Впервые эта идея была осуществлена в 8-дюймовой и 9-дюймовой русских гаубицах, которые участвовали в русско-турецкой войне 1877–1878 гг.

В современных орудиях применяются два вида лейнеров: скрепленные лейнеры и свободные лейнеры.

Скрепленные лейнеры обычно вставляются с очень малым натяжением. В этом случае натяжение создается не столько для скрепления, сколько для обеспечения плотного соприкосновения наружной поверхности лейнера с внутренней поверхностью ствола. Смену скрепленных лейнеров нельзя производить на огневой позиции; для этого орудие нужно отправлять в мастерскую.

Для того, чтобы лейнер можно было заменить на огневой позиции, его обычно вставляют в ствол с зазором (рис. 20).

Рис. 20. Ствол со свободным лейнером.

Наружный диаметр свободного лейнера должен быть меньше внутреннего диаметра ствола. При этом образуется зазор, равный 0,1–0,3 миллиметра. При выстреле лейнер прижимается плотно к внутренней поверхности ствола, который при этом тоже сопротивляется давлению пороховых газов. После выстрела зазор между свободным лейнером и стволом должен быть равен первоначальному зазору. Поэтому свободные лейнеры изготавливаются всегда из высококачественных легированных сталей.

Лейнеры изготавливаются цилиндрической и конической формы. Цилиндрические лейнеры могут быть вставлены в ствол и с дульной части, и с казенной. Конические лейнеры вставляются в ствол только с казенной части. От перемещения в стволе лейнер удерживается специальными приспособлениями.

Так, например, для того, чтобы цилиндрический лейнер, вставленный в ствол с дульной части, не вращался, ставится шпонка, одна часть которой находится в теле ствола, а другая в лейнере. От продольного перемещения назад лейнер удерживается кольцевым уступом ствола в казенной части, а от перемещения вперед — дульной гайкой и т. д.

Кроме лейнеров, в современных артиллерийских орудиях широко применяются так называемые свободные трубы (рис. 21).

Рис. 21. Ствол со свободной трубой.

Свободная труба, в отличие от свободного лейнера, имеет более толстые стенки и вставляется в ствол с большим зазором. Свободную трубу вставляют в ствол с казенной части до упора в кольцевой уступ ствола, затем ее зажимают казенником. Таким образом, исключается возможность перемещения ее в продольном направлении. Вращение трубы в стволе предотвращается шпонкой.

Применение свободной трубы дает возможность использовать менее дорогую сталь, вследствие большей толщины ее стенок; кроме того, не требуется большой точности обработки наружной поверхности трубы. Основным недостатком свободной трубы по сравнению со свободным лейнером можно считать ее большой вес, затрудняющий перевозку запасных труб.

Следовательно, по характеру устройства стволы делятся на нескрепленные, скрепленные, стволы со свободным лейнером и стволы со свободной трубой.

По наружному устройству ствол обычно состоит из казенника, цилиндрической и конической частей. Для соединения с лафетом стволы старых систем снабжались цапфами.

В современных артиллерийских орудиях устройство частей, служащих для соединения ствола с лафетом, зависит от конструкции и расположения противооткатных устройств.

Говоря о канале ствола, мы имели в виду пока лишь цилиндрическую его форму. Но в настоящее время можно встретить орудия, стволы которых имеют канал конической формы (рис. 22).

Рис. 22. Ствол с коническим каналом.

Кроме того, известны опыты по применению стволов с полигональными (многоугольными) каналами.

В современной артиллерии преимущественно применяются стволы с цилиндрическим каналом. В этих стволах площадь поперечного сечения снаряда, на которую действует давление пороховых газов, постоянна на всем пути движения снаряда в канале ствола. Поэтому, для того, чтобы увеличить начальную скорость снаряда, нужно увеличить давление пороховых газов или удлинить путь, на котором пороховые газы действуют на снаряд.

Увеличение давления производится путем увеличения веса заряда с одновременным увеличением объема зарядной каморы.

Удлинение пути, на котором действуют пороховые газы, производится за счет удлинения ствола. Эти методы широко применялись при модернизации артиллерийских орудий.

Противотанковой и зенитной артиллерии необходимо было иметь орудия с большой начальной скоростью, но притом такие орудия, у которых с увеличением начальной скорости не увеличился бы вес орудий, а следовательно, не уменьшилась их подвижность. Это привело к применению стволов с коническим каналом. Благодаря сужению нарезной части к дулу начальная скорость увеличилась до 1500 метров в секунду. Для стрельбы из таких стволов применяются специальные снаряды с мягкой оболочкой; диаметр такого снаряда по мере приближения к дульной части уменьшается.

За счет чего же увеличивается начальная скорость снаряда при стрельбе из орудия, ствол которого имеет конический канал?

Возьмем для примера ствол, калибр которого в казенной части равен 75 миллиметрам, а в дульной — 55 миллиметрам. При стрельбе из такого ствола применяется заряд, соответствующий калибру казенной части, в результате чего давление пороховых газов в начальный момент будет равно давлению газов в стволе 75-миллиметрового орудия. По мере продвижения снаряда по каналу ствола его поперечный размер (площадь поперечного сечения) будет уменьшаться и он приобретет большее ускорение. Но стрельба из такого орудия эффективна лишь на небольшие расстояния, так как легкий снаряд в результате большого сопротивления воздуха быстро теряет свою скорость.

Конические стволы обычно состоят из трубы с цилиндрическим нарезным каналом и насадки с гладкими коническим и цилиндрическим участками, что облегчает их производство и улучшает качество (рис. 23).

Рис. 23. Ствол с цилиндро-коническим каналом.

Насадка соединяется с трубой при помощи винтовой нарезки. Применение конического гладкостенного участка менее выгодно в отношении увеличения могущества орудия, чем применение нарезных цилиндрических каналов.

Мы уже установили, что ствол современного орудия представляет собой трубу. Отверстие в дульной части остается всегда открытым. Отверстие в казенной части должно быть открыто лишь при заряжании; при выстреле оно должно быть плотно закрыто. Это закрывание производится затвором.

Затворами снабжаются стволы орудий, заряжающихся с казенной части. Во время выстрела они принимают на себя давление пороховых газов. Поэтому затвор должен плотно закрывать канал ствола, чтобы не допускать прорыва газов наружу. Кроме того, затвор должен надежно запирать канал ствола, то есть в момент выстрела затвор не должен самопроизвольно открываться.

Надежно запирая канал ствола при выстреле, затвор должен просто и легко открываться после выстрела для нового заряжания орудия и легко и плотно закрываться после заряжания. При этом открывание и закрывание затвора должно производиться или простым движением руки без затраты большого усилия, или автоматически.

В орудиях крупного калибра для открывания и закрывания затворов используется энергия специальных двигателей, так как затворы имеют очень большой вес.

Затвор предназначен не только для того, чтобы закрывать ствол. Он снабжен механизмами для производства выстрела и для выбрасывания гильзы после выстрела.

Типы затворов весьма разнообразны. Наиболее широко применяются клиновые и поршневые затворы (рис. 24).