Первый выпускник 1892го года Михайловской Артиллерийской Академии Василий Михайлович Трофимов вместо того, чтобы остаться в академии для подготовки к профессорскому званию, как то принято каждый выпуск для первых окончивших курс академии, выходит обер-офицером на Главный Артиллерийский Полигон. Имея твёрдое намерение посвятить себя артиллерийской науке, он понимает значение практического эксперимента.
В 1916м на Главном Артиллерийском Полигоне, которым к этому времени генерал-майор и профессор всё той же академии Трофимов уже руководит, проводятся стрельбы из 9см бомбомета типа ГР (Германо-Русский) с целью изучения вопроса замены использующегося в нём дымного пороха бездымным марки «В». Результаты этих испытаний, а также пришедшая в 1917м информация о турбопушках французского инженера Деламар-Маза, в купе с теорией движения струй профессора С. А. Чаплыгина и работами профессоров Н. Е. Жуковского, Н. Н. Бухгольца и Р. Рюденберга о распространении волны со скоростью, превышающей скорость звука, и о силе скачков уплотнения — приводят Трофимова к идее газодинамического (или, как он его называет – гидродинамического) орудия с отдельной каморой, из которой через сопло под большим давлением истекала бы струя газов, сообщающая снаряду значительную энергию.
Административные заботы отнимают очень много времени, не позволяя уделять достаточного внимания исследовательской работе. Это заставляет Трофимова в 1917м оставить пост начальника Полигона.
С 1918го Трофимов начинает пропагандировать принципы эффективного использования энергии метательного заряда, а также преимущества гидродинамического орудия.
Кроме того, Трофимов, стоявший против монополизации науки по принципу генерала Фон дер Лауница, считавшего что деятельность учёного должна состоять из трёх этапов: «специализация, монополизация и эксплоатация», а также против «неразумной бережливости», давно осознаёт необходимость для России крупного коллектива ведущих учёных и инженеров, по примеру французской Гаврской Комиссии, для решения кардинальных вопросов артиллерии. Осенью 1918 он предлагает учредить таковую для проведения опытов и теоретических изысканий в области артиллерии.
16 декабря 1918 решением правительства РСФСР в Петрограде создана КОсАртОп (Комиссия Особых Артиллерийских Опытов) ГАУ.
Членами комиссии в разное время являются ученые и конструкторы: Ф. Ф. Лендер, С. Г. Петрович, А. А. Якимович, И. А. Лауниц, В. И. Рдултовский, А. Э. Керн, А. В. Гедлунд, Г. П. Киснемский, А. И. Маркевич, Е. В. Агокас, В. А. Микеладзе, В. Г. Гаврилов, В. А. Пашкевич, Е. А. Беркалов, М. Ф. Розенберг, В. В. Гунн, Д. Д. Кузьмин-Караваев. Консультантами приглашаются академики В. Н. Ипатьев, А. Н. Крылов, П. П. Лазарев, профессора Н. Е. Жуковский, Г. А. Забудский, С. А. Чаплыгин, преподаватели Артиллерийской Академии Р. А. Дурляхов, И. И. Граве, Н. Ф. Дроздов, Д. А. Вентцель, А. Г. Матюнин, В. М. Мечников, А. В. Сапожников, Н. А. Упорников.
Согласно приказу начальника ГАУ от 5 мая 1919 КОсАртОп состоит из:
— трёх секций: баллистической, аэродинамической, технической;
— трёх технических бюро: проектирования и испытания орудийных лафетов, боеприпасов, приборов для стрельбы и наблюдения;
— двух делопроизводств.
Одним из подразделений КОсАртОп является военно-промышленная артиллерийская подкомиссия.
Особого внимания заслуживает вовлечение в работу Комиссии молодых артиллерийских инженеров с целью создания артиллерийской научно-конструкторской школы.
Результаты совместной деятельности большого числа учёных не замедляют сказаться.
Начиная с 1919го значительное число стрельб на Полигоне проводится для КОсАртОп по работам Трофимова. В частности испытывается газодинамический вариант бомбомёта ГР, в дно снаряда которого ввинчено пять крешерных приборов для изучения распределения давления в струе газов, вытекающих из сопла отдельной каморы сгорания.
