Прямой выстрел получил свое название в то время, когда еще полагали, что траектория полета первоначально состоит из прямой линии, а затем уже кривой42. Впоследствии это название было сохранено таким выстрелам, у которых ось канала ствола орудия была параллельна горизонту земли (т.е. орудие было наведено горизонтально), отсюда и второе его название горизонтальный выстрел. Прямым выстрелом старались попасть в цель прямым полетом, т.е. без касания снарядом поверхности земли, поскольку отраженный полет снаряда после 1-го падения от прямого выстрела превращал уже этот выстрел в настильно-рикошетный43. Относительно дальности прямого выстрела основным типом снаряда (ядром или гранатой) из интересуемых нас образцов орудий обобщенные сведения собраны в таблице 3 с указанием источника информации.
Анализируя информацию из таблицы 3, следует признать, что сведения о дальности прямого выстрела для артиллерийских систем 1-го и 2-го исторических периодов представлены в единственном варианте, по значениям которых сложно вывести закономерность44, а для 3-го исторического периода указанные сведения или имеют расхождения за счет большего количества первоисточников (для 12-фунтовых и 6-фунтовых пушек системы обр. 1797/1805 гг.), или такие значения отсутствуют вообще (для орудий системы обр. 1838/1845 и 1850 гг.), но известна величина начальной скорости снаряда, которую научились определять несколькими способами.
Вообще, зная начальную скорость снаряда (V0), было бы возможно приближенно рассчитать дальность прямого выстрела артиллерийского орудия (Sп) по формуле Sп = V0 × (8 × h / g)½, где h высота цели; g ускорение силы земного тяготения45. Однако, при идентификации начальных скоростей снарядов орудий 3-го исторического периода, определенных опытным путем на основании расчетов по способу Ломбара46 либо при помощи баллистического маятника на основании формул Дидиона47 или электро-баллистического прибора штабс-капитана Константинова48, оказалось, что эти значения находятся в определенном диапазоне. Например, диапазон колебания начальных скоростей для 12-фунтовых ядер при стрельбе одинаковым зарядом из пушки обр. 1838/1845 гг., полученных опытным путем даже при помощи наиболее прогрессивного электро-баллистического прибора штабс-капитана Константинова, составлял от 1 346 до 1 666 футов в секунду (от 410 до 508 метров в секунду), т.е. расхождение между минимальным и максимальным значениями достигало 24 %. Одной из причин тому являлось различие массы снарядов одного калибра в рамках установленного допуска на собственный размер и различие плотности чугуна (материала для изготовления снарядов), учитывать которое стали значительно позднее49. В этой связи оценим дальность прямого выстрела орудий на основе начальных скоростей снарядов, определенных с помощью теоретических расчетов по формулам Робинса и Эйлера применительно к номинальным размерам диаметров снарядов, определенных с учетом установленного зазора между снарядами и стенками канала стволов орудий. Информация о начальных скоростях орудий системы обр. 1797/1805 гг. и подробности данного расчета были подробно раскрыты в 1-м томе труда А.И. Маркевича «Руководство к артиллерийскому искусству» 1824 года издания50. Для выбранных образцов артиллерийских орудий самостоятельно произведем расчет начальных скоростей основных снарядов (ядер и гранат) в номинальном весе по формулам Робинса и Эйлера (см. Приложения 1 и 2), результаты которого вместе с исходными данными51 для расчета в мерах рассматриваемой эпохи и в современной системе мер поместим в таблицу 4.
Теперь на основании полученных значений начальных скоростей из таблицы 4 можно рассчитать дальность прямого выстрела артиллерийских орудий по указанной выше формуле Sп = V0 × (8 × h / g)½, приняв значение h = 1,75 метра, соответствующее среднему росту человека. Результаты расчета дальностей прямых выстрелов помещены в таблице 5, где также для сравнения указаны данные из первоисточников, взятых из таблицы 3.
Настильно-рикошетный выстрел получил свое название от того, что на большей части траектории своего полета снаряд как будто стелется по поверхности земли, совершая рикошеты52 не поднимаясь выше человеческого роста. Если орудие было наведено горизонтально, то на траектории прямого выстрела до точки своего 1-го падения снаряд мог поразить любую цель высотой не более 1 метра (соответствует высоте канала ствола орудия над уровнем земли), а дальность 2-го падения (1-го рикошета) зависела от значений углов падения и отражения при 1-м падении. И хотя из курса физики известно, что угол отражения равен углу падения, но при стрельбе это было возможно только на очень твердом и ровном грунте, а во всех остальных случаях угол отражения был больше угла падения (для мягкого грунта даже в 2 раза). Поэтому на участке полета ядра между 1-м и 2-м падениями даже при горизонтальном наведении орудия могла быть траектория, где ядро летело выше роста человека и даже всадника, т.е. не наносило неприятелю никакого урона. При последующих рикошетах высота полета ядра опять уменьшалась, поскольку из-за потери скорости оно в меньшей степени углублялось в землю, поэтому появлялось пространство, на котором ядро уже не поднималось выше роста человека, и чем меньше было возвышение ствола орудия, тем больше было это пространство. Например, у орудий, наведенных горизонтально, оно начиналось уже от точки 2-го падения снаряда на расстоянии 1 1001 300 шагов (782925 метров) от орудия53. Однако настильно-рикошетные выстрелы обязательно требовали ровной местности и твердого грунта, поскольку в противном случае снаряды при рикошетах могли попасть в неровности (кочки, бугры, ямы, рытвины) и там остаться, либо неправильно отразиться от неровной поверхности и потерять заданное им направление, а на мягком грунте плохо рикошетировали (т.е. количество рикошетов, как и дальность полета снаряда рикошетом снижались).
Если при горизонтальном наведении орудия на дистанции 1-го или 2-го падения снаряда местность была неудобна для рикошета54, то стволу орудия придавали небольшое возвышение по прицелу (обычно от 10 до 12 линий, но не более 15 линий)55, что соответствовало углу прицеливания в 1,5º2º или без такового, когда вертикальное наведение на цель осуществлялось поверх металла по так называемой верхней производящей линии (т.е. по высшим точкам ствола орудия тарели и дульного утолщения56). В последнем случае он именовался настильно-прицельным, или первоприцельным выстрелом, который благодаря конструкции орудий обычно соответствовал углу возвышения в 1º. Шарнхорст выделял еще стрельбу рикошетами прицельно-настильно, или на 1º выше настильно-прицельного выстрела57, т.е. с возвышением на 2º. Снаряд, покинувший орудие с возвышением в 2º, на начальной траектории своего полета поднимался над поверхностью земли примерно на 10 метров58, а переход к настильно-рикошетному полету ожидался после 2-го и даже в некоторых случаях после 3-го касания земли59. Информация о полной дальности полета снарядов настильно-рикошетным выстрелами в нашей полевой артиллерии имеется только по 3-му историческому периоду. Так, для орудий системы обр. 1797/1805 гг. она составлена из средних дальностей полетов ядер и гранат настильно-рикошетными выстрелами, оказавшихся при опытах Военно-ученого комитета60 (см. таблицу 6):