой выхлопными газами, сжатым воздухом или паром. Система имела удвоенную скорострельность — два «выстрела» за один оборот диска. Горизонтальная наводка осуществлялась поворотом корпуса, а вертикальная — до начала раскрутки диска (иначе мешает гироскопический эффект).

В том же 1927 году Н.П. Чулков запатентовал на редкость сложное устройство — «Центробежную машину для метания снарядов». Один лишь метательный ротор состоял из более чем 70 деталей, не считая крепежных элементов. И все это ради того, чтобы добиться плавного изменения скорости вращения метательного ротора. Стрельба производилась одиночными выстрелами, при этом перед каждым выстрелом метательный ротор притормаживался, «заряжался» от подающего ротора снарядом, разгонялся, и только после этого производился выстрел. Оружие утратило простоту, надежность и скорострельность.

За границей тоже не дремали. Идея центробежного оружия оказалась живучей. В 1920—1930-х годах американцы и японцы упрямо занимались таким оружием. В печати появилось сообщение, что японцы изобрели центробежный пулемет, способный делать 3000 выстрелов в минуту. Тех и других постигла неудача: оружие вышло массивным и неэффективным. Более сообщений не поступало...

Принципиально новую, парадоксальную кинематическую схему разработал изобретатель Я.А. Коробов в 1935 году — в ней пуля разгонялась по прямой (!) — по радиусу диска от его оси к выходному отверстию в ободе. Метательных дисков было два, они вращались на одной оси во взаимно противоположных направлениях.

На их внутренних, обращенных друг к другу сторонах располагались спиральные канавки, закрученные также в разные стороны. Каплевидные пули подавались механизмом к центру дисков, откуда попадали в точку пересечения канавок. А эта точка при вращении дисков стремительно перемещалась к ободу, увлекая пулю, разгоняя ее и одновременно закручивая. Принцип действия можно пояснить на примере ножниц: если лезвия развести, поместить между ними какой-либо предмет, а затем сводить, то предмет будет перемещаться поступательно от центра ножниц к их концу вместе с движением точки пересечения лезвий, хотя лезвия и перемещаются относительно траектории предмета в поперечном направлении. Очень остроумная идея и поразительная простота ее воплощения!

Свой вариант центробежного пулемета в 1934 году предложил англичанин Б.Ф.С. Баден-Пауэлл. Он оснастил его многосекционным магазином. Огонь велся очередями заданной длины, которая определялась числом патронов в магазине. Пружинные подаватели выбрасывали пули сразу на обод стремительно вращающегося метательного диска, без плавного предварительного разгона. Разгон боеприпасов производился практически мгновенно, «щелчком», что приводило к большим ударным нагрузкам и деформации пуль при ударе и отрицательно сказывалось на дальности и точности стрельбы.

Американец Сэмюэль Брандт из корпорации IBM (Нью-Йорк) в 1943 году запатентовал пехотный гранатомет, в котором осколочная граната, как и у Коробова, разгонялась прямолинейно. Вдоль канала ствола он установил три пары разгонных роликов, причем каждая последующая пара вращалась быстрее предыдущей. Боеприпас передавался как бы «по эстафете» от одной пары роликов к следующей, все увеличивая свою скорость. В противника летела беззвучная очередь гранат.

В 1963 году американец Уоррен У. Уотерс предложил однозарядное центробежное ружье, сделанное по принципу катапульты. Снаряд укладывался в ложкообразное углубление метательного рычага, взводилась мощная спиральная пружина, которая, распрямляясь, и метала шарообразный снаряд в цель. При этом непонятным было назначение длинного ствола.

Как видим, инженерная мысль била ключом. Но тем не менее ни одна «центробежка» не появилась на поле боя. Почему? Помешали принципиальные и неустранимые пороки данного оружия. Во-первых: скорость вращения метательного диска (точнее, скорость его внешнего обода) должна быть равна начальной скорости пули — обычно она в 2−3 раза выше звуковой. При разумных размерах диска он должен делать около 60 000 оборотов в минуту, что практически нереально. (Правда, этот же фактор мог бы обеспечить и фантастическую скорострельность — те же 60 000 выстрелов в минуту — при условии совершения одного «выстрела» за один оборот диска.) Во-вторых: для раскрутки диска необходимо довольно значительное время. Следовательно, открытие внезапной стрельбы невозможно. В-третьих: оказывается невозможной наводка уже «включенного» оружия и корректировка стрельбы — гироскопический эффект противится любым попыткам изменить положение оружия в пространстве. Для перенесения «огня» необходимо предварительно остановить диск, прицелиться по новой цели, а затем раскрутить его вновь. В-четвертых: решающий недостаток заключается в том, что мощность силовой установки намного превышает ту разумную, которую можно реально применить на поле боя. Пороховой заряд обычного патрона всего лишь на мгновение развивает огромную мощность. В центробежном же оружии привод должен развивать эту же мощность постоянно. Пример тупикового инженерного решения и оружейного курьеза...

Все попытки создать боевой центробежный метательный агрегат, казалось, были обречены на неудачу. В военных целях — да, но вот в мирных они оказались вполне эффективны. Например, на этом принципе основана работа тренажеров для теннисистов. Ведь теннисный мяч или шарик для пинг-понга не надо разгонять до скорости пули, поэтому многие из перечисленных выше неразрешимых технических проблем отпали сами собой. Такие идеальные «напарники» оборудуются магазином (корзиной) на несколько десятков мячей и непрерывно «обстреливают» спортсмена...

Впрочем, в наше время «центробежки» используются не только в мирных целях. Южноафриканская компания «TFM Pty» в 80-х годах минувшего века разработала для полиции «автомобильный метатель резиновых пуль» для разгона манифестаций, сборищ и митингов. На крыше полицейской автомашины помещены два горизонтальных диска с желобками на ободах и бункер с резиновыми шариками. Диски приводятся во встречное вращение от двигателя автомобиля. Стограммовый шарик, оказавшись между ободами дисков, набирает скорость до 80 м/сек. Его энергии вполне достаточно для произведения нужного «останавливающего» действия даже на максимальной дальности — 170 метров. За счет разности в скоростях вращения дисков шарик закручивается влево или вправо, и направление полета может изменяться в секторе 1800 (под прямым углом влево и вправо — за счет эффекта Флеттнера), не поворачивая само метательное устройство. Скорострельность составляет 170 выстрелов в минуту.

Центробежные пулеметы, окончательно, казалось бы, отвергнутые армией, начали новую жизнь в мирное время — в полиции и в спорте.