بندقية تحميل خلفية محلزنة

كانت المدافع الأولى في العصور الوسطى تُعبأ من المؤخرة، حيث كان البارود والطلقات يُخزنان في أوانٍ تُسقط في مؤخرة الماسورة، إلا أن ضعف الأختام جعلها خطيرة، كما أنها كانت تتآكل بسرعة ولا يمكن تطويرها لتناسب أسلحة أكبر. وحتى القرن التاسع عشر، كانت المدافع تُعبأ بشكل رئيسي من الفوهة.

في عام 1837، حصل مارتن فون وارندورف على براءة اختراع لتصميم مدفع ذي مؤخرة أسطوانية مثبتة بواسطة إسفين أفقي؛ وقد اعتمدته السويد في عام 1854. وبشكل مستقل، اقترح جيوفاني كافالي لأول مرة مدفعًا ذا مؤخرة في عام 1832 للجيش السرديني ، واختبر مثل هذا المدفع لأول مرة في عام 1845.

أتاحت التطورات في علم المعادن خلال العصر الصناعي بناء مدافع ذات مخزن حلزوني تُلقم من المؤخرة، قادرة على إطلاق النار بسرعة فوهة أعلى بكثير . بعد أن أظهرت حرب القرم تخلف المدفعية البريطانية عن الركب ، إذ لم تشهد تغييرات تُذكر منذ الحروب النابليونية، مُنح الصناعي ويليام أرمسترونغ عقدًا من الحكومة لتصميم مدفعية جديدة. بدأ الإنتاج عام ١٨٥٥ في شركة إلسويك للذخائر والمستودع الملكي للأسلحة في وولويتش . ^{[ ١ ] [ ٢ ]}

كانت آلية المؤخرة "برغي أرمسترونغ" الخاصة به تعتمد على تحميل القذيفة وشحنة البارود الدافعة في كيس قماشي عبر برغي المؤخرة المجوف، ثم إنزال كتلة ثقيلة في فتحة خلف حجرة البارود، وربط برغي المؤخرة بإحكام على الكتلة لتثبيتها في مكانها. وقد تحقق إحكام جزئي للفتحة عن طريق إدخال تجويف في وجه الكتلة داخل حلقة غائرة في وجه الحجرة. كان النظام في الواقع عبارة عن كتلة منزلقة رأسية، كما استخدمتها شركة كروب لاحقًا في كل من الشكلين الأفقي والرأسي، مع اختلاف جوهري يتمثل في أن أرمسترونغ لم يقم بتحميل شحنة البارود في خرطوشة معدنية، مما أدى إلى استحالة إحكام الفتحة بالكامل.

أيًا كان نوع الإغلاق الذي تم تحقيقه، فقد اعتمد على العمل اليدوي بدلًا من قوة إطلاق النار، ولذا كان غير مضمون، ومبنيًا على مبدأ غير سليم، وغير مناسب للمدافع الكبيرة. اعتمد الجيش البريطاني والبحرية الملكية في البداية مدافع أرمسترونغ ذات المؤخرة اللولبية ، ولكن المخاوف بشأن محدودية اختراق القذائف للدروع بسبب محدودية السرعة القصوى، ومخاوف السلامة المتعلقة بانفجار أجزاء المؤخرة من المدافع، ومستويات المهارة العالية المطلوبة من المدفعيين، دفعت الحكومة البريطانية إلى العودة إلى المدافع ذات التحميل الأمامي الحلزوني من عام 1865 إلى عام 1880، عندما نشرت بريطانيا أخيرًا آليات المؤخرة اللولبية الموثوقة.

استخدم الجيش الإمبراطوري الياباني مدافع أرمسترونغ خلال حرب بوشين لتدمير مدينة قلعة آيزو وإجبار سكانها على الاستسلام سريعًا، كما أثبتت مدافع أرمسترونغ الميدانية الخفيفة البريطانية فتكها ضد القوات الصينية في حرب الأفيون الثانية . مع ذلك، فضّل الجيش والبحرية البريطانيان العودة إلى استخدام المدافع ذاتية التعبئة حتى تم تطوير مدافع أكبر ذات قدرة عالية ذاتية التعبئة مزودة بأنظمة إغلاق محكمة وسهلة التشغيل نسبيًا.

