Kúpos furatú páncéltörő lövegek

A kúpos kialakítású tüzérségi lövegek kifejlesztésének igen érdekes és ellenmondásos története volt a II. világháború előtt és alatt. A nagyobb átmérőről kisebbre szűkülő lövegcső és a hozzá szerkesztetett „szoknyás” lövedékmag forradalmasította a páncéltörő fegyverzetet. Ezt a haditechnikai újítást a háború kezdeti szakaszában sem az amerikaiak, sem az angolok nem értékeltek, csak a németek vették komolyan és láttak benne félelmetes tűzerőt. A nagy tűzerejű német páncéltörő lövegek pályafutását a nyersanyag hiánya nem zárta le. A német sikerek hatására a szövetségesek is megindították a fejlesztéseket és a kúpos lövegek gyártását.

A találmány

A löveg kifejlesztésének alapja Karl Puff német mérnök nevéhez kapcsolódik. A Spandauban élő Puff 1903-ban egy olyan puskát mutatott be, melynél a cső átmérője nem egyforma a cső elején és végén. A bemutatott puska a cső elején 10 mm, a végén 7 mm. A fegyverhez különleges lőszert fejlesztett ki Puff. A lőszer közepén egy 10 mm átmérőjű karmantyú volt, mely kilövés után a vékonyodó cső 7 mm-re préselte össze.

kúpos fegyvercső vázlata

a lőszer metszete a lövegcső betöltési és kilövési szakaszán

A feltaláló ezzel a megoldással sokkal nagyobb torkolati sebességet tudott elérni, mint a hagyományos huzagolt, egyenletes keresztmetszetű csővel. A célja, hogy a nagyobb sebességgel a röppálya laposabb legyen, így a repülési idő megrövidül és a fegyver pontossága jobb legyen. Puff a találmányát szabadalmaztatta, de a gyártással kapcsolatos részletekkel nem foglalkozott (a puskacső huzagolása, a lőszer gyártása stb.), de kor technológiája sem volt megfelelő a gyártáshoz. Emiatt a találmány csak elvben létezett, gyártására nem került sor.

Az első legyártott fegyver

Az újabb dátum 1927/28 és a szereplő Herman Gerlich német mérnök és fegyvergyáros. Gerlich úgy gondolta, hogy ekkor már a technika fejlődött annyit, hogy megvalósítható Carl Puff ötlete. Gerlich és testvére létrehozta a Halbe nevű fegyvergyárat. Az új gyárban kifejlesztettek egy kúpos csövű vadászfegyvert, melyet Halger néven (HALbe és GERlich szavakból) forgalmaztak. Puff elmélete jó volt, a vadászfegyver igen nagy pontosságra tett szert a nagy torkolati sebesség és lapos röppálya miatt. Az RWS nevű lőszergyárnak sikerült a fegyverhez lőszert is kifejleszteni. A fegyver bár igen drága volt rendkívüli népszerűségre tett szert. Gerlich az új fegyvert a hadseregeknek próbálta eladni és 1928-1933 között Németország, Amerikai Egyesült Államok és Nagy-Britannia hadügyminisztériumait felkereste. A megkeresés a magas gyártási költség miatt nem járt sikerrel.

Gerlichtől függetlenül ez időben az amerikaiak is kísérleteztek a kúpos furatú fegyverekkel. A Springfield Arsenal fegyvergyár kifejlesztett olyan puskát és lövedéket, melyet Puff találmánya alapján gyártottak le. Az új fegyverrel 2164 m/s torkolati sebességet értek el, amely az akkori átlagos érték 2,5-szerese volt. A Springfield Fegyver gyűjteménybe van ez a puska, mely 1903 Modell és sorszáma 35884. A kúpos furatú cső elején 0,3386 inch (8,6 cm), míg a csőszájnál 0,308 inch (7,8 cm) volt.

Springfield puska 1903 Modell

Springfield puska 1903 Modell változat csöve, mely kúpos kialakítású volt

A nagy kezdősebesség ellenére 1939-ben elvetették a fejlesztést, mert a puska pontossága nagyon kedvezőtlen volt.
1933-ban Gerlich a sikertelen amerikai kísérletek után visszatért Németországba és felkereste a Rheinmetall-Borsig vállalattal. Ekkor már Hitler hatalomra került és a versailles-i szerződést megszegve nagyerővel megindította a haditechnika fejlesztését. Gerlich azonban mielőtt bármilyen eredményt elért volna a fegyveriparban 1934-ben meghalt.

