В поисках адекватной замены пироксилино-тротиловому пороху В.А. Артемьев вышел на лабораторию А.С. Бакаева, где ему посоветовали использовать шашки из баллиститного пороха. Он соответствовал всем требованиям ракетчиков, а нитроглицерин придавал пороховой массе пластические свойства, позволяя изготавливать трубки любой длины. Опытная партия пороха Н, изготовленная в мастерских Шлиссельбургского завода, поступила в институт летом 1935 года. Первые шашки имели такие же размеры, как и шашки ПТП, затем перешли к изготовлению зарядов из семи шашек, длина которых была примерно равна длине ракетных камер.
Окончательное решение по РС-82 и РС-132 должно было последовать после проведения всесторонних летных испыний в НИИ ВВС, которые планировались на начало 1936 года. Однако промышленность, увлеченная социалистическим соревнованием, не подала ни одного из 10 тысяч заказанных снарядов, опытный завод НИИ ВВС - ни одного экземпляра пусковой установки. К тому же начинять ракетные камеры было просто нечем: промышленное производство нитроглицериновых порохов на Шосткинском заводе № 59 только налаживали, и все объемы дефицитной продукции поглощал Военно-морской флот.
В 1936 году в Реактивном институте, зашифрованном в НИИ-3, начали проектирование 203-мм ракетной установки и снаряда для вооружения бомбардировщика ТБ-3 и авиационных бомб с ракетными двигателями в качестве разгонного средства. Реактивные бомбы назвали ДС - добавленной скорости, - и были они в двух вариантах: бетонобойные БЕТАБ-ДС и бронебойные БРАБ-ДС. В качестве боевых частей использовали 203-мм и 254-мм снаряды "дореволюционного образца".
Как только новое средство доставки "встало на крыло", им заинтересовались в Военно-химическом управлении РККА и заказали реактивные боеприпасы со своей фирменной начинкой, а также самоходное "ракетное орудие для обеспечения возможности массового выпуска химических снарядов" на гусеничном или автомобильном шасси.
В том же году прошли испытания фугасные "торпеды" с надкалиберной боевой частью диаметром 420 мм, предназначенные для борьбы с тяжелыми танками противника, поражения бронированных и бетонированных фортификационных сооружений. Стартовый вес - 250 кг, заряд ВВ - 130 кг. Две одинарные пусковые установки были смонтированы на танке БТ-5 по проекту военинженера М.Н. Тверского. Вертикальное наведение осуществлялось с помощью специального подъемного механизма, а горизонтальное - поворотом башни. Перед пуском ракеты проводилась пристрелка по цели из штатной танковой пушки и с помощью переходных таблиц вводился поправочный коэффициент в вертикальные углы наведения установки. Максимальная дальность стрельбы составила 1500 м. На вооружение танковую торпеду не приняли, так как она имела ряд недостатков: плохая кучность стрельбы, сложная система заряжания, уязвимость от огня противника, демаскирующее облако дыма и пыли.
В декабре 1937 года после успешного проведения полномасштабных испытаний на разных типах самолетов 82-мм реактивных снарядов с зарядами из баллистиного пороха они были приняты на вооружение ВВС. В июле 1938 года на вооружение бомбардировочной и штурмовой авиации были приняты РС-132; в этом же году в войска стали поступать реактивные бомбы БЕТАБ-150ДС. Однако по-настоящему массовое производство зарядов для них так и не было развернуто: из-за отсутствия непрерывного технологического процесса свойства различных партий отличались друг от друга.
Отдел РНИИ, руководимый Е.С. Щетинковым и С.П. Королевым, в 1934–1938 гг. занимался конструированием "самонаправляющихся крылатых торпед", предназначенных для поражения как наземных, так воздушных целей. Суть идеи состояла в том, что при весьма непродолжительном времени работы первых реактивных двигателей самолетная схема снаряда позволяла достичь существенного приращения дальности полета за счет крутого набора высоты с последующим планированием.