قام المهندس الأمريكي لويس ويلز برودويل، الذي عمل كوكيل مبيعات لشركة جاتلينج غان في أوروبا، باستبدال كوب سد مصنوع من الورق المعجن في بنادق RBL المعبأة بأكياس بحلقة غاز معدنية، وحصل على براءة اختراع لاختراعه في عام 1861، ثم قام بتطويره لاحقًا في عامي 1864 و1866؛ دفعت معظم الدول حقوق ملكية لبرودويل مقابل التصميم، ولكن في ألمانيا قامت شركة كروب بسرقته واستخدامه مجانًا. ^{[ 3 ]}

في غضون ذلك، واصل الفرنسيون محاولاتهم لتطوير بنادق ذات آلية تعبئة خلفية تجمع بين سرعة التعبئة مقارنةً بالبنادق ذات آلية التعبئة الأمامية، وقوة عالية، وأمان، وحل مشكلة انسداد المؤخرة. وقد حقق مدفع لاهيتول عيار 95 ملم لعام 1875، المزود بآلية تعبئة خلفية لولبية متقطعة، المتطلبات الثلاثة الأولى إلى حد كبير، وساهم جزئيًا في حل مشكلة انسداد المؤخرة.

أخيرًا، حلّ نظام دي بانج، الذي طُرح عام 1877، مشكلة سدّ المؤخرة باستخدام وسادة من الأسبستوس مشبعة بالشحم، تتمدد وتُغلق المؤخرة عند الإطلاق. شكّل نظام دي بانج نظام سدّ المؤخرة لجميع البنادق ذات المحمل اللولبي اللاحقة حتى يومنا هذا. اعتمدت بريطانيا نظام دي بانج عند عودتها إلى بنادق التحميل الخلفي في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، بعد بعض التجارب الأولية مع نظام سدّ المؤخرة "كأس أرمسترونج" الأقل كفاءة.

فضّلت بريطانيا وفرنسا والولايات المتحدة استخدام آلية الإغلاق اللولبي لمعظم العيارات، لكن العيب الرئيسي في آلية الإغلاق اللولبي المتقطع من نوع "دي بانج" عند تطبيقها لأول مرة كان يتمثل في إمكانية تسنين نصف محيط كتلة الإغلاق فقط، مما استلزم طولًا كبيرًا نسبيًا لضمان إغلاق آمن للإغلاق، الأمر الذي تطلب ثلاث حركات منفصلة لفتحها بعد الإطلاق: الدوران لفك اللولب، وسحبه للخلف، ثم تحريكه جانبًا. وكانت عملية التلقيم تتطلب عكس هذه العمليات الثلاث. لذا سُمّيت هذه الآلية "كتلة ثلاثية الحركات" وكانت بطيئة التشغيل.

أثناء عمله كمصمم أسلحة لدى ثورستن نوردنفلت في لندن ، حلّ أكسل ويلين هذه المشكلة في الفترة ما بين عامي 1889 و1890 باستخدام كتلة المؤخرة ذات البرغي المتقطع المتدرج . تتميز هذه الكتلة بخيوط لولبية مرتبة في مجموعات متدرجة القطر، بحيث لا يكون نصف البرغي فقط ملولبًا، بل تكون النسبة الملولبة هي عدد الخطوات مقسومًا على (1 + عدد الخطوات) . على سبيل المثال، إذا كانت كتلة مدفع كبير تحتوي على أربع خطوات لولبية، فإن 80% من البرغي يكون ملولبًا، مما يسمح باستخدام برغي أقصر بكثير، وبالتالي كتلة مؤخرة أقصر. وقد مكّن هذا من فك الكتلة وإخراجها بحركتين - وهي ما يُعرف بـ "البرغي المتقطع ذي الحركتين".

في أوائل تسعينيات القرن التاسع عشر، اخترع أرنت سيلفرسبار من شركة بوفورز آلية مؤخرة لولبية مدببة، تشبه نموذج أرمسترونغ في طريقة عملها التي تُغني عن الحاجة إلى سحب اللولب قبل تدويره جانبًا. استمرت بوفورز في استخدام هذه الآلية في المدفعية المتوسطة حتى القرن العشرين. وتُعدّ آلية المؤخرة اللولبية المخروطية من إلسويك مشابهة جدًا لها في المبدأ.

في المقابل، اعتمدت شركة كروب الألمانية نظام "الكتلة المنزلقة الأفقية" بدلاً من نظام الزنبرك اللولبي لجميع عيارات المدفعية حتى 16 بوصة (410 ملم) للمدافع البحرية. وكان هذا النظام مشابهاً إلى حد ما لنظام "أرمسترونغ اللولبي" الأصلي؛ حيث يتم إدخال خرطوشة الرصاص والبارود من خلال الفتحة الخلفية للزنبرك إلى داخل ماسورة المدفع، ثم يتم إدخال كتلة فولاذية في فتحة أفقية محفورة في الزنبرك لإغلاقه.  

