Pneumatyczne działo dynamitowe – nietypowy wynalazek Edmunda Zalinskiego

Broń pneumatyczna kojarzy się głównie z wiatrówkami. Pod koniec XIX wieku w USA opracowano jednak bardzo nietypową serię okrętowych i fortowych dział pneumatycznych służących do wystrzeliwania pocisków zawierających ładunek żelatyny wybuchowej, czyli nitrocelulozy i nitrogliceryny. Z powodu stosowanej amunicji broń tę określano jako działa dynamitowe. Ich twórcą był amerykański wojskowy polskiego pochodzenia, Edmund Zalinski.

Geneza

W połowie XIX wieku nastąpił gwałtowny rozwój artylerii. Tradycyjne kule armatnie zaczęto zastępować tzw. granatami, czyli pociskami wypełnionymi ładunkiem wybuchowym, najczęściej czarnym prochem. Kolejną nowością było wprowadzenie do uzbrojenia okrętów pancernych, których burty chroniły płyty żelazne, a później stalowe. Standardowe granaty z ładunkiem czarnego prochu były niezbyt skuteczne przeciwko takiemu opancerzeniu.

Tymczasowym rozwiązaniem problemu było zwiększenie kalibru dział i stosowanie cięższych pocisków z większą ilością materiału wybuchowego. Szybko jednak grubość opancerzenia okrętów wzrosła na tyle, że nie coraz większe działa przestały być praktyczne. Nadzieją było zastosowanie pocisków wypełnionych mieszanką nitrocelulozy i nitrogliceryny, potocznie określaną jako dynamit . Niestety wadą tego rozwiązania była duża niestabilność ładunku, zwłaszcza podczas wystrzału. Siła eksplozji wypychająca pocisk był często tak duża i gwałtowna, że dochodziło do przedwczesnej eksplozji pocisku w lufie.

Prace nad nowymi ładunkami wybuchowymi prowadzono w różnych częściach świata, ale musiało minąć jeszcze kilka lat, zanim powstały nadające się do praktycznego zastosowania materiały wybuchowe. W związku z tym w latach 80. XIX wieku zaczęto szukać rozwiązania problemu poprzez zmianę sposobu wystrzeliwania pocisków. Na ciekawy pomysł wpadł amerykański nauczyciel, D. M. Medford z Chicago. Uznał on, że zamiast detonacji ładunku miotającego, pocisk można wystrzelić za pomocą sprężonego powietrza. W 1883 roku Medford zaprezentował w Fort Hamilton prototyp takiego działa.

Wśród obserwujących prezentację był oficer artylerii i były wykładowca na MIT, Edmund Zalinski. Prezentacja wynalazku Medforda zrobiła na nim na tyle duże wrażenie, że postanowił dopracować działo z myślą o dalszym wykorzystaniu w okrętach wojennych oraz na lądzie.

Edmund Zalinski (również Edmund Żaliński) – urodził się w Kórniku w Wielkopolsce 13 grudnia 1849 roku. W 1853 roku wyemigrował wraz z rodzicami do USA. W 1864 roku wstąpił do US Army jako ochotnik. Rok później przeniesiono go do armii regularnej. W latach 70. wykładał na MIT, a na początku lat 80. ukończył Szkołę Artylerii Polowej. W kolejnych latach zajął się rozwojem uzbrojenia artyleryjskiego, zwłaszcza dział pneumatycznych, oraz pracami nad okrętami podwodnymi. Zmarł 11 marca 1909 roku. Nigdy nie mówił po polsku.

Skromne początki

Zalinski nawiązał wówczas współpracę z Johnem Philipem Hollandem, który pracował nad projektami okrętów podwodnych. Wspólnie zaprojektowali jedną z takich jednostek, a jej uzbrojeniem była specjalna wyrzutnia wystrzeliwująca za pomocą sprężonego powietrza pocisk. Okręt otrzymał nazwę Zalinski Boat, chociaż bardziej znany jest jako Holland IV. Koncepcja wykorzystania pneumatycznego działa w okręcie podwodnym okazała się niepraktyczna, zwłaszcza wobec opracowania przez Roberta Whiteheada skutecznej torpedy samobieżnej.