A német fejlesztés

A katonai felhasználást végül Gerlich volt asszisztense, dr. Hans Neufeld tette lehetővé, amikor a német Polte lőszergyár (alapította Eugen Polter) segítségével kifejlesztették a megfelelő lőszert.
Az első világháborúban megjelenő harckocsik elleni védelmet az eltelt időszakban nem sikerült megoldani. A korai kísérletek alapján a fejlesztők kísérleteik alapján megállapították, hogy az egyszerű ólomlövedék is átüti a páncéllemezt, ha megvan a szükséges, nagy torkolati kezdő sebessége. A fejlesztést a Rheinmetall kezdte meg, de bevonta a puskagyártásban híres Mauser-Werke AG-t is. A fejlesztés a már jól bevált Halger puska eredményei alapján elkészült 1939-ben a prototípust.

A rajzon látható a Gerlich által kifejlesztett un. „Ultra-lövedék” magját, mely lágyacélból készült.
Neufeld által kifejlesztett lövedéket volfrámkarbidból gyártották le, úgy hogy lágyacél köpenybe ágyazták be. A lágyacél köpenyre két peremet vagy „szoknyát” kapott, hasonlóan az „Ultra-lövedékhez”, de kúpos kialakítású lövegtesttel. . Ezek a peremek kilövéskor a kúpos csőfalon rásimultak a magra és a cső elhagyásakor már sima felületű volt. A peremek a lövedékmagnak igen nagy torkolati sebességet biztosított.
A megfelelő lőszer és kónuszos lövegcső sikeres tesztje után a fegyverrendszer három lövegét fejlesztették ki:

2,8 cm Scwere Pnzerbüsche 41 (2,8 cm sPzB 41 vagy 2,8 cm Pak 41)

4,2 cm Panzerjäger-kanone 41 (4,2 cm PJK 41)

7,5 cm Panzerjäger-kanone 41 (7,5 cm PJK 41 vagy PaK 41)

Már az első kísérletek igen nagy torkolati sebességet értek el, így ez érték az első kúpos csövű páncéltörő lövegnek, a 2,8 cm Schwere Panzerbüsche 41-nek, 1430m/s volt. A 131 grammos lövedék ezzel a sebességgel 100m-en átütötte a 69 mm-es páncélt 30º-os becsapódási szögnél. A 28/20mm –es nehéz páncéltörő puskát kisebb és nagyobb méretű kerekekkel látták el, mely lényegesen megnövelte a fegyver hatékony használatát. Az első prototípus 1940-ben készült el és sikeres tesztelés után még ez évben megkezdődött a sorozatgyártás.

Schwere Panzerbüsche 41 páncéltörő löveg

A Halger puska léte és Rheinmetall kúpos furatú lövegfejlesztése kiszivárgott Európa fegyverfejlesztői körébe, de a szövetséges hadvezetés, elsősorban az angolok, nem vettek róla tudomást. Egy bizottság a Small Arms Comittee (kézifegyverekkel foglakozó bizottság) a német fejlesztésekről készült jelentések miatt foglakozott a témával, de megállapították, hogy a németek még nem értek el olyan eredményeket, mely veszélyes lenne az angol hadseregre. Ezt arra alapozták, hogy a svájci (Kern) és egy dán (Pacetti) vállalat fegyverfejlesztései nem mutattak fel lényeges eredményeket.
Az angol hadvezetés 1941 elején szembesült az igazsággal, amikor egy 2,8cm schwere Panzerbüsche 41 páncéltörőt a líbiai sivatagban zsákmányoltak. A fegyvert elszállították Angliába és vizsgálat alá vették. A tesztelés során 1388m/s torkolati sebességet mértek. A páncélátütő képessége pedig 91m távolságnál 70mm-es páncéllemez volt. Az eredmények meglepték az angol hadvezetést és azonnal tájékoztatták a harcoló csapatokat, hiszen ilyen torkolati kezdősebesség elérése és az ezt eredményező nagy páncélátütő képesség haditechnikai rekordnak számított 1941-ben.
A sikeres kúpos furatú 2,8cm-es páncéltörő sikeres tesztelésével párhuzamosan a Mauser nagyobb kaliberű ágyúcső kifejlesztését is megkezdte. A nagy számban gyártott 3,7cm PaK 35/36 páncéltörő löveg felhasználásával kifejlesztették a kúpos furatú páncéltörő löveget a 4,2 cm Panzerjäger-kanone 41 (4,2 cm PJK 41 vagy PaK 41)-t. Szerkezete szinte teljesen megegyezik a már rendszerbe állított lövegével, csak a lövegcsövet cserélték le. A volfrámmaggal ellátott 336 grammos lövedék elképesztő 1265 m/s torkolati sebességnél 30º becsapódási szögnél 72mm páncélt átütötte 500m-es távolságnál (90º-nál ez 86mm). A nagy tűzerejű, ugyanakkor könnyű páncéltörő fegyverrel elsősorban a légi deszantos egységeket látták el .