مع ذلك، وعلى عكس أرمسترونغ، قام كروب بتعبئة البارود في غلاف خرطوشة معدني يشبه إلى حد كبير خرطوشة البندقية الكبيرة ، والذي يتمدد عند إطلاق النار مقابل جدار حجرة الإطلاق، مما يؤدي إلى إغلاق المؤخرة بشكل فعال. وظل نظام الكتلة المنزلقة، بنوعيه الأفقي والرأسي، وغلاف الخرطوشة المعدني، النظام المفضل في ألمانيا لإغلاق المؤخرة حتى ما بعد الحرب العالمية الثانية (مثل مدفع باك 40 عيار 7.5 سم )، ولا يزال يُستخدم في بعض المدافع الحديثة.

كان أول مدفع خفيف سريع الإطلاق هو مدفع نوردنفلت عيار بوصة واحدة ، الذي صُنع في بريطانيا ابتداءً من عام 1880. صُمم هذا المدفع خصيصًا للدفاع عن السفن الحربية الكبيرة ضد زوارق الطوربيد الصغيرة سريعة الحركة في أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر وبداية ثمانينياته، وكان نسخة مُكبّرة من مدفع نوردنفلت الرشاش اليدوي الناجح عيار البندقية، الذي صممه هيلج بالمكرانتز . كان المدفع يطلق رصاصة فولاذية صلبة ذات رأس مُقسّى وغلاف نحاسي.

تم استبدالها للدفاع ضد زوارق الطوربيد في منتصف ثمانينيات القرن التاسع عشر بالجيل الجديد من مدافع هوتشكيس ونوردنفلت " QF " من عيار 47 ملم و 57 ملم التي تطلق قذائف متفجرة " مدببة شائعة " تزن 3-6 أرطال (1.4-2.7 كجم) .  

أنتجت شركة هوتشكيس الفرنسية مدفع QF عيار 3 باوند كمدفع بحري خفيف عيار 47 ملم ابتداءً من عام 1886. كان المدفع مثالياً للدفاع ضد السفن الصغيرة السريعة مثل زوارق الطوربيد، وسرعان ما اعتمدته البحرية الملكية البريطانية تحت اسم "مدفع هوتشكيس QF عيار 3 باوند". ^{[ 4 ]} وقد تم تصنيعه بموجب ترخيص من شركة إلسويك للذخائر .

كانت مدافع هوتشكيس ونوردنفلت تُحمّل الذخيرة كخرطوشة واحدة تضم المقذوف وغلاف الخرطوشة والكبسولة في وحدة واحدة. يُغلق غلاف الخرطوشة حجرة الإطلاق عند الإطلاق، ويُثبّته إسفين منزلق رأسي (كتلة) في مكانه. تضمنت هذه المدافع الجديدة أجهزة للتحكم في الارتداد ، مما سهّل دقة التصويب، وسمح بالتحميل بحركة واحدة، وإمكانية إطلاق النار فور إدخال الخرطوشة، ثم إخراجها بعد الإطلاق، وهي خصائص تُشير إلى مدفع "سريع الإطلاق". وقد وضع هذا معيارًا جديدًا للمدفعية، وجعل دورات الإطلاق تُقاس بالثواني بدلًا من الدقائق.

استخدمت بريطانيا خراطيش نحاسية لجميع العيارات حتى 6  بوصات في أواخر ثمانينيات وأوائل تسعينيات القرن التاسع عشر. ومع ذلك، استمرت البنادق سريعة الإطلاق المصممة بريطانيًا (QF، كما يُطلق عليها في المصطلحات البريطانية، والتي أصبحت مرادفة للخراطيش المعدنية) في استخدام كتل الإغلاق اللولبية، ولكن وظيفتها اقتصرت على تثبيت الخرطوشة في مكانها بدلًا من منع التسرب. كانت قوة الدفع العكسي الهائلة التي تولدها بنادق QF عيار 6 بوصات تتطلب لولب إغلاق قويًا بأكبر قدر ممكن من السن اللولبي. ومع ذلك، فإن لولبًا أساسيًا متقطع السن اللولبي، طويلًا بما يكفي لتأمين الخرطوشة عند الإطلاق، كان يتطلب ثلاث حركات منفصلة للتشغيل: الدوران، والسحب، والتأرجح جانبًا بعد الإطلاق، ثم تكرار ذلك في الاتجاه المعاكس قبل الإطلاق.

طوّرت شركة إلسويك للذخائر (التابعة لقسم الذخائر في شركة أرمسترونغ) نسخة مخروطية من برغي اللولبة المتقطعة، بقطر متناقص بدلاً من قطر ثابت باتجاه المقدمة. وقد أدى ذلك إلى إلغاء حركة "السحب" الثانية، ليصبح المطلوب حركتين فقط: الدوران والتأرجح جانبًا. إلا أن هذا لم يدم طويلًا، إذ اعتمدت بريطانيا استخدام الشحنات في أكياس باستخدام برغي ويلين المتقطع المتدرج لجميع المدافع عيار 130 ملم ( 5 بوصات ) وما فوق، وذلك في غضون سنوات قليلة من توفره.