Nie zraziło to jednak konstruktora, który kontynuował prace nad swoją bronią. Po kolejnych prezentacjach prototypów i koncepcji, dowództwo US Navy podjęło decyzję o zamówieniu eksperymentalnego okrętu wojennego, który miał posłużyć do praktycznego przetestowania pneumatycznych dział dynamitowych, jak zaczęto nazywać uzbrojenie Zalinskiego.

USS Vesuvius

Zamówienie na okręt złożono 3 sierpnia 1886 roku w stoczni William Cramp & Sons w Filadelfii. Stępkę położono we wrześniu 1887 roku, wodowanie miało miejsce 28 kwietnia 1888 roku a do służby okręt wszedł 3 czerwca 1890 roku pod nazwą USS Vesuvius. Okręt klasyfikowano jako tzw. „krążownik dynamitowy” (ang. dynamite gun cruiser). Pierwszym dowódcą okrętu został Seaton Schroeder.

Krążownik miał 75 m długości i wyporność około 945 ton. Napęd stanowiły dwa silniki parowe o mocy 2183 KM każdy, zapewniające prędkość maksymalną 21 węzłów. Uzbrojenie składało się z 3 dział pneumatycznych kalibru 381 mm umieszczonych nieruchomo na dziobie oraz trzech dział 3-funtowych kalibru 47 mm. Załoga liczyła 40 oficerów i marynarzy. Koszt budowy USS Vesuvius wyniósł około 350 000 dolarów (współcześnie około 12,1 mln dolarów).

Stanowiące uzbrojenie okrętu działa pneumatyczne zamontowano nieruchomo na dziobie. Miały one lufy długości aż 17 m i ustawione były pod kątem 16°. Ponad pokład wystawały na długość 4,6 m. Ze względu na sposób ich zamontowania, celowanie możliwe było tylko i wyłącznie przez odpowiednie ustawienie całego okrętu. Działa wystrzeliwały długie na 2,1 m pociski dzięki ciśnieniu 70 atmosfer wytworzonemu przez kompresory podłączone do głównego napędu.

Stosowano dwa rodzaje pocisków. Cięższy z głowicą bojową o masie 250 kg i mający zasięg 1,6 km oraz lżejszy z głowicą o masie 91 km i mający zasięg 3,7 km. Zapas amunicji wynosił 30 pocisków – po 10 na każde działo. Wykorzystanie mocnych silników okrętowych do zasilania kompresorów sprawiło, że możliwe było osiągnięcie stosunkowo dobrej szybkostrzelności. Podczas próby stoczniowych w 1889 roku wystrzelono 15 pocisków w ciągu 16 minut i 50 sekund.

Eksploatacja

Pierwsze próby

USS Vesuvius po próbach odbiorczych został 1 października 1890 roku włączony w skład Floty Północnoatlantyckiej operującej na wschodnim wybrzeżu USA. Przez 5 lat okręt brał udział w licznych rejsach kurtuazyjnych i szkoleniowych, w trakcie których sprawdzano nowatorskie uzbrojenie i dopracowywano zarówno technikę jego wykorzystania jak i sam okręt.

Szybko okazało się, że działa pneumatyczne miały za mały zasięg aby skutecznie wykorzystywać je w starciach na morzu. Dodatkowo celowanie całym okrętem było trudne i mało precyzyjne, zwłaszcza przy wzburzonym morzu. W związku z tym 25 kwietnia 1895 roku krążownik został przeniesiony do rezerwy w celu przeprowadzenia remontu oraz drobnych modernizacji. Przywrócono go do służby 12 stycznia 1897 roku i skierowano na Florydę. Nowym dowódcą został John E. Pillsbury.

Wojna amerykańsko-hiszpańska

Na początku 1898 roku doszło do znaczącego pogorszenia stosunków między USA a Hiszpanią. W tej sytuacji zmobilizowano flotę, przygotowując ją do podjęcia działań u wybrzeży hiszpańskich kolonii.  Pod koniec maja 1898 roku USS Vesuvius został włączony w skład floty skierowanej na Kubę w celu zablokowania jej wybrzeża.