В рамках этого проекта были испытаны изделия класса "земля - земля" с жидкостным реактивным двигателем, длиной 2,3–2,5 м, размахом крыльев около 3 м, проектной скоростью 280 м/с и дальностью до 50 км, получившие обозначения "216" и "212". Старт осуществлялся с помощью катапульты, представлявшей собой рельсовый путь, по которому скользила разгоняемая стартовым пороховым ускорителем тележка с ракетой. Для стабилизации полета использовались гироскопические автоматы ГПС-2 и ГПС-3 конструкции С.А. Пивоварова, управлявшие элеронами и рулями высоты. Модификацией крылатой ракеты "212" была аэроторпеда "301", запускаемая и управляемая с борта самолета-носителя.
Зенитная ракета "217" с пороховым двигателем и взлетной массой 120–140 кг выполнялась сразу в двух вариантах: обычная самолетная схема с расчетной дальностью 36 км и четырехкрылая бесхвостка с малым удлинением - 19 км. Управление и наведение должны были осуществляться по лучу прожектора, подсвечивающего цель, телемеханическими приборами, разработанными при участии Центральной лаборатории проводной связи (пройдет совсем немного времени, и следствие докажет, что Королев вел разработку двух вариантов "с целью загрузить институт ненужной работой").
Всего было выполнено несколько десятков пусков крылатых ракет. Наибольшая достигнутая высота подъема составила 1000 м, дальность - 2500–3000 м. Расчетная траектория обеспечивалась только на начальном участке, затем ракеты начинали вилять, сваливаться в пике и выполнять "мертвые петли". Камнем преткновения стала неудовлетворительная работа примитивных систем стабилизации и управления полетом.
Конструкторское бюро № 7 под руководством Л.К. Корнеева и А.И. Полярного занималось доводкой спирто-кислородных баллистических ракет Р-06 и Р-03. В 1937–1938 гг. по вертикали и под разными углами к горизонту было запущено 25 изделий, испробованы разные способы обеспечения устойчивости: вращением пускового станка перед стартом и ракеты в полете, установкой гироскопа, применением ускорителей с целью придания большой начальной скорости. Максимальная дальность составила 5000 и 6000 м. Одновременно по заказу Геофизического института КБ разрабатывало стратосферную ракету Р-05 с высотой подъема 50 км. При стартовом весе 55 кг она могла нести до 4 кг аппаратуры, которая возвращалась на землю на парашюте. Понятно, что затевалось все не ради геофизики, и оплачивала эксперименты не Академия наук. В апреле 1937 года Л.К. Корнеев рапортовал И.В. Сталину и К.Е. Ворошилову:
"После шестилетней работы нами 11 апреля с Ногинского полигона была пущена под углом первая в СССР боевая ракета - снаряд на жидком топливе, каковая прошла дистанцию в 12 000 м… можно дать слово большевика, что если мы получим просимое техническое оснащение, то после полуторагодовой работы ракеты-снаряды будут преодолевать сотни километров, при необходимости попадая из Владивостока в Токио".
Однако экспериментальные пуски Р-05 расчетных данных не подтвердили.
В 1939 году в КБ-7 была спроектирована составная ракета Р-10 с высотой подъема 100 км при стартовом весе 100 кг. Она представляла собой комплекс жидкостных ракет первой и второй ступеней и двух спаренных пороховых разгонных двигателей.
Относительно классической артиллерии у М.Н. Тухачевского тоже имелся свой конек под названием "универсализм".
В начале 1920-х годов американская Комиссия Вестервельта, занимавшаяся обобщением опыта мировой войны, с целью сокращения типов артиллерийских систем рекомендовала создать универсальные орудия, которые могли бы решать широкий круг задач. Исследование велось по двум основным направлениям: пушка-мортира или пушка-гаубица, способная вести настильный и навесной огонь, и полевая пушка, которая совмещала бы в себе свойства наземной и зенитной стрельбы, могла бы бороться как с авиацией, так и с бронетехникой. Как раз последняя особенно интересовала Тухачевского и более всего, по его мнению, подходила "для внедрения в армию".
