Казалось бы – стим-панк является лишь порождением фантазии отдельных писателей. Однако, силой пара двигались не только повозки, но и самолеты. Да и оружие на пару – это не придумка фантастов, а вполне реальные примеры из недавнего прошлого и не только.

"Ах, экономна мудрость бытия: все новое в ней шьется из старья".
Фофанов К.М. "Дума в Царском Селе" (1889)

Картошкометатель

Первым оружием, в котором снаряд выталкивается паром, и которое реально участвовало в боевых действиях, можно считать мортиру Холмана (Holman Projector). Эта мортира использовалась как средство ПВО против низколетящих целей Королевским флотом Великобритании в 1940-1941 годах в основном. Имеется несколько подтвержденных случаев повреждений самолетов Германии, упоминается даже пара сбитых "летающих лодок".

Первое испытание моритиры MK I прошло в феврале 1940 года с оглушительным успехом. В этой модели снаряды выталкивались из ствола за счет сжатого воздуха. Основным преимуществом данного оружия были используемые материалы – чугун и мягкая сталь, которые не были столь востребованы в данной фазе войны. Целью этих мортир были летающие лодки и торпедоносцы, которые атаковали на малых высотах, что позволяло сбивать их таким "смешным" устройством, выбрасывавшим снаряд на высоту около 100 метров. Первый заказ от флота был на 1000 экземпляров. Через 3 недели после установки мортир на корабли пришли первые результаты использования – подбитые немецкие Хенкели (полагаю, речь идет о He 111 в варианте торпедоносцев или He 115). И хотя точность мортиры была совсем не высокой, это компенсировалось психологическим эффектом – взрывы снарядов в воздухе с большим облаком дыма при отсутствии следов выстрела с поверхности. В совокупности с приемлемой скоростью (умелые расчеты могли выпускать до 30 снарядов в минуту), это давало ощущение какого-то серьезного вооружения на корабле, что вынуждало самолеты либо сбрасывать свой груз как попало, либо вообще отказываться от атаки.

Мортира Холмана на ранних испытаниях с грубым прицелом

В связи с тем, что большая часть траулеров имели паровые двигатели (как рыболовецкие, так и противоминные), и не имели воздушных компрессоров, Королевских флот попросил "Холман Браз Лтд" разработать следующую версию мортиры, которая могла бы использоваться и на таких судах. Результатом стало появление Mk II, который использовал пар вместо сжатого воздуха. Данное орудие могло использоваться на различных кораблях – от эсминцев до катеров.

Испытание данного орудия проходило при участии Уинстона Черчилля. Однако с испытанием вышел казус – армия не предоставила снаряды для испытания. Положение спас один из британских офицеров, который захватил с ланча бутылки с пивом – именно они и стали "снарядами" для мортиры, а конструкция мортиры была такова, что она могла выстреливать даже такими странными снарядами. Выстрел был удачен и цель была поражена взрывом стекла и пены. Премьер министр позже сказал – "Отличная идея, это Ваше орудие. Оно сэкономит нам кордит". (Кордит — название одного из видов нитроглицеринового бездымного пороха.)

Это высказывание стало вещим. Возможно, что рассказы о стрельбе по низколетящим немецким самолетам картофелинами из-за недостатка снарядов и недостоверны, но за данной мортирой закрепилось название "Картошкометатель" ("potato thrower", "spud gun").

Хотя имеются подтвержденные доклады о повреждении лишь около дюжины немецких самолетов за первый год использования Mk II, но массовые отчеты о том, что противник разворачивается после первых же выстрелов, позволило орудию остаться в строю, особенно в условиях недостатка настоящего зенитного вооружения.

В 1941 началось производство модели мортиры Mk III. Это орудие уже было полуавтоматическим, с возможностью выстрела несколькими снарядами за один залп и способностью засылать снаряды на высоту до 300 метров. Адмиралтейство разместило заказ на тысячу таких орудий для размещения на катерах береговой охраны и прочих легких плавсредствах, где было особенно важно, что орудие почти не имело отдачи. Позже эти планы были урезаны как из-за появления Mk IV, так и из-за того, что война уже перешла в другую стадию и стали доступны более продвинутые виды вооружения. Однако ранние экземпляры этой мортиры оставались все еще на службе, и даже засветились на малых субмаринах в Средиземноморье.

За время войны было выпущено около 4500 экземпляров, некоторые из которых можно найти в британских музеях.

