Можно тут же отметить, что аналогичная по некоторым своим элементам схема узла запирания была у созданной в 1916 году на Ружейном полигоне первой системы В.А. Дегтярева — автоматического карабина (симметричные защелки, удерживающие затвор от перемещения назад и использование утолщения ударника для разведения защелок в стороны при запирании ствола).
Основное различие состояло в том, что в системе Чельмана защелки удерживают затвор путем сцепления передних концов с уступами ствольной коробки, а в системе Дегтярева они упираются задними упорными гранями в уступы ствольной коробки, аналогично боевым личинкам системы Браунинга.
Проще были сами защелки в системе Дегтярева, именуемые боевыми упорами, вращающиеся передними концами в полукруглых выемах затвора и механизм приведения их в действие утолщением ударника (только при запирании). В схеме Дегтярева исключена двухсторонность взаимодействия защелок, как двуплечих рычагов, с утолщениями ударника.
Сведение боевых упоров в карабине Дегтярева осуществлено под действием особых скосов крышки системы, а в более поздних образцах этого конструктора (пулеметах) — с помощью скосов фигурного выема затворной рамы, откатывающейся назад под напором пороховых газов.
Созданием винтовки трехлинейного калибра В.Г. Федоров не считал данную конструкторскую работу для себя законченной.
Перед созданной Арткомом ГАУ комиссией, в состав которой входил и офицер оружейного отдела Артиллерийского комитета В.Г. Федоров с непростыми и хлопотными обязанностями по организации экспериментальных работ, составлению программ исследований и анализу получаемых результатов, стояла также задача выбора оптимально выгодного патрона для автоматической винтовки, от которого во многом зависели ее тактико-технические характеристики. При оценке предлагаемых конструкций винтовок и выборе лучшей системы комиссией учитывалась также возможность перестройки принятого образца под новый патрон, который по сравнению с существующим трехлинейным должен был не только обладать лучшей баллистикой, но и иметь конструктивные преимущества.
В своей научной работе, связанной с решением данного вопроса («Оружейное дело на грани двух эпох», ч. 1), В.Г. Федоров отметил по этому поводу: «Несмотря на очень хорошие результаты, полученные на полигонных испытаниях моей винтовки, я считал свои работы выполненными только частично… Ведь комиссией было твердо решено при новом перевооружении перейти к новому патрону уменьшенного калибра. Не считая возможным ждать окончания опытов комиссии, в целях ускорения всего дела я решил самостоятельно разработать новый патрон и одновременно с работами над винтовкой под трехлинейный калибр (7,62 мм) разработать систему и под новый патрон с улучшенной баллистикой.
Свои работы я начал в 1911 году с выяснения коренного вопроса — об убойности малого калибра».
Возможность улучшения баллистических качеств оружия с уменьшением калибра подтверждалась мировым опытом прошлого, когда в конце XIX века на вооружение армий многих государств были приняты магазинные винтовки калибра 6,5–8 мм вместо прежних однозарядных калибра 10–13 мм.
Однако в начале XX века в России и других странах появился и такой положительный опыт, когда баллистические качества оружия повышались за счет улучшения баллистики патронов без уменьшения калибра. Новые патроны имели остроконечные пули меньшего веса, но зато большую начальную скорость, за счет чего достигалось улучшение настильности траектории и меткости стрельбы.
Одним из инициаторов разработки в России винтовочного патрона с остроконечной пулей был В.Г. Федоров. Специальной комиссией при участии Федорова были проведены большие экспериментальные исследования патронов с пулями весом от 8,5 до 11,5 г, закончившиеся в 1908 году принятием пули весом в 9,5 г с начальной скоростью 880 м/с, которая получила наименование «легкой пули образца 1908 года».
Конструктивной особенностью новых патронов, создаваемых в передовых в техническом отношении государствах на рубеже двух веков, было отсутствие на корпусе гильзы выступающей закраины (кольцевого фланца). Взамен этого конструктивного элемента на гильзах для обеспечения возможности их экстрактирования из патронника вводилась кольцевая проточка. К выводу о целесообразности такого конструирования патронов пришел и В.Г. Федоров не только по результатам изучения оружейно-патронного дела в других странах, но и на основании своего личного конструкторского опыта, полученного при разработке автоматической винтовки под штатный отечественный патрон. Выступающая закраина этого патрона усложняла укладку патронов в магазине и служила причиной задержек, связанных с работой магазина (зацепление закраины за закраину, утыкание патрона и т. п.).