Решить проблему пытались почти все ведущие зарубежные фирмы: предлагались конструкции с двумя стволами разного калибра на одном лафете, системы со сменными или вставляемыми один в другой стволами, орудия с высоким и низким положением лафета. Как правило, пушечность достигалась в ущерб гаубичности и мощности снаряда, гаубичность и скорострельность - в ущерб бронебойности, и в любом случае возрастали вес, сложность и стоимость системы. В первом томе Советской Военной Энциклопедии, изданном в 1932 году, отмечалось:
"20-мм автоматическая пушка со свойствами наземной и зенитной стрельбы не удовлетворяет требованиям бронебойности (пробивает ок. 12 мм с дистанции 1 км под углом 60), но обладает скорострельностью, что особенно важно при стрельбе (струей) по быстро движущ, целям (танки, бронемашины, самолеты). Для увеличения бронебойных свойств необходимо увеличить калибр и автоматику, т. к. при большем калибре вес орудия будет не менее 400 кг (при калибре в 30 мм). В связи с необходимостью сочетания условий веса, скорострельности и калибра вопрос о необходимости 20-мм автоматической пушки с зенитными свойствами или 37–45-мм полуавтоматической без зенитных свойств или обоих этих орудий до сего времени не решен".
Летом 1930 года Тухачевский получил очередную информацию из "литературных источников" о том, что американцы провели испытания 75-мм универсальной дивизионки и вроде бы собираются принять ее на вооружение. Орудие могло вести круговой обстрел, имело угол вертикального наведения до 80 градусов, устанавливалось на тумбовом станке, который, в свою очередь, громоздился на лафет с раздвижными станинами и колесным ходом, а для устойчивости при стрельбе снабжался еще и добавочными станинами. В походном положении этот "трансформер" весил 2640 кг, при том, что качающаяся-стреляющая часть - всего 670 кг. Опробовав на полигоне два опытных экземпляра с лафетами Т-2 и Т-3, американские военные признали концепцию универсальных дивизионных пушек несостоятельной, и на этом проект тихо скончался.
Но нет в мире крепостей, которые не могли бы взять большевики.
В систему артиллерийского вооружения на вторую пятилетку они вбили две универсальные системы: 37–45-мм автомат и 76-мм дивизионную пушку.
Автомат должен был поступить на вооружение авиации, пехоты и мотомеханизированных войск и предназначался для ведения воздушного боя и стрельбы по наземным целям, борьбы с живой силой и танками противника, а также и с авиацией на высотах до 3000–4000 м. Он должен был иметь скорострельность 100 выстр./мин и бронепробиваемость 40–50 мм на дистанции 1000 м.
К лету 1936 года, взяв за основу 37-мм зенитную пушку "Рейнметалл", производство которой успешно провалил завод № 8, сотрудники Артакадемии М.Н. Кондаков и А.А. Толочков представили автомат АКТ-37 с темпом стрельбы 200 выстр./мин, предназначенный как для вооружения самолетов, так и для зенитной стрельбы. Чтобы летательные аппараты не разваливались в воздухе, авторы, применив ряд оригинальных решений, постарались свести к минимуму силу отдачи орудия. Что немедленно привело к усложнению конструкции, снижению надежности и зенитных качеств. Параллельно Кондаков разработал 45-мм автоматическую пушку АКОН-45 с темпом стрельбы 100–120 выстр./мин. Работы по обоим автоматам были прекращены в 1938 году. ВВС получили авиационную 20-мм пушку ШВАК с ленточным питанием. Ее тоже пробовали примостить на какой-нибудь лафет, однако в силу своей маломощности (переделка из пулемета) ни противотанкового орудия, ни зенитки из нее не вышло.
"Система-2" ставила также задачу вооружить стрелковые батальоны и горные части 76-мм пушкой-мортирой с возможностью ведения настильного и навесного огня. Были заданы вес 140–145 кг, дальность 5000–7000 м, скорострельность 15–20 выстр./мин.