"Новое – это хорошо забытое старое."
Жак Пеше, "Мемуары" от лица Розы Бертен, 1824 г.

Wild Wild West

Мне не удалось найти источник вдохновения Холман Бразерс. С одной стороны, они выпускали компрессоры и пневматическое оборудование, с другой стороны, разработки оружия, где выталкивающей силой был пар, активно велись в течение практически всего XIX века. Мне не удастся описать все разработки подробно в рамках одной статьи, поэтому предлагаю посмотреть на краткое изложение (честно скажу, лениво было писать эту часть самостоятельно, поэтому просто скопировал уже готовый текст).

В новой истории первые исследования в области парового оружия пришлись на самый конец XVIII века — в 1797 году три жителя Филадельфии представили "паровое ружье", которое с помощью пара под давлением в 21 атмосферу могло выпустить сразу 30 пуль. Спустя еще 20 лет, в 1819 году, капитан Сэмюель Мори из Нью-Хэмпшира подал документы на патент устройства, "стреляющего паром", а в 1826 году русский полковник Карелин представил семилинейную (17,5 мм) испарительно-водяную пушку. На стрельбах она показала высокую скорострельность (50 выстрелов в минуту), но из-за сложности паровой части пушку не приняли на вооружение. Сразу после испытаний орудие сдали в Санкт-Петербургский арсенал, а оттуда передали в Артиллерийский музей.

Экспериментальный прототип 17,5 мм паровой пушки Карелина

Начало XIX века, как ни странно, выдалось урожайным на паровые пулеметы. Так, "Московские ведомости" тогда опубликовали заметку о первой ласточке: 29 октября 1826 года некий Франциск Бензенцны демонстрировал в Вене паровое оружие как раз такого класса.

"Хотя сия модель сделана в весьма малом виде, однако же она дала зрителям ясное понятие о чрезвычайном и едва вероятном действии силы водяных паров, — писала газета. - Печь из жести, в которой ставится паровой котел с водой, имеет форму кубическую и поставлена на двух колесах. Сей снаряд со всеми потребностями и 2000 пуль может возить один человек по большой проезжей дороге. Машина, устроение которой не видно, вделана наверху печи с левой стороны, к ней привинчен ружейный ствол, в который пули опускаются сами посредством трубки. Пар начинает действовать через 15 минут после того, как затопится печь, стоит отвернуть задвижку — пули полетят одна за другой.
Бензенцны делал опыты то скорых, то расстановочных выстрелов. В первом случае едва можно было считать выстрелянные пули. Каждая в 80 шагах расстояния пробила доску в ¾ вершка толщиной, многие в 150 шагах пробили насквозь две таковые доски, и весьма многие, пройдя сквозь две доски, вонзились в третью доску, которая была поставлена еще немного поодаль".

Также следует упомянуть об оружии американского изобретателя Якоба Перкинса. В 1818 году он переехал в Великобританию и сумел заинтересовать герцога Артура Веллингтона (будущего премьер-министра) своим проектом скорострельной паровой пушки (впрочем, из-за калибра скорее являвшейся пулеметом), под которую он и получил финансирование.

Первые же опыты показали, что пулемет способен пробивать ружейной пулей, вытолкнутой из ствола паром под давлением около 63 атмосфер, 6-миллиметровый железный лист или 11 поставленных друг за другом сосновых дюймовых досок, а непрерывная очередь "прогрызала" дыру в кирпичной стене. Показательные стрельбы поначалу велись на дистанции в 32 м, а затем расстояние увеличили до дальности нормального выстрела из ружья. Любопытно, что стрельба сопровождалась громким ревом, которого однажды даже испугалась лошадь некоей молодой леди, проезжавшей мимо "полигона", отчего леди упала с седла и убилась насмерть.

Следующим шагом стала установка оружия на колесный станок и заявление, что теоретическая скорострельность пушки составляет 1000 выстрелов в минуту. Однако британские военные в основной массе отнеслись к оружию скептически — долгое разведение паров перед стрельбой было неприемлемо для парового пулемета или паровой скорострельной пушки береговой обороны. Логичным выходом виделось питание оружия паром из котла корабля, но и королевский флот почему-то не проявил интереса к новинке. В итоге сравнительно большой вес пулемета, трудности работы с паром высокого давления и дальнейшее развитие огнестрельного оружия похоронили детище Перкинса. Не помогли ни финансовые расчеты (15000 выстрелов из ружья требовали пороха стоимостью £525 либо пара стоимостью £4), ни обещание сконструировать паровую пушку, способную перебросить однотонное ядро через Ла-Манш от Дувра до Кале.