Созданию оптимально выгодного патрона для автоматической винтовки предшествовали большие комиссионные исследования 27 вариантов 6-, 6,5-, 7-мм опытных патронов, проводившиеся в 1909–1911 годах в целях определения наивыгоднейших баллистических их характеристик. Весьма большое количество опытов было поставлено, чтобы выбрать оптимальные варианты по начальной скорости пули и давлению пороховых газов.
Созданные по результатам этих исследований расчетные эмпирические формулы, устанавливающие зависимость скорости пули от ее веса, объема зарядной камеры и веса заряда, по мнению специалистов патронного дела более позднего времени [4], не потеряли своей значимости и практической применяемости в период появления развитой науки о внутренней баллистике оружейных патронов и прогрессивных способах проектирования артиллерийских боеприпасов.
Из результатов проведенной работы следовало, что наибольшее влияние на величину начальной скорости пули, при прочих одинаковых условиях, оказывает поперечная нагрузка, представляющая собой отношение веса пули к площади наибольшего ее поперечного сечения, измеряемая в г/см2; вторым по величине фактором является максимальное давление пороховых газов.
Внешнебаллистические характеристики и пробивное действие отобранных комиссией вариантов патронов определялись на Ружейном полигоне Офицерской стрелковой школы, начальником которой был выдающийся теоретик и практик стрелкового дела Н.М. Филатов, являвшийся также членом комиссии.
По комплексной оценке всех факторов после испытаний на пробивное действие пуль всех отобранных вариантов патронов наилучшим был признан патрон калибра 6 мм с пулей весом в 7 г при начальной скорости 1000 м/с. Однако при последующих испытаниях патронов разных калибров на убойность, проводившихся Федоровым в весьма обширном объеме в 1913 году, патрон калибра 6 мм показал неудовлетворительные результаты.
Пули других исследованных калибров — 6,5 и 7 мм по заключению особой подкомиссии, включавшей военных хирургов и ветеринарных врачей, признаны по убойности достаточными, при этом резкой разницы между ними по этой характеристике не было. «Проведенные опыты, — писал В.Г. Федоров, — окончательно рассеяли все сомнения насчет достаточности убойности пуль калибров 6,5 и 7,0 мм». Результаты этих опытов Федоров считал «совершенно достаточными для убеждения в возможности принятия калибра 6,5 мм», на котором он и остановил свой выбор.
В основу выбора оптимального варианта пули при проводившихся комиссионных исследованиях Федоровым была положена поперечная нагрузка. С этого начинали свою работу проектировщики отечественных патронов в последующие годы и, как они сами это утверждают (В.М. Сабельников, М.С. Шерешевский), достаточно обоснованно [4].
Проектируя новый патрон для своей винтовки, В.Г. Федоров задался целью совместить выгоды, которые давали состоявшие на вооружении ряда государств (Франции, Японии, Испании) патроны с тяжелой пулей на больших дальностях стрельбы (меньшее, чем у легкой пули падение скорости) с преимуществами легких остроконечных пуль (Германия, Россия) перед тяжелыми по скорости пули на малых и средних дальностях стрельбы
Патроны с тяжелой пулей имели большую поперечную нагрузку (25–26 г/см2) и малую начальную скорость пули (около 700 м/с), патроны с легкой пулей — малую поперечную нагрузку (около 20 г/см2) и большую начальную скорость пули (около 860 м/с). Совмещение лучших качеств этих двух видов патронов, по мнению Федорова можно было достигнуть лишь при малом калибре патрона и при максимальном давлении пороховых газов в стволе — порядка 3500 кг/см2 вместо 2750 кг/см2, развиваемого в варианте винтовки трехлинейного калибра.
На заключительном этапе поиска лучшего решения по 6,5-мм патрону, его конструктивным и основным техническим характеристикам, Федоровым разработано 5 экспериментальных его вариантов, отличающихся между собою размерами и формой гильз и пуль. В их числе были патроны с малозаметной закраиной гильзы (полузакраиной) и без выступающей закраины.
Один из вариантов патрона имел следующие характеристики: максимальное давление пороховых газов 3500 кг/см2; начальная скорость пули 860 м/с; вес пули 8,5 г; поперечная нагрузка 25,75 г/см2, что было близко к предложенному на рассмотрение комиссии.