Ze względu na wysoką prędkość i małą przydatność bojową, USS Vesuvius wykorzystywano do zadań łącznikowych. 13 czerwca okręt oddelegowano do nietypowego zadania, jakim był ostrzał hiszpańskich pozycji w pobliżu Santiago de Cuba. W ciągu kilku dni okręt osiem razy bombardował brzeg, zawsze pod osłoną nocy. Ataki nie były bardzo skuteczne ze względu na mały zasięg dział pneumatycznych, ale miały potężny efekt psychologiczny. Brak charakterystycznego huku wystrzału sprawiał, że po prostu dochodziło do olbrzymich eksplozji bez ostrzeżenia. Można się jednak spotkać z informacjami, że faktyczny ostrzał hiszpańskich pozycji prowadzono przy użyciu dział pneumatycznych ale lądowych, nie okrętowych.

Dalszy los

Po zakończeniu walk USS Vesuvius został ponownie wycofany z eksploatacji 16 września 1898 roku. Okręt przeniesiono wówczas do Bostonu, gdzie cumował w porcie aż do 1904 roku. Krótki epizod służby liniowej podczas wojny amerykańsko-hiszpańskiej dowiódł, że działa pneumatyczne na okrętach nie mają większego sensu. Dodatkowo w tym samym czasie zaczęły pojawiać się nowe rodzaje ładunków wybuchowych, które były o wiele bardziej stabilne niż mieszanka nitrocelulozy i nitrogliceryny. Ponadto dla dział pneumatycznych znaleziono bardziej praktyczne zastosowanie – sprężone powietrze wykorzystano w wyrzutniach torped.

W 1904 roku amerykańska armia ostatecznie odrzuciła koncepcję dalszego rozwoju dział pneumatycznych. W tej sytuacji podjęto decyzję o przebudowie USS Vesuvius na okręt do testowania wyrzutni torped. Działa pneumatyczne zdemontowano, a zamiast nich zainstalowano 4 wyrzutnie torped kalibru 450 mm i jedną kalibru 533 mm. Do służby okręt wrócił 21 czerwca 1905 roku i wykorzystywany był do 27 listopada 1907 roku, kiedy to ponownie wycofano go do rezerwy na naprawy. Do ograniczonej służby okręt wrócił 14 lutego 1910 roku, jednak przez kolejne 11 lat wykorzystywano go w Newport do różnych zadań. Dalej testowano na nim torpedy, ale również wykorzystywano go jako hulk. W trakcie jednej z prób w maju 1913 roku torpeda wystrzelona z jego pokładu zawróciła i uderzyła w kadłub uszkadzając go. Dzięki szybkim decyzjom załogi jednostkę uratowano. Ostatecznie w 1921 roku USS Vesuvius został wycofany ze służby, a 21 kwietnia 1922 roku został sprzedany na złom.

Działa pneumatyczne na lądzie

Równolegle z pracami nad USS Vesuvius Edmund Zalinski prowadził prace nad podobnymi działami, ale przeznaczonymi do wykorzystania na lądzie w fortyfikacjach. Dzięki temu możliwe było wykorzystanie dużych silników parowych do wytwarzania odpowiedniego ciśnienia. Aby jednak działa mogły być skuteczne, trzeba było instalować je na specjalnych obrotowych platformach.

Pierwsze armaty pneumatyczne dużego kalibru zainstalowano w 1894 roku w Forcie Sandy Hook w New Jersey. Bateria składała się z dwóch lub trzech armat kalibru 381 mm (takich samych jak na USS Vesuvius) i prawdopodobnie jednej armaty kalibru 203 mm. Stosowano pociski o różnej masie od 23 kg do 227 kg. Najlżejsze z nich mogły być wystrzelone na dystans 4600 m, a najcięższe na zaledwie 1800 m. Masa dział z podstawami, silnikami parowymi oraz kompresorami dochodziła do 200 ton. Kolejne baterie zainstalowano w Fort Winfield Scott w San Francisco, Fort H. G. Wright w pobliżu Fisher’s Island w Nowym Jorku i Hilton Head w Południowej Karolinie.