Однако в 1827 году на Перкинса вышли французы, и изобретатель провел успешную демонстрацию своего детища для князя Жюля Полиньяка и группы военных инженеров. Они высказали пожелание, чтобы одноствольный пулемет, который планировалось устанавливать на кораблях, имел скорострельность 1 выстрел в секунду и давление пара в 105 атмосфер, но вскоре вовсе умыли руки и не заплатили даже за доработанный образец. Позднее изобретатель предложил пулемет американскому правительству, но оно также оставило новинку без внимания. О ней вспомнили только после начала Гражданской войны в США — 15 октября 1861 года "уважаемые жители Нью-Йорка" отправили письмо президенту Аврааму Линкольну с просьбой использовать "паровую пушку Перкинса для защиты гаваней и вооружения укреплений и военных судов". Видимо, ньюйоркцы еще не знали, что у северян одна такая пушка уже есть!

25 мая 1861 года американский журнал Harper’s Weekly вышел с небольшой заметкой о том, как бравый полковник Джонс, командуя подразделением северян, захватил… автоматическую паровую пушку! "Триумф изобретательского гения", как сообщал журнал, использовал пар для приведения в действие центробежной пушки, которая могла поливать врага струей свинцовых пуль.

Слухи о конструировании подобного оружия долетали до ушей южан, но в их стане отнеслись к этому спокойно. Еще бы — ведь больше всех о ней рассказывал инженер Росс Винанс, уже давно терроризировавший власти Нью-Йорка своими дорогостоящими проектами паровозов и пароходов, а также затевающий бесконечные свары по поводу нарушений его прав как обладателя патентов. Пожалуй, южане забеспокоились бы больше, если бы узнали, что на самом деле Винанс имеет к проекту весьма отдаленное отношение.

Концепцию пушки в том виде, в котором она была воплощена, изобрели инженеры из Огайо Уильям Джослин и Чарльз Дикинсон. После того как они поссорились, Дикинсон оформил изобретение на себя и нашел деньги для материального воплощения пушки — ее построили в Балтиморе в 1860 году. Некоторое время грозное оружие демонстрировалось публике, а 19 апреля 1861 года пушку забрала полиция в целях дальнейшего использования в обороне города. Как ни странно, вскоре орудие всплыло в мастерской Росса Винанса, которая занималась производством оружия и амуниции для нужд властей. После этого пушка была изъята вторично и выставлена на всеобщее обозрение вместе с другими образцами оружия входе выставки достижений народного балтиморского хозяйства.

Реплика той самой пушки

Затем оружие вернули в мастерские Винанса для ремонта, а после и вовсе возвратили Дикинсону. Тот повез было пушку конфедератам, но на полпути был задержан отрядом полковника Джонса. Оружие конфисковали и переправили в лагерь в Мэриленде, затем в Аннаполис, затем в крепость Монро, и в конце концов оно оказалось в Массачусетсе. Необычная пушка многократно мелькала на публике, но в конце XIX века пришла в негодность и была сдана на слом. За все это время она успела "выстрелить" разве что по общественному мнению — за не в меру шумное прославление своих заслуг в деле создания новых образцов оружия северяне арестовали Винанса, но тот поклялся, что впредь ни под каким соусом не продаст оружие южанам, даже если попросят.

В 2007 году ведущие программы Mythbusters попытались по патенту Дикинсона построить копию пушки — естественно, в упрощенном виде, с водонагревателями вместо паровой машины и без "шасси" на конной тяге. В итоге вращающийся на скорости 2000 об/мин ствол действительно обеспечил хорошую скорострельность (5 снарядов в секунду) и приемлемую дальность (650 м), но с убойностью и меткостью дело оказалось плохо. Мало того, что снаряды норовили разлететься кто в лес, кто по дрова — из-за маленькой начальной скорости они могли разве что причинить человеку травму, но не убить.

"Нет такого нового обычая, который не был бы старым".
Английский поэт Джефри Чосер, XIV век.