В результате весьма обширных экспериментальных работ и специальных исследований многочисленных (27) вариантов патронов, подробного изучения и обследования объемно-конструктивных характеристик гильз разных вариантов В.Г. Федоровым создан 6,5-мм патрон улучшенной баллистики без выступающей закраины на гильзе, который, по мнению специалистов патронного дела вправе считаться лучшим по тем временам [4].
Комиссия по разработке автоматической винтовки в протоколе № 57 от 28 октября 1913 года отмечала: «…Работы, проведенные В.Г. Федоровым по выработке чертежа малокалиберного патрона, необходимо отметить как особенно ценные… Методично, шаг за шагом, обследован каждый элемент гильзы… Эта крупная работа заставила патронный завод произвести целый ряд опытных работ, которые можно считать подготовительными к установке фабрикации нового патрона… Работы В.Г. Федорова по выработке нового патрона, находясь в полном соответствии с задачами комиссии, произведенные по его личной инициативе, должны быть отмечены как чрезвычайно ценные для выработки нового образца винтовки. Ценность и значение этих работ нисколько не убавится, если окончательно выбранная комиссией гильза не совпадет в точности с предложенной В.Г. Федоровым».
В 1913 году В.Г. Федоров был единогласно избран постоянным членом Артиллерийского комитета ГАУ, что явилось признанием больших достижений в его научно-исследовательской деятельности.
Дальнейшее развитие патронного дела в России показало, что работы В.Г. Федорова в части разработки научно обоснованной методологии проектирования патронов, их испытаний и исследований сохранили свою практическую ценность на многие десятилетия.
Созданный В.Г. Федоровым 6,5-мм патрон улучшенной баллистики был взят им за основу при проектировании нового варианта автоматической винтовки на базе существующей одноименной конструкции образца 1912 года под трехлинейный патрон. Такой образец был представлен на рассмотрение комиссии в сентябре 1913 года. Он был легче прежнего на 890 г, имел более удобные габариты, в том числе и магазина с шахматным расположением патронов, который не выступал уже над поверхностью цевья.
Итак, комиссия отметила, что 6,5-мм винтовка выдержала первые испытания, что она является «первым в России образцом автоматической винтовки, разработанной для патронов с улучшенной баллистикой со значительно большим давлением пороховых газов (3500 атм.) и гильзой без закраины».
Образец, хранящийся в Военно-историческом музее артиллерии, инженерных войск и войск связи Санкт-Петербурга (ВИМАИВиВС) под инв. № 9/48, имеет следующие характеристики: длина без штыка — 1250 мм, ствола — 710 мм, прицельной линии — 600 мм; вес винтовки без штыка и с пустым магазином — около 3,93 кг.
Для полигонных испытаний Сестрорецкому заводу поручалось изготовить по 10 винтовок калибра 6,5 и 7 мм, а Петербургскому патронному заводу — по 100 тыс. патронов каждого калибра.
В порядке подготовки к войсковым испытаниям В.Г. Федоров в том же 1913 году приступил к отработке рабочих чертежей на варианты своих винтовок 1912 и 1913 гг. для Сестрорецкого завода, которому заказано изготовление 130 образцов калибра 7,62 мм и 20 — калибра 6,5 мм.
Ижевскому заводу заказаны стволы для изготовления указанных винтовок.
К началу первой мировой войны изготовлены только детали для таких винтовок. Начавшаяся война временно прервала все дальнейшие опытные работы (почти до 1916 года). «С момента объявления мобилизации в России все опытные работы по распоряжению военного министра были прекращены, военные конструкторы и изобретатели были отправлены на фронт, часть личного состава Ружейного полигона также вошла в мобилизованный полк Офицерской стрелковой школы». (Федоров В. Эволюция стрелкового оружия, ч. 2).
В. Г. Федоров стал заниматься вопросами обеспечения нужд фронта по заданиям ГАУ.
Оружейные заводы были заняты наращиванием выпуска утвержденных образцов оружия в соответствии с мобилизационными планами на период военного времени.
