В России наиболее удачный способ заводского производства литой тигельной стали предложил инженер П.М. Обухов. Его сталь, полученная в 1851 году на Юговском заводе, обладала такими важными качествами, как упругость и вязкость. В 1860 году на Златоустовском заводе он изготовил 12-фунтовую стальную пушку, которая выдержала на испытаниях 4000 выстрелов. В 1863 году Обухов совместно с Н.И. Путиловым основывают в Санкт-Петербурге сталелитейный завод. В 1868 году Путилов закладывает и собственный завод (в 1890-е годы здесь будут развернуты артиллерийские мастерские и создана «артиллерийско-техническая контора»). А пока с трудом налаживалось свое производство, военное ведомство вынуждено было обратиться к заказам на заводах Круппа. С 1861 по 1881 год на русских заводах для русской армии было изготовлено 2652 орудия различных систем, а на заводах Круппа — 2232. Не зря А. Крупп писал в 1864 году генералу Э.И. Тотлебену, что его фабрика «пользуется трудом семи тысяч рабочих, большинство из которых работает на Россию».
Как можно дальше
В русско-турецкую войну 1877—1878 годов русская армия вступила с системой 1867 года. Турецкая артиллерия имела в целом худшую подготовку, но лучшую материальную часть, включая стальные дальнобойные пушки. Кроме того, широкое использование в этой вой не укреплений поставило вопрос о полевом орудии, которое вело бы навесной огонь (по более крутой, нежели у полевых пушек, траектории) снарядом сильного фугасного действия.
Стальные стволы и затворы для новой системы русской артиллерии разработали у Круппа. В России свой вклад в работу внесли Маиевский, Гадолин и Энгельгардт. На вооружение русской армии поступает «система 1877 года», включившая в том числе 9-фунтовую батарейную пушку, 4-фунтовые легкую и горную пушки. У новых пушек были стволы с прогрессивной нарезкой (крутизна нарезов увеличивалась от казенной к дульной части ствола) и новые выстрелы. Сталь позволила увеличивать дальность стрельбы, увеличивая давление в канале ствола и длину ствола. Скажем, у полевых пушек системы 1838 года длина ствола составляла 16,5—17 калибров, системы 1877 года — 19,6—24 калибра. Начальная скорость снаряда 4-фунтовой (87-мм) пушки 1877 года увеличилась на 40% по сравнению с пушкой 1867 года (с 305 до 445 метров в секунду), дальность стрельбы — почти вдвое (с 3414 до 6470 метров). Систему 1877 года назвали «дальнобойной» — в 1870—1880-е годы «дальнобойная» артиллерия вводилась повсеместно. При этом снаряды также стали длиннее и «мощнее».
Нарезная, и уж тем более дальнобойная артиллерия потребовала заново решать баллистические задачи. Широкую известность приобрели труды по баллистике французского артиллериста Валье и итальянского Сиаччи. В России большую роль играли работы основателя русской научной школы баллистики профессора Михайловской артиллерийской академии Н.В. Маиевского (Михайловская академия стала одним из научных центров России) и его последователей П.М. Альбицкого, В.А. Пашкевича, Н.А. Забудского. Особую роль во внедрении математических методов в артиллерийскую науку сыграл академик П.Л. Чебышев.
Чему гореть и взрываться?
На протяжении шести веков с момента своего зарождения огнестрельное оружие держалось на применении дымного пороха. Им же наполняли гранаты и бомбы, его применяли в вышибных зарядах и т. д.
В России в середине XIX века порох производился на казенных Охтенском, Шосткинском, Казанском заводах. Их производительности уже не хватало для удовлетворения растущих потребностей (говорилось о расходе пороха в ходе обороны Севастополя). И тут приходилось обращаться к заказам за рубежом, например в Германии, или к финским заводчикам (Финляндия пользовалась в Российской империи значительной автономией). Ради увеличения поставок с 1876 года разрешили частное пороходелие.
9-фунтовая батарейная пушка системы 1877 г., Россия. Калибр — 106,7 мм, длина ствола — 19,7 калибра, дальность стрельбы гранатой — до 5330 м, шрапнелью (171 пуля) — до 3200 м
В артиллерии XIX века от дымного пороха получили, можно сказать, максимум возможного. С 1876 года началось изготовление медленно и более равномерно горящего пороха в виде призматических зерен, с 1884 года стали делать бурый крупнозернистый дымный порох вместо черного. Но недостатки дымного пороха преодолеть так и не удалось.
В 1880—1890-е годы наступает новая эра. Во всем мире велись интенсивные работы по созданию бездымного пороха, на смену механической смеси приходили органические химические соединения. Основные надежды возлагали на пироксилин. В 1845 году И.Ф. Шейнбейн в Швейцарии и А.А. Фадеев в России начали изучение возможностей использования пироксилина в военном деле. В 1868 году свой вариант пироксилинового пороха создал в Германии Шульце. Но неустойчивость пироксилина, его способность к самовоспламенению делали такие пороха слишком опасными.