В мае 1936 года завод № 8 представил 76-мм систему 35-К конструкции В.Н. Сидоренко, который позаимствовал идею Виккерса и создал, согласно отечественной классификации, "универсал третьего типа" - орудие с коленчатой боевой осью, поворотом которой можно было менять высоту линии огня. Завод № 92 в конце 1936 года по чертежам В.Г. Грабина изготовил Ф-23–1 - 76/45-мм "универсал второго типа" с двумя сменными стволами и Ф-23–11 - разборную гаубицу с укороченным до 12,5 калибра стволом от 76-мм полковой пушки и углом возвышения 65 градусов. Орудия получились сложными по устройству и весили 350–400 кг. В 1938 году работы над ними были прекращены. В итоге: ни пушки, ни мортиры.
Над созданием новой дивизионной пушки с 1932 года трудились все артиллерийские КБ Советского Союза.
К этому времени военные специалисты Германии, Франции и США пришли к мнению, что в дивизии пушки вообще не нужны, работы по созданию орудий этого типа свернули, конструкторская деятельность была сосредоточена на создании дивизионных гаубиц. Конечно, имевшиеся в наличии орудия на свалку не выбрасывали. Например, американцы и французы свои 75-мм пушки переставили на лафеты с раздвижными станинами. Немцы модернизировали 7,7-см пушку F.K.16, перестволив ее под калибр 7,5 см и введя раздельно-гильзовое заряжание, что позволяло вести навесную стрельбу на достаточно близких расстояниях. Но основную службу в германской дивизионной артиллерии, наряду со специализированными противотанковыми пушками, несли 10,5-см легкие и 15-см тяжелые гаубицы.
В СССР в качестве переходного образца временно, "до окончания разработки дивизионной универсальной пушки", была принята на вооружение 76-мм пушка В.Н. Сидоренко обр. 1933 г., полученная путем наложения трехдюймового ствола длиной в 50 калибров на архаичный однобрусный лафет 122-мм гаубицы обр. 1910/30 г. без подрессоривания колесного хода. Дальность стрельбы при этом увеличилась на 290 м, а боевой вес - на 350 кг. Таких "дальнобойных" пушек произвели около 200 единиц. Лафеты делал Пермский завод, а стволы и сборку (под индексом Ф-19) - "Новое Сормово".
Требования к новой дивизионке предъявлялись следующие: калибр 76 мм, дальность 15–17 км, вес в боевом положении около 2000 кг, бронепробиваемость 60 мм, угол вертикального наведения не менее 80–85 градусов, возможность зенитной стрельбы, полуавтоматический затвор, скорострельность 20 выстр./мин, общий лафет с 122-мм гаубицей. Дополнительно Артиллерийское управление поставило условие обеспечить живучесть ствола в 10 000 выстрелов. Критики говорят, что это - слишком завышенное требование. Однако именно столько выстрелов и выдерживала русская "трехдюймовка", то есть заказчик, зная, как производитель по-стахановски упрощает технологию, просто потребовал не портить "хорошую вещь". К тому же из опыта было известно, что в боевых условиях "пользователь" не станет неукоснительно соблюдать инструкции по эксплуатации и орудия выдержат менее половины высшего предела количества выстрелов (у французов в Первую мировую для 75-мм пушек предел был установлен в 8500 выстрелов, и к сентябрю 1918 года года все они требовали замены стволов). А во-вторых, новые орудия проектировались под утяжеленный снаряд весом 7,1 кг и длиной 5,3 калибра, с более мощной гильзой.
Пушки заказаны были двух типов: универсальная - с круговым обстрелом, и полууниверсальная, способная вести зенитный заградительный огонь. Обе должны были иметь поддон, на который накатывалось орудие при переходе из походного положения в боевое. Не говоря о сложности и стоимости, вес универсалов обещал составить от двух до трех тонн.
Для исполнения основных функций 76-мм снаряд был уже слабоват. Но ни один из заводов Советского Союза не взялся бы делать полуавтоматику большего калибра. А в 1914–1917 гг. в "экономически отсталой" царской России было изготовлено 54 миллиона трехдюймовых гранат и шрапнелей. Кроме того, около 13 миллионов выстрелов доставили из-за границы. Эти запасы, как и запасы 47-мм и 280-мм снарядов, не удалось израсходовать до конца Второй мировой войны. Поэтому принимать для дивизионной артиллерии другой калибр признали экономически нецелесообразным.