Одна из первых выдающихся работ Трофимова в области внутренней баллистики – «Механика порохового газа», написанная в 1919м – 20м и изданная в 1920м, хорошо иллюстрирует направление его работ в этот период. Начав с постановки вопроса и показав несовершенство использования только одних термодинамических методов для решения задач внутренней баллистики, он рассматривает вопрос также с точки зрения гидродинамики. Он учитывает изменение скорости газов вдоль канала и рассматривает возникающие при этом объёмные силы, выводя формулу силового потенциала. Для вывода уравнения энергии он применяет теорему Бернулли, а процесс расширения газов принимает политропическим (с постоянной теплоёмкостью газа) – в результате получает выражение для работы, затрачиваемой на перемещение газа по каналу. Далее он рассматривает распределение давлений в канале и получает для отношения давления формулу, учитывающую сгоревшую часть заряда, а не весь заряд, как это делалось прежде. Трофимов проверяет формулу по опытам Н. А. Забудского 1914го года, производившихся с орудием, снабжённым боковыми крешерными приборами, и получает хорошее согласование. Здесь же он выводит формулу для учёта возможного трения газов о стенки канала. Затем он выводит и анализирует уравнение энергии после вылета снаряда также с использованием зависимостей газодинамики и теории вихрей. После чего делает интересную интерпретацию разгара канала, также исходя из уравнений гидродинамики, причём делает попытку оценить действие струй и вихрей. Сопоставляя и анализируя теории Чернова, Вьелля и Шарбони, он учитывает динамическое действие струи газа, имеющее наибольшую величину в сечении, отвечающем максимуму давления газов, где получается наибольший разгар. Наконец, по-новому разбирает вопрос скорости отката и, принимая процесс расширения газов политропическим, даёт аналитическое выражение для коэффициента последействия. Он показывает также, что давление газов убывает значительно быстрее, чем считалось ранее. Эта работа является основой для ряда последующих по движению газов, горению прогрессивных порохов и теории гидродинамических орудий.
В работе 1921го года «Волнообразное горение пороха», являющейся продолжением предыдущей, Трофимов основывается на последних исследованиях о волнах распространения химических реакций и утверждает, что это явление имеет место и в процессе горения пороха, отчего кривые давления и скоростей газа в канале имеют волны. Трофимов обрабатывает опыты Забудского и приходит к выводу о непременном наличии волновых колебаний давления в канале и об их влиянии на результаты практической стрельбы.
Теории газодинамического орудия Трофимов посвящает также следующие работы:
Теория отдельной каморы сгорания в бомбомёте ГР, 1923.
Элементарная теория гидродинамического миномёта, 1924.
Баллистический расчёт миномётов ГД, 1924
Результаты опытов по распределению давлений на дно снаряда в 9-см миномёте ГД, 1924.
К теории истечения пороховых газов, 1924.
Теория орудия Г-Да, 1925.
В работах «Теория отдельной каморы сгорания в бомбомёте ГР» и «Теория орудия Г-Да» Трофимов дёт основные зависимости для горения пороха в каморе с учётом расхода газов через сопло, для протока газа сквозь сопло, для движения и действия газов на снаряд, а также для движения снаряда по каналу. Выведенные формулы проверены расчётом для 9см бомбомёта ГР с отдельной каморой и дают хорошее согласование с результатами опытов.
В марте 1923го Трофимов оформляет авторство на свою конструкцию бомбомёта с отдельной каморой.
31 августа 1923 на заседании КОсАртОп Трофимовым представлен доклад о результатах работ по гидродинамическому орудию. Гидродинамическому принципу придаётся большое значение не только в решении актуальных задач (например, сверхдальней стрельбы) и в создании перспективных образцов вооружения, но и в усовершенствовании уже существовавших артиллерийских систем, в том числе бомбометов и минометов.
В начале 1923 Артиллерийским Комитетом поручено КОсАртОп дать предложения по улучшению бомбомета ГР.
В декабре 1923 Комиссия представляет заключения с предложением значительных конструктивных изменений. К числу основных недостатков бомбомета отнесены дымность, неудобство воспламенения заряда и недостаточная точность. Для улучшения воспламенения предложено использование бездымного пороха и затворов новой конструкции, образующих отдельную камору сгорания. Характерной особенностью таких орудий является то, что в отдельной каморе давление может достигать высоких значений, а давление в стволе в несколько раз меньше, и сохраняется близким к постоянному. При этом, что подтвердили результаты опытов, основной напор газов направлен на центр дна снаряда, стенки же канала испытывают меньшее давление. На полигоне испытывались даже образцы таких орудий с высверленными насквозь стенками. Коэффициент использования металла в таком орудии, по подсчёту Трофимова, выходит почти в три раза выше, чем у обычного. Таким образом при прежнем стволе повышается дальность стрельбы, или прежняя дальность достигается более лёгким стволом. Применение отдельной каморы сгорания положительно влияет также и на точность стрельбы снарядами имеющегося качества, что также подтверждается опытами на ГАП.