Lądowe działa pneumatyczne były skuteczniejsze od tych stosowanych na USS Vesuvius, ale dalej nie zapewniały odpowiedniej siły ognia i przede wszystkim zasięgu. W związku z tym w 1904 roku również i je wycofano wraz z eksperymentalnym krążownikiem. Niestety działa zostały zezłomowane, a jedyną pozostałością po nich są betonowe stanowiska w niektórych fortach, które wykorzystywano później do instalacji innych dział.

Dudley-Sims i przenośne działo dynamitowe

Po prezentacji Medforda również inni konstruktorzy zaczęli pracować nad działami pneumatycznymi. W wyniku tych prac powstało działo dynamitowe Dudley-Sims. Armata ta również była działem pneumatycznym, ale ciśnienie wytwarzane było przez tłok, wprawiany w ruch eksplozją małego ładunku wybuchowego. Wykorzystano w nim dwa rodzaje pocisków – jeden o wadze 4,5 kg i drugi o wadze 2,3 kg, oba kalibru 64 mm. Dzięki małym rozmiarom, działo nadawało się do zainstalowania na ruchomym podwoziu.

Jedno działo tego typu trafiło na Kubę w 1897 roku. Wykorzystali je po raz pierwsi powstańcy kubańscy, podczas walk 28 sierpnia 1897 roku. Równolegle US Army zamówiło 16 armat tego typu i wszystkie wysłało na Kubę. Trafiły one m.in. do oddziałów 1 Regimentu Kawalerii Ochotniczej, nazywanego Rough Riders. Dowódcą oddziału był Theodore Roosevelt, przyszły prezydent USA. Armaty wykorzystano podczas walk o Santiago de Cuba.

Zasięg armat Duldey-Sims również nie był zbyt duży. Mimo to zostały przyjęte dosyć pozytywnie, ponieważ miały kilka zalet. Wykorzystanie sprężonego powietrza do wystrzelenia pocisku eliminowało nie tylko charakterystyczny huk wystrzału, ale również dym. Dzięki temu nie zdradzano pozycji dział. Pociski były dosyć skuteczne, a ilość materiału wybuchowego i ich waga były optymalne.

Niestety działa te były bardzo trudne w eksploatacji i szybko zaczęły się psuć. Podobnie jak w przypadku pozostałych dział dynamitowych, również i te z czasem wycofano. Do dnia dzisiejszego przetrwały dwa egzemplarze armat Dudley-Sims. Oba znajdują się na Kubie, jedno na wzgórzu San Juan, a drugie w muzeum w Hawanie.

Nieudany udany wynalazek

Działa pneumatyczne zniknęły tak szybko jak się pojawiły. Po zaledwie kilkunastu latach od zbudowania pierwszych prototypów uzbrojenie to całkowicie wycofano z eksploatacji. Mimo swoich zalet, takich jak ciche działanie i spora celność, działa te ustąpiły miejsca nowoczesnym armatom wykorzystującym nowe rodzaje ładunków wybuchowych. Wynalazek Zalinskiego nie przyjął się głównie dlatego, że pojawił się w momencie, kiedy powstawały znacznie lepsze technologie artyleryjskie, które wyeliminowały problemy trapiące wcześniej ten rodzaj uzbrojenia, czyli brak stabilnego materiału wybuchowego do wykorzystania w pociskach i jako ładunek miotający.

Pneumatyczne działa dynamitowe kojarzone są głównie z USA, chociaż kilka eksperymentów nad podobnymi konstrukcjami prowadzono również w Europie oraz w Ameryce Południowej. Brazylia była jedynym użytkownikiem pneumatycznych dział dynamitowych Zalinskiego jako uzbrojenia okrętów wojennych. Jedna taka armata, ale na ruchomej podstawie została zainstalowana na korwecie opancerzonej Nitheroy.

Co ciekawe, broń pneumatyczna nie odeszła w niepamięć. Sprężone powietrze wykorzystuje się m.in. w wiatrówkach oraz broni podwodnej.