«В 1914 году, — писал В.Г. Федоров, — пехота всех государств, участвовавших в мировой войне, выступила на боевые фронты с единым вооружением: винтовки с ручным перезаряжанием и пулеметы — в основном тяжелые станкового типа. В ходе войны в армиях развитых государств появились ручные пулеметы, автоматические винтовки и многие другие виды вооружения, созданные уже в период военного времени». «Прекращение опытно-конструкторских работ в России на основе рассуждений в главном военном ведомстве о молниеносности войны и невозможности своевременной разработки новых образцов оружия и организации их массового производства на заводах было необдуманным и ошибочным», — считал Федоров. «И во время прежних войн, — отмечает он, — разработки и введение новых образцов вооружения никогда не прекращались.» В качестве примеров он приводит: пули Нейслера и нарезные ружья образца 1854 года вместо гладкоствольных, введенные в период Крымской войны 1854–1855 годов; перевооружение Скобелевской дивизии 4,5-мм винтовками системы Пибеди в русско-турецкую войну; проверка широкими испытаниями ружей-пулеметов системы Мадсена в период русско-японской войны.
Особенно убедительными в этом отношении были результаты опытно-конструкторских работ в области вооружений в годы Великой Отечественной войны 1941–1945 гг.
В преддверии первой мировой войны отечественные оружейные заводы были рассчитаны на суммарную максимальную производительность 40 тыс. винтовок в месяц. С объявлением мобилизации перед тремя заводами мобилизационным комитетом генерального штаба (МКГШ) поставлена задача сдавать 2000 винтовок в день, т. е. 50–60 тыс. в месяц. Но это требование было выполнено лишь на 9-й месяц войны.
К январю 1916 года заводы увеличили свою производительность до 90 тыс. винтовок в месяц, увеличив годовую производительность за 1916 год примерно в 2,5 раза по сравнению с программной. Однако такой рост производства винтовок не мог удовлетворить потребности фронта, несмотря на предвоенный мобилизационный запас оружия, близкий к расчетным нормам.
Уже в конце 1914 года в Российской армии стал ощущаться все возрастающий недостаток винтовок, и их недокомплект в 1915 году достиг весьма больших размеров. На Северо-Западном фронте, по данным Федорова, недоставало 320 тыс. винтовок. На отдельных участках русско-германского фронта были полки, у которых осенью 1915 года насчитывалось всего 20 % положенного по штату оружия.
Не лучше обстояло дело с обеспечением русской армии пулеметным вооружением, производство которого осуществлялось одним оружейным заводом с максимальной расчетной мощностью 700 пулеметов в год.
Значительное увеличение выпуска этого оружия в годы войны (в 15 раз) не смогло удовлетворить потребности армии в пулеметах, особенно в 1915 году, в связи с увеличением в 4 раза нормы снабжения действующей армии этим оружием. Справиться с удовлетворением этих норм без постройки новых заводов и помощи военных союзников, отмечает В.Г. Федоров, не представлялось возможным.
Российское правительство предпринимает меры по размещению заказов за границей. Одновременно с этим в предчувствии «ружейного голода» в зарубежные страны отправляются специальные военные миссии в целях поиска и закупки необходимого вооружения.
Первая такая миссия отправляется в августе 1914 года в Японию, также объявившей войну Германии, а в 1915 году — в европейские страны-союзники России в этой войне.
В составе обеих миссий представитель ГАУ В.Г. Федоров. О своей работе в этих миссиях он рассказал в книге «В поисках оружия».
В числе закупленного оружия на вооружение Российской армии в разное время поступило около двух миллионов винтовок. Это японские 6,5-мм винтовки Арисака образца 1897 и 1905 годов и мексиканский вариант этой винтовки, переделанный под патрон калибра 7 мм; французские винтовки Лебедя калибра 8 мм, Гра и Гра-Кропачек калибра 11 мм; итальянские Веттерли калибра 10,4 мм, а также переданные союзными странами трофейные австрийские винтовки Манлихера образца 1889 и 1895 годов калибра 8 мм в количестве 300 тыс. штук.
Вместе с винтовками поставлялись и патроны к ним, за исключением австрийских винтовок Манлихера, для которых до войны патроны изготовлялись на одном из Петроградских заводов в количестве 25 млн в месяц.
Были попытки у России вернуть собственные винтовки образца 1891 года, отданные в 1895 году Абиссинии, а также оставленные российскими солдатами на полях Маньчжурии в русско-японскую войну и попавшие в руки местного населения. Но эти последние были в таком плачевном состоянии, что использовать их в деле было уже невозможно.