4,2cm PaK 41 páncéltörő löveg

A kúpos furatú lövegcső fejlesztésébe a Krupp vállalat is bekapcsolódott. A Waffenamt a páncéltörő fegyverek hiánya miatt nagyszabású fejlesztési programot indított. A 7,5cm-es páncéltörő hagyományos típusát a Rheinmetall gyártotta le, de a Krupp inkább kúpos furatú löveg kifejlesztését tűzte ki célul, melyet 7,5cm PaK 41-nek neveztek el.
7,5cm-es elvékonyodó kaliberű lövegcső kialakítása nem mindennapi feladat elé állította a fejlesztőket. A „szoknyás” lövedékek nagyon igénybe vették a lövegcsövet ezért olyan megoldást találtak ki, hogy a lövegcsövet nem egyben, hanem két részben gyártották le. A cső végét egy 95cm-es csődarabbal, toldatos rögzítéssel alakították ki. Ezen a szakaszon nyomódott össze a lövedékfej 5,5cm-re.

Ezzel a megoldással csak a csőtoldatot kellett cserélni az egész cső helyett és ezt egyszerű szerszámokkal a harctéren is el lehetett végezni.

7,5cm PaK 41 páncéltörő löveg

Az 1941-ben kifejlesztetett új páncéltörő löveg félelmetes tűzerővel rendelkezett. Az 1210 m/s torkolati sebesség mellett 30º-os becsapódási szögnél a lövedékfej 171mm-es páncélátütő képességgel rendelkezett 500 m-nél (90º-nál 209 mm).

A kúpos furatú lövegek páncélátütő képességeit az alábbi táblázatban lehet jól érzékelni a hagyományos páncéltörő lövegekkel szemben:

(Az összehasonlítás 60º-os becsapódási szögnél és 500m lőtávolságnál)

2,8 cm sPb 41 52,00 mm (1402 m/s)
4,2 cm PaK 41 72,00 mm (1265 m/s)
7,5 cm PaK 41 171,00 mm (1210 m/s)

3,7 cm PaK 35/36 36,00 mm (1030 m/s)
5cm PaK 38 86,00 mm (1198 m/s)
7,5cm PaK 40 115,00 mm (930 m/s)

A kúpos furatú páncéltörő lövegek hadtörténetét egy igen egyszerű probléma zárta le, ez pedig a volfrám hiánya volt.
Németország az I. világháború után nemcsak gyarmatait vesztette el, hanem szénvagyonának harmadát, cinkvagyonának kétharmadát, vasérc-lelőhelyeinek háromnegyedét, elvesztette továbbá néhány fontos stratégiai nyersanyagnak – mint kőolaj, mangán, volfrám, krómérc, nikkel, molibdén, vanádium, bauxit, kaucsuk – a világtermelés több mint 1%-át. Ezek után a II. világháború páncéltörő lőszereihez szükséges volfrámot importálni kellett, de így is csak korlátozott mennyiségben jutott hozzá a német hadiipar. A volfrám emellett fontos alapanyaga volt a szerszámgépekhez is és természetesen elsőbbséget élvezetek anyagellátásban. A lőszerek volfrámtöltetét nem lehetett visszanyerni és a fellépő hiány miatt 1942-ben a lőszergyárak volfrám szállítását nagy mértékben korlátozták.
A volfrám hiánya a kúpos páncéltörő lövegek hadrendből való kivonását jelentette és a lövegek leselejtezésével végződött. Ezt is német alapossággal végezték el, aminek eredménye az lett, hogy csak igen kevés 7,5cm PaK 41-es maradt meg a háború végéig.