Леонардо и Архимед

Среди записей Леонардо да Винчи обнаружилась страница, написанная зеркальным письмом, на которой тот описывает пушку, выстреливающую снаряды за счет пара [Leonardo da Vinci, Volume II Istituto Geografico de Agostini Novara, 1956]. Там же было и три эскиза этой пушки, которая состоит из пушечного ствола, вставленного на треть его длины в жаровню. Там он доводится до раскаленного состояния, как это показывает второй набросок. Над правым концом ствола находится котел с водой. При вывинчивании винта вода течет в раскаленную часть пушечного ствола и там мгновенно превращается в пар, который с силой выбрасывает лежащее впереди ядро. В заключение говорится, что пушка бросает на расстояние шести стадий (1154 м) ядро весом в 1 талант (25,5 кг).

Как известно, у Леонардо были некоторые из рукописей, приписываемых Архимеду. На основании этого, а также трактуя описание осады Сиракуз, историк и техник Матчосс считает, что автором этой Arcitronito является Архимед [Geschichte der Dampfmaschine, 1909], предполагая, что да Винчи имел какую-то рукопись Архимеда, не дошедшую до нас. Что ж, это тоже могло быть, ведь даже записи Леонардо дошли до нас далеко не в полном объеме. Однако многие историки не согласны с Матчоссом.

Насколько известно, хотя древние греки и испытывали отдельные паровые машины (имеется описание паровой турбины), больших паровых механизмов они не строили. Да и вряд ли бы использование подобного орудия прошло незамеченным при осаде – это ведь все же механизм, а не несколько наполированных бронзовых щитов как предполагается в легенде о луче смерти. Потому Фельдгауз поясняет, что имя "Архимед" является, вероятно, прозвищем какого-либо инженера более позднего времени, у которого Леонардо да Винчи позаимствовал это изобретение (например, некий Якоб Мариано около 1440 г. назывался Архимедом).

Впрочем, даже это мнение не является неоспоримым. Некоторые утверждают следующее:

К правильному решению вопроса приводит наблюдение над тем фактом, что под именем Архимеда у арабов можно обнаружить целый ряд явных фальсификаций [См. Heiberg в "Weltall" IX, 186 и выше, стр. 78, примечание 2. По вопросу об "Архимедовых часах" ср. также гл. VII, стр. 182.]. Высоко прославившееся на Западе и Востоке имя сиракузского ученого и техника вызвало фантастические и наивные подделки среди арабских писателей, самих по себе весьма склонных к фантазированию. Арабская алхимическая и хрестоматийная литература изобилуют античными и подделанными под античность именами, не имеющими никакого реального основания. Властитель умов средневековья – Аристотель подал здесь повод к обилию псевдонимов. Поэтому с достаточной вероятностью можно предположить, что какая-либо гениальная голова из арабских физиков (а в таких недостатка не было) хотела обеспечить доверие и широкое распространение своему изобретению, прикрывшись именем Архимеда, слава которого во все времена была непоколебимо утверждена защитой Сиракуз. Такое предположение почти превращается в уверенность, когда мы читаем в том же месте сообщение Леонардо да Винчи о том, что Архимед изобрел машину для метания во вражеский флот горшков, наполненных горючим, и что да Винчи нашел в испанских летописях сведения о применении Архимедом этого прибора для метания ракет в битвах испанцев с англичанами. Именно он оказал своим изобретением поддержку Кледириду, царю Сиродастров [Libri, Histoire der Sciences math. en Italie, I2 (Halle 1865), p. 36.]. Эти испанские сказки со звучными греческими именами восходят к мавританско-арабским преданиям. Именно так бесцеремонно обходились с античными именами арабские алхимики. Может быть какому-либо ученому, занимающемуся испанско-арабской литературой, удастся отыскать имевшийся у Леонардо да Винчи оригинал рукописи, если последний смог до сих пор сохраниться. Итак, хотя развитие современного военного дела и не связано непосредственное эллинскими традициями, однако и здесь можно показать незаметный переход от старого к новому; от греческого огня, берущего свое начало в древних преданиях, до современного огнестрельного оружия. Если, как это вероятно, немцы сделали решающий шаг в развитии современного оружия, то здесь, как и во многих других областях, они оказались носителями того факела, который из угасающей искорки древности они сумели разжечь в ярко светящееся пламя. Конечно, когда новое изобретение стало в корне изменять и уничтожать прежнее рыцарство, многие романтично настроенные души смотрели с ужасом на это дьявольское дело варваров. Кроме уже ранее приведенного обвинительного приговора Петрарки, особенно характерен плач Ариосто, который он тесно связал с историей своего героя Роланда. Последний сражается против короля Фрисков Чимоско, который вторгается в Голландию и тщетно борется с Роландом своими огненными трубами в два локтя длиной. После победы Роланд заполучает эти пушки себе в добычу. Но он бросает их в глубину открытого моря для того, чтобы "проклятые трубы" не могли приносить несчастья и позорить рыцарскую доблесть.
Hermann Diels. Antike Technik. Sechs Vorträge. 1924

