До середины XIX века артиллерия во всех странах была вооружена гладкоствольными орудиями, которые заряжались с дула и стреляли снарядами, имеющими форму шара.
Крымская война (1853–1856 гг.) показала, что гладкоствольные орудия уже отжили свой век: они не отвечали требованиям современного боя. Нужны были более дальнобойные и более метко стреляющие орудия.
В результате ряда работ и изысканий были созданы нарезные орудия (с нарезами в канале ствола)[5], которые удовлетворяли этим требованиям. Нарезы нужны для того, чтобы обеспечить правильный полет снаряда в воздухе, а полет будет правильным в том случае, если снаряд на всем своем пути будет лететь головной частью вперед. Как показали исследования, правильно летит в воздухе снаряд, вращающийся вокруг своей оси.
Снаряды для нарезных орудий делаются не шаровыми, как для гладкоствольных, а продолговатыми. На снарядах закрепляется медное кольцо — так называемый ведущий поясок. Когда снаряд под действием пороховых газов начинает двигаться в стволе, ведущий поясок врезается в нарезы (медь более мягкий металл, чем металл орудийных стволов) и снаряд одновременно с поступательным движением приобретает вращательное движение вокруг своей оси.
К созданию нарезных орудий русские артиллеристы приступили в 1856 г. Чтобы создать нарезные орудия с хорошими баллистическими качествами, потребовалось решить трудные задачи в области технологии и баллистики — науки, изучающей условия и законы движения снарядов в канале орудий и в воздухе. Эти задачи были решены.
В 1858–1859 гг. под руководством Н. В. Маиевского производились испытания 4-фунтовых нарезных медных пушек[6], заряжаемых с дула. Эти пушки, имевшие 6 винтовых нарезов и стрелявшие гранатой с цинковыми выступами, были приняты на вооружение в 1860 г.
Для дальнейшего повышения боевых свойств орудия было необходимо увеличивать дальность и меткость стрельбы. Увеличение дальности достигалось увеличением заряда, а это привело к увеличению давления в канале ствола. Нужен был более прочный ствол. Медь, бронза и чугун уступили место более прочному металлу — стали. Для повышения боевых свойств орудия необходимо было также правильно рассчитать начальную скорость снаряда, то есть ту скорость, с которой снаряд вылетает из орудия, и изучить полет снаряда в воздухе. За решение этой задачи взялся ученый-артиллерист Н. В. Маиевский, Его достижения в этой области были очень велики. Открытые им законы были положены в основу проектирования самых разнообразных артиллерийских систем.