Согласно заключению АртКома, меры, предложенные Комиссией, позволяют вернуть в строй большое число бомбометов этой системы, состоящей на вооружении РККА, поэтому решено произвести опытную переделку двух экземпляров в мастерской Государственного Научно-Технического Издательства (ГоНТИ). Также в порядке усовершенствования конструкции бомбомета предложено доработать стабилизацию полета бомб.
Одновременно, к осени 1923 в КБ КОсАртОп составлены рабочие чертежи переделки бомбомета в опытный гидродинамический миномёт ГД системы Трофимова.
Основным предприятием опытных работ по газодинамическому орудию становится «Красный Арсенал». Это предприятие является одним из старейших артиллерийских заводов Ленинграда (основано в 1711) и к этому времени имеет не только богатейший опыт производства материальной части артиллерии, но и опыт изготовления образцов по указаниям КОсАртОп.
Согласно справке Управления Снабжения Генштаба, номенклатура опытных заказов в производственной программе Ленинградского госмехартзавода 1924/1925 гг. включает изготовление упрощенного станка к опытному полевому миномету Трофимова и производство снарядов к нему. В период с сентября по декабрь 1924 в числе выполненных заводом опытных заказов по требованию КОсАртОп и УС ГШ РККА значится изготовление опытного лёгкого миномёта ГД. К концу 1924 на заводе изготавливаются опытные образцы КОсАртОп по проекту переделки 9см бомбомета ГР по типу гидродинамического миномёта. Мины изготавливаются на Государственном Ижорском заводе, взрыватели – на Ленинградском трубочном заводе им. Калинина.
С началом реформы Фрунзе в мае 1924 проходит совещание Генерального Штаба РККА, утверждающее направления развития артиллерии РККА, и принимаются положения по боевому применению артиллерии в свете представления о манёвренном характере будущей войны. В преддверии совещания Тухачевский пишет статью «Маневр и артиллерия», в которой сведены совместные тезисы совещаний по наиболее обсуждаемым темам – о тактике общевойсковых и артиллерийских подразделений, задачах и организации артиллерии и т.д. Отмечая преимущества гаубицы, предпочтение отдано этому типу полевого орудия. О траншейных орудиях ближнего боя – минометах и бомбометах — не упоминается. Статус траншейной артиллерии как паллиативного и ненужного вида вооружений заявлен и в Журнале Военной Академии №1364, где указывается возможность утилизации большого числа бомбометов и минометов. В свою очередь, секция тактики КОсАртОп в заключении по этому поводу высказывается за их сохранение, объясняя это необходимостью использования минометов при одновременном проведении атак на различных участках фронта: «Бедность нашей тяжелой артиллерии, сравнительно с другими странами, побуждает восполнять ее хотя бы такими несовершенными орудиями, как минометы».
1924й становится заключительным в деятельности КОсАртОп. С 1 января 1925 задачи изучения вопросов создания артиллерийской техники возложены непосредственно на Академию Артиллерии, а задачи конструирования материальной части консолидированы в Бюро Академии Артиллерии, возглавленном Лендером. Для предотвращения нецелевого использования средств и сосредоточения ограниченных ресурсов на главном направлении, финансирование всех остальных учреждений по разработке артиллерийского вооружения прекращается.
Одновременно, с подчинением всей военной деятельности Генеральному Штабу РККА, образован аппарат Генштаба, одним из управлений которого становится Управление Вооружений, отвечающее за оформление системы вооружения и заказов на его производство, а также за сопровождение заказов вплоть до приёмки. Отдел Артиллерии Управления Вооружений заменяет Артиллерийскую Комиссию и имеет Техническую Часть, задачей которой является проведение опытов, необходимых для определения тактико-технических требований по материальной части, а также испытание со стороны армии опытных и принимаемых на вооружение образцов. Для этого Отдел получает необходимые лаборатории и полигон. Именно Управление Вооружений становится органом, вначале фактически оформляющим предложения Совещания Генштаба по системе вооружений РККА, а затем поддерживающим её поступательное и равномерное развитие.
