Возвращаясь к конструктивному совершенствованию пушек, необходимо сказать, что в XV и XVI веках артиллерийские орудия претерпели несущественные изменения, кроме введения цапфы в начале XV века и долфина – ручки над цапфой для поднятия легкого орудия, – внедренного через сто лет. Мощность и точность стрельбы изменялись незначительно, хотя элементы стандартизации уже находили признание. Кованые орудия конца XIV века уступали литым бронзовым и чугунным, стволы отливались с отверстием, что постепенно было принято как стандартное оружие в армиях стран Европы. Еще раз подчеркну, что искусство использования артиллерии было многогранно. Все страны имели свои приоритеты, и все следовали одним путем, открывая новые возможности орудий. Пушкарь (канонир) был человеком, посвятившим себя целиком этой профессии, и его национальность не имела к этому никакого отношения; все захваченные орудия служили столь же эффективно захватчикам, как и их предыдущим хозяевам. День, когда оружие станет настолько «эксклюзивным», что им не сможет воспользоваться захватчик, наступит значительно позже – во второй половине XIX столетия.
Во времена формирования артиллерии зазор между снарядом и стенками ствола был стандартным, а именно – 0,25 дюйма (0,6 см), а вес заряда обычно был равен весу снаряда (ядра). Соотношение весов заряда и снаряда время от времени изменялось, и оценки объемов заряда на один выстрел были почти настолько же случайными, как и состав самого заряда. В середине XV века вес заряда был в целом зафиксирован в значении одной девятой веса выстреливаемого каменного ядра, но к 1500 году он был увеличен до одной пятой и даже до одной четвертой. Орудия различного изготовления отличались величиной заряда при стрельбе одинаковыми снарядами. Это и неопределенность состава заряда в XVI веке делали невозможным принять какие-либо жесткие правила. В начале XVII века отношение веса заряда к снаряду было на уровне одной трети, а к середине XVIII века это значение достигло одной второй. Даже тогда, когда артиллерия стала более точной наукой и начала нащупывать пути к научному обоснованию, мы все еще сталкиваемся с проблемой этих соотношений, варьирующихся от одной второй до одной тридцать второй. В Британии никаких подобных соотношений для различных видов и калибров пушек не принималось вплоть до 24 марта 1863 года.
Как отмечалось выше, на ранней стадии развития артиллерии дальность выстрела упоминалась редко, а начальная скорость снаряда вообще не регистрировалась. Ниже приводятся цифры, по которым можно оценить начальную скорость снаряда, дальность горизонтального выстрела и максимальную дальность полета ядра при выстреле под 45 градусов, конечно, лишь с точностью достоверности данных XVI и XVII веков. Предполагается, что жерло орудия находится на высоте 4 футов (1,22 м) над землей:
К началу XIX века значительно улучшилась баллистика гладкоствольных орудий и сравнимые орудия, как показали стрельбы, уже имели начальную скорость порядка 1200–1500 фут/с.
Ниже приводится формула для расчета приблизительного максимального давления при выстреле из пушки гранулированным зарядом, из ранних американских работ.
где:
с = вес заряда в фунтах;
w = вес снаряда в фунтах;
Δ = плотность загрузки = (27,73 с) / Объем за снарядом.
Даже если предположить, что Δ может быть определена точно для музейных образцов пушек, есть большое сомнение, что формула будет работать в связи с большим зазором между ядром и стенками ствола и различием взрывной силы пороха того времени. Сравнение взрывной силы серпентина, гранулированного пороха и современного пороха можно приблизительно представить соотношением 57:75:100. Формулы, используемые для определения скорости вылета и времени полета, используемые для продолговатых снарядов, выстреливаемых из орудий, заряжающихся с казенной части, можно было бы применить и для круглых ядер, но если использовать современные баллистические таблицы для пушек эпохи Тюдоров, то число неизвестных факторов сделает эти вычисления бесполезными. Например, используются два фактора воздействия на летящий объект:
δ – коэффициент стабильности полета,
χ – коэффициент формы передней части снаряда.
Хотя сферическая форма ядра предполагает отсутствие эффекта «рыскания» в полете, но значительный зазор между ядром и стенками ствола создает эффект «мяча в гольфе», сообщая ему вращательный момент, что приводит к существенной ошибке в определении коэффициента δ. С другой стороны, χ при малых скоростях должен оставаться практически постоянным. Но, даже заложив некое значение