В 1935 году на конкурс были представлены:
Универсальная пушка Л-3 с длиной ствола 45 калибров, изготовленная артиллерийским опытно-конструкторским отделом завода "Красный путиловец" (с 1934 года - Кировский завод) под руководством И.А. Маханова. Ствол со свободной трубой, удлиненной каморой, полуавтоматическим клиновым затвором Лендера, дульным тормозом и дальностью стрельбы 13 942 м. Нижний станок с тремя станинами был сделан по типу американской Т-3. Орудие весило около трех тонн. Полууниверсальная Л-4 имела аналогичную баллистику и в боевом положении весила 1560 кг.
Полууниверсал 32-К - от КБ завода им. Калинина под руководством В.Н. Сидоренко - имел ствол со свободной трубой, казенник с удлиненной каморой, щелевой дульный тормоз, клиновой затвор с полуавтоматикой от зенитки обр. 1931 г., начальную скорость 740 м/с, расчетную дальность 14 600 м и весил 1572 кг. При стрельбе с поддона орудие разворачивалось по кругу хоботом, опирающимся на гусеничный механизм.
В ГКБ-38, которое возглавлял С.Е. Рыковский, спроектировали универсальную пушку А-52 и полууниверсальную А-51. После ликвидации конструкторского бюро первую поручили доводить заводу № 8, вторую - заводу № 92. В обеих системах ствол длиной 50 калибров состоял из свободной трубы, кожуха, навинтного казенника с затвором и полуавтоматикой зенитной пушки обр. 1931 г. Имелся обязательный поддон, однобрусный лафет, гусеничный поворотный механизм. Начальная скорость 710 м/с, дальность 14 300 м. Пушка А-51 (заводской индекс Ф-20) в боевом положении весила 1868 кг.
Наконец КБ завода № 92 под руководством молодого амбициозного конструктора В.Г. Грабина, занимаясь изготовлением опытного образца А-51, по собственной инициативе, заручившись поддержкой Орджоникидзе и Павлуновского, разработало полууниверсальную пушку Ф-22.
В мемуарах Василий Гаврилович красочно и со знанием дела описывает муки творчества при создании своей первой артиллерийской системы:
"Прежде чем приступить непосредственно к делу, конструктор должен решить вопросы внутренней баллистики: по заданной скорости снаряда и максимальному давлению пороховых газов рассчитать объем каморы, марку и навеску пороха, весь путь снаряда в канале. Все это вопросы узкоспециальные. Баллистические задачи решаются математическим путем. Чтобы найти оптимальное решение, нужно просчитать варианты с различными исходными данными. При этом конструктор должен хорошо понимать саму сущность баллистической задачи и зависимость от нее всех элементов ствола и пушки в целом. Только после тщательного и всестороннего исследования можно выбрать оптимальное баллистическое решение. Эта работа требует от конструктора способности к анализу, усидчивости и даже кропотливости, умения обязательно доводить начатое дело до конца. Вот почему ствол был поручен именно Петру Федоровичу Муравьеву.
Первый вариант решения хотя и появился довольно скоро, но не удовлетворял нашим требованиям. Муравьев продолжал поиск, но ничего утешительного пока не было. Между тем на его столе лежал график, в котором было расписано все по числам - когда выдать чертежи на изготовление заготовок трубы, кожуха и других деталей, к какому сроку должен быть готов чертеж каморы, чтобы на заводе-смежнике могли начать делать гильзы, когда, наконец, он обязан закончить конструирование ствола в целом для деталировки и запуска в производство…
Петр Федорович стал уходить с работы далеко за полночь. У него накапливались разные варианты решений, но ни один из них не годился, и Муравьев все считал и считал. Наконец он совсем перестал уходить с завода. Вздремнет немного в КБ - и опять за работу…