В 1981 году греческий военно-морской инженер Ионас Саккас проверил идею, приписываемую Архимеду, пользуясь набросками Леонардо да Винчи. Он построил деревянную пушку, к тыльной части которой закреплялся котел, нагреваемый до 400°С. Как и предлагал Леонардо да Винчи, в специальный клапан подавалась вода, которая, испаряясь мгновенно, врывалась паром в дуло, отчего бетонное ядро в опытах Саккаса улетало на расстояние до 50 м со скоростью немногим выше 100 км/ч.

В 2006 году «Разрушители мифов» решили повторить этот опыт (эпизод 55). Стоит ли говорить, что они признали миф опровергнутым?

(В настоящее время видео недоступно для бесплатного просмотра)

Имея опыт совместной работы с MIT (Массачусетский технологический институт), "Разрушители" решили обратиться к ним, чтобы попытаться провести эксперимент еще раз. Как всегда, MIT были на высоте, и смогли достичь впечатляющих результатов. Снаряд весом в 0,5 кг вылетел из ствола со скоростью более 300 м/с и влетел в склон с кинетической энергией порядка 23 КДж, что в 1,3-1,8 раз больше, чем у пули 0.50 калибра при выстреле из крупнокалиберного пулемета Браунинг M2. Согласно предварительным расчетам, снаряд должен был бы улететь на 1200 метров. Вероятно, что реальная дальность была бы выше (расчетная скорость была превышена при испытании), но нам этого не узнать, т.к. выстрел делали специально в близлежащий склон.

Вывод MIT:

"Мы не можем сказать, что Архимед это сделал, но наш эксперимент с уменьшенной моделью показывает, что разрушительное паровое орудие возможно могло быть сделано с использованием технологий его времени."

Подробности эксперимента на сайте MIT.

"Бывает нечто, о чем говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас."
Книга Екклесиаста.

Паровая технология на современной службе

Как следует из названия статьи, я должен вам рассказать еще и об использовании пара в современных оружейных системах. Сразу скажу, что технология со времен Архимеда да Леонардо шагнула вперед, и теперь пар получают не за счет нагрева воды, а за счет химических реакций.

Катапульта для запуска V-1

Первое подобное боевое применение пара зафиксировано в катапульте, разгонявшей "Фау-1" до начальной скорости около 250 км/ч за 1 секунду. Катапульта представляла собой массивную стальную конструкцию длиной 49 м (длина пути разгона 45м) и монтировалась из 9-и секций. Наклон катапульты к горизонту — 6°. На верхней стороне находились направляющие, по которым двигался снаряд при разгоне. Внутри катапульты по всей её длине проходила труба диаметром 292 мм, выполнявшая роль цилиндра парового двигателя. В трубе свободно перемещался поршень, который перед стартом сцеплялся с бугелем, находившимся на нижней части фюзеляжа снаряда. Поршень приводился в движение давлением (57 бар) парогазовой смеси, подававшейся в цилиндр из специального реактора, в котором происходило разложение концентрированной перекиси водорода под воздействием перманганата калия. Передний конец цилиндра был открыт и после схода снаряда с катапульты поршень вылетал из цилиндра и уже в полёте отцеплялся от снаряда. Первое боевое применение – июнь 1944 года.

Уже в 70-х годах прошлого столетия пар начали использовать похожим образом – для выброса баллистических ракет из шахты подводной лодки. Для "Посейдон С3" для выбрасывания ракеты из шахты применяется специальная система создания парогазовой смеси. Газ генерируемый пороховым аккумулятором давления подается в специальную камеру с водой. Образующийся при этом пар подается в шахту ракеты. Ракета разгоняется внутри шахты с ускорением до 10g до скорости порядка 45—50 м/с.

Имеется упоминание, что противокорабельные крылатые ракеты П-700 "Гранит" выталкиваются из шахт за счет пара высокого давления, и аналогично ракеты из зенитно-ракетного комплекса "Форт" "катапультируются" из контейнеров. К сожалению, не удалось мне найти подробностей, кроме такого упоминания из не самого лучшего источника.