A német hadmérnököket azonban az elért eredmények tovább inspirálták, mégpedig a légvédelmi szakértőket. A légvédelem alapvető problémája a lövedék indítása és a céltárgy közelébe jutása közt eltelt idő. Ha a lövedék repülési idejét le akarták csökkenteni, azt a torkolati sebesség növelésével érhették el. A kúpos furatú lövegek által produkált nagy kezdősebesség ígéretesnek tűnt a légvédelmi fegyverek fejlesztésénél.
A lövedék fejlesztése azonban komoly problémákat vetett fel. A páncéltörő lövedék magja csak fémdarab, de a légvédelmi lövedék magja már összetett, mivel időzítő gyújtót és robbanó töltetet is tartalmaznia kellett. Az összenyomódó lövedékmagba ezeket beépíteni komoly feladat volt. A légvédelmi fejlesztő mérnökök többféle megoldást dolgoztak ki, melyek segítségével a repülési időt 30%-al csökkentették elméleti alapon. Ezt azonban már kísérletekkel nem tudták igazolni, mert a háború közben befejeződött, így a kúpos furatú légvédelmi löveg csak elmélet maradt.

Az angol fejlesztések

A háború előtti fejlesztés egyik legjelentősebb fejlesztése a cseh Frantisek Janecek nevéhez az 1930-as évek elején. Janeceknek fegyvergyára volt, de békeidőben motorkerékpár gyártással foglalkoztak. 1929-ben a német Wanderer motorkerékpár licence alapján elkezdte Prágában gyártani a Jawa motorkerékpárt. A Zbrojovka Dipl. Ing. F. Janecek fegyvergyárat is átnevezte Jawa-ra.

Janecek talán Gerlich hatására kezdett el a kúpos furatú lövegek fejlesztésével foglalkozni. 1939-ben a németek elől Angliába emigrál és magával vitte a páncéltörő löveggel kapcsolatos teljes műszaki dokumentációt.
A fejlesztésének lényege egy adapter, melyet a páncéltörő löveg csövére egy karimarendszerrel szerelt fel. Az adapter kúpos kialakítású csőrész volt, amely átvette Gerlich technikai megoldását, de jóval gazdaságosabb megoldással,. Az adaptert saját neve után „Littlejohn”-nak nevezte el, ugyanis a Janecek= kis Hans, angol megfelelője Little John.

a Littlejohn adapter vázlata

Janecek átadta a fejlesztése anyagát Small Arms Comittee-nek, ám mint azt már említettem, a háború elején nem érdekelte az újfajta páncéltörő fegyver. A sikeres és bizonyított német fejlesztés azonban megváltoztatta a véleményüket. Átvették Janecek eredményeit és megindították a fejlesztést.

Littlejohn adapter a Bovington Tank Múzeumban

Az első adaptert a QF 2 pounder-es (40mm) páncéltörő lövegre fejlesztették ki 1943-ban. A löveget 1934-ben fejlesztette ki a Vickers a Cruiser Mk I. harckocsihoz, de páncéltörő löveg változata is készült. A németek Dunkirk-nál zsákmányoltak nagy számban és 4,0 cm PaK 192 (e) vagy 4,0 cm PaK 154 (e) néven vették át haderejükbe.

QF 2 pounderes (40mm) páncéltörő löveg

Az adapter 40 mm-ról szűkítette 30 mm-re a lövedéket. A kúpos furatú lövegekhez használt APCNR (Armour Piercing Composite Non-Rigid – kemény magvas nem rideg páncéltörő) töltényt APSV (Armous Piercing Super Velocity- szuper sebességű páncéltörő)-re nevezték át, melyből kétféle változatot fejlesztettek ki. Mint azt a metszeten láthatjuk a tölténymag kialakítása csak az alsó része hasonlít a német „szoknyás” kialakításhoz.

A kúpos páncéltörő csőhöz kétféle lőszert fejlesztettek ki:
Az APSV Mk I, mely 0,58 kg tömegű volfrámmagos lövedék 1280 m/s torkolati kezdősebességgel 450m-en átütötte a 88 mm-es páncéllemezt. Az APSV Mk II-t ballisztikus kúppal látták el, mely pontosabbá tette a töltényt és az orrába puhaacél magot helyeztek el, mely a páncéllemezen való jobb tapadást segítette elő. A szintén volfrámmagos lövedék 0,45 kg tömegű és 1189 m/s torkolati kezdősebességű.

APCNR Mk I és APCNR Mk II lőszer

APCNR Mk I és APCNR Mk II lőszer metszete

Az adapteres páncéltörő harctéri sikerei felgyorsította a fejlesztéseket, aminek hatására több páncéltörő löveget, páncélautót, könnyű harckocsit és repülőgép löveget szereltek fel az adapterrel különböző kaliberrel.
Az 1940-ben kifejlesztett 6 pounderes (57 mm) páncéltörő löveget is ellátták adapterrel, melynél 57-42,6mm volt csőszűkítés mértéke.

QF 6 pounderes (57mm) páncéltörő löveg

A könnyű harckocsik közül 1944-ben az Mk VII Tetrach lövegcsövére építették be az adaptert. A 2 pounderes (40 mm) löveggel felszerelt, 7,6 tonnás harckocsit a Vickers fejlesztette ki 1938-ban.

Mk VII Tetrach könnyű harckocsi Littlejohn adapterrel (Normandia)

A Daimler Mk. I páncélautó fejlesztésénél a Tetrach könnyű harckocsi páncéltornyát használták fel 1939-ben és alkalmazták a Littlejohn adaptert.

Daimler Mk. I páncélautó

A Vickers 1930 végén kifejlesztett egy repülőgép fegyvert, a Class „S” 40 mm löveget. Először 1942-ben a Hawker Hurricane II D vadászgépbe támadó, majd a Wellington bombázó tornyába védelmi fegyverként szerelték be. A fegyverhez az AP Mk. I típusú 1130 g (2,5 lb)lőszert és az AP Mk. VI 1360 g-os (3 lb) lőszert fejlesztették melyeknek torkolati sebessége 615 m/s, illetve 570 m/s volt.
Az „S” löveghez is beépítették a Littlejohn adaptert, melynek eredményeként az 567 g-os lőszere 875 m/s torkolati sebességet ért el és 400 yardon 85 mm volt a páncélátütő képessége a 3 lb-s lőszer 58 mm-vel szemben.

Vickers 40 mm „S” löveg Littlejohn adapterrel

AP Mk. VI 3 lb és Littlejohn lőszere

Hawker Hurricane II D vadászgép Littlejohn adapterrel

Az amerikai tüzérség 1942-ben tesztelte a Littlejohn adaptert a 37 mm Gun M3 páncéltörő lövegnél, azonban pár lövés után az adapter eltorzult, így a kísérlet megszakadt.

A svájci fejlesztés

A kúpos furatú löveg fejlesztés Svájcban is megkezdődött a háború előtt. A berni W+F fegyvergyár 1938-ban kezdte a fejlesztést Gerlich eredményei alapján. A kísérleteket a kúpos furatú fegyverrel folytatták 13 mm-es lőszerrel.

svájci 13 mm-es kúpos furatú lőszer

A kis kaliberű lőszerfejlesztések 1970-ben és 1980 is folytatódott, de különösebb eredményeket nem publikáltak.

kis kaliberű svájci fejlesztések

Nagyobb eredményeket a páncéltörő lövegeknél értek el. 1948-1949-ben kifejlesztették a 4,7cm Pak 41 (4,7/3,5cm), majd a 7,5 cm Feldkanone 03/40 (tábori ágyú 7,5/5,8 cm) és 7,5 cm Flabkanone 38 (légvédelmi ágyú 7,5/5,8 cm).

A fényképen jobbra elől a 4,7 cm Pak 41, középen a 7,5 cm Feldkanone 03/40
és háttérben a 7,5 cm Flabkanone 38