Осенью 1918 г. начальник Главного артиллерийского полигона В. М. Трофимов предложил учредить Комиссию по особым артиллерийским опытам (Косартоп) для исследования возможностей создания сверхдальних орудий. В декабре того же года большевистский Военно-законодательный совет постановил организовать такую комиссию под председательством Трофимова. В нее вошли лучшие специалисты в области артиллерии — Н. Ф. Дроздов, И. П. Граве, Г. А. Забудский, Ф. Ф. Лендер, В. И. Рдултовский и др.

В работах Косартопа участвовали почти все профессора Артиллерийской академии: начальник академии С. Г. Петрович, Н. Ф. Дроздов (внутренняя баллистика, проектирование орудий), И. П. Граве (внутренняя баллистика), В. М. Мечников (внешняя баллистика), А. В. Сапожников (химия, взрывчатые вещества, пороха), И. А. Крылов (металлургия), а также преподаватели О. Г. Филиппов, Ф. Ф. Лендер и др.

В качестве научных консультантов были приглашены академики АН. Крылов (математика, механика), В. Н. Ипатьев (химия, взрывчатые вещества), П. П. Лазарев (физика), профессора Н. Е. Жуковский (механика, аэродинамика), С. А. Чаплыгин (гидромеханика), Н. Н. Бухгольц и В. П. Ветчинкин (газодинамика), Н. П. Молчанов (метеорология) и др.

Важнейшей задачей Косартопа была разработка систем сверхдальней стрельбы. Для опытов по созданию сверхдальних пушек в 1920–1921 гг. Трофимовым было спроектировано «экстрадальнее орудие» на базе штатной 6/45-дюймовой пушки Кане.

В 1923–1926 гг. на заводе «Большевик» переделали две 6/45-дюймовые пушки Морского ведомства № 228 и № 281 в экстрадальние орудия. Обе пушки были установлены на родных корабельных станках Кане на центральном штыре. Длина обеих пушек составляла 120 калибров (то есть около 9144 мм), а вес откатных частей — 9100 кг. Пушка № 228 имела длину нарезной части 7628 мм (100,4 калибра), а у второй пушки (№ 281) нарезная часть была существенно меньше — 5364 мм, то есть 70,5 калибра, а затем нарезка кончалась, и канал на протяжении около 30 калибров был гладким.

При стрельбе 22 июля 1926 г. из пушки № 228 снарядом весом 6,5 кг была достигнута начальная скорость 1325,5 м/с при давлении в канале 3185 кг/см2. Длина отката при этом составила всего 70 мм.

Опыты с пушкой № 228 проводились до середины 1930-х годов, а в 1939 году она поступила в Артиллерийский музей, где и находится поныне.

Уже в конце 1918 г. стало ясно, что на создание специальных сверхдальних орудий нужны огромные средства, которых у Советской республики нет и не предвиделось. И вот большинство специалистов Косартопа предлагает большевистскому руководству пойти «иным путем» и разрабатывать подкалиберные и беспоясковые снаряды для сверхдальней стрельбы.

Проект первого подкалиберного снаряда был разработан Е. А. Беркаловым летом 1918 г. Специальная комиссия, возглавляемая академиком А. Н. Крыловым, подтвердила ценность изобретения. 26 ноября того же года на заседании Совнаркома под председательством В. И. Ленина было решено выдать Беркалову вознаграждение в размере 50 тыс. рублей.

С начала 1941 г. подкалиберные снаряды нашли широкое применение в противотанковых пушках, а уже в 60-х годах XX века подкалиберные снаряды окончательно вытеснили из боекомплектов противотанковых и танковых орудий обычные (калиберные) бронебойные снаряды. Но подкалиберные снаряды для сверхдальней стрельбы имели другую конструкцию и другие функции. Действительно, применение подкалиберных снарядов позволяло существенно увеличить дальность стрельбы, не меняя типа орудия. Но, с другой стороны, вес подкалиберного снаряда снижался, и резко уменьшалась бронепробиваемость по бетону и фугасное действие. Наконец, в несколько раз возрастало рассеивание снарядов. Поэтому после Второй мировой войны во всех армиях мира подкалиберные снаряды используются исключительно для стрельбы по танкам, и то на небольшие дистанции — до 2–4 км.

Начиная с 1876 г. — в Германии, с 1877 г. — в России, а несколько позже и в других странах в снарядах нарезных орудий стали делать ведущие медные пояски (обычно 2). Но в период перехода от гладкоствольных орудий к нарезным (1850–1876 гг.) в мире было создано несколько десятков систем нарезных орудий. Так, первые (в XIX веке) орудия капитана сардинской артиллерии Кавелли, созданные в 1846 г., имели два глубоких выреза. Чугунные снаряды продолговатой формы отливались с двумя готовыми ребрами, которыми снаряд вставлялся в нарезы. В 1848 г. Россия заказала в Швеции 203-мм орудие системы Кавелли. На седьмом выстреле оно разорвалось, и Артком ГАУ решил прекратить опыты с этими пушками. В Англии в 1850 г. было испытано три орудия Кавелли, из которых два сразу же разорвались.

В 1850–1865 гг. было создано несколько десятков опытных орудий, у которых выступы снаряда (нарезы) вставлялись в нарезы орудий (то есть нарезные снаряды). Так, в Австро-Венгрии даже приняли на вооружение орудия системы Ленка, у которых сечение канала орудия и сечение снаряда имели вид храпового колеса, образованного дугами спиралей.

Но ни одна из таких систем не получила особого распространения. Причиной этого была сложность изготовления и заряжания, а также заклинивание снарядов в канале, часто приводившее к разрыву стволов.

Особо следует рассказать о полигональных снарядах, то есть о снарядах, имеющих в сечении форму правильного многоугольника. Полигональная система Витворта (Whitworth), английского инженера, владельца мастерской в Манчестере, перешедшей затем во владение фирмы «Амстронг, Витворт и K°», была предложена в 1854 г.[35] В этой системе канал орудия представлял собой шестигранную призму со слегка выпуклыми сторонами, скрученную по оси.

Продолговатый снаряд Витворта сзади суживался для уменьшения сопротивления воздуха. Витворт обосновывал такое устройство зарядной части снаряда на примере принятой формы корпуса корабля. В средней своей части снаряд имел форму, соответствующую каналу. При таком устройстве и точной отделке снаряд прилегал большей частью своей поверхности к стенкам канала, и ему могла сообщаться большая скорость вращательного движения, так как можно было давать большую крутизну скручивания канала без опасения срыва ведущих частей снаряда. Благодаря этому Витворт мог в то время при длине снаряда в 4–5 калибров довести относительный заряд до 1/6, а крутизну нарезов (длину их хода) до 20 калибров и получить настильность траектории, меткость и дальнобойность, далеко превосходящие те, что наблюдались при другой системе нарезов.

В 1858 г. были проведены опыты с первым орудием Витворта — 47-мм пушкой с весом ствола 143 кг. На опытах выявилось, что снаряд системы Витворта в 6 калибров длиной и весом 2,7 кг при стрельбе зарядом в 283,5 г при ударе под углом от нормали в 35° пробивает железную плиту в 50 мм, а под углами в 45° и 65° — плиту в 45 мм. Снаряд длиной в 3,5 калибра с плоской головой пробивал плиту в 45 мм при угле встречи 45°. Снаряды же остроголовые 21/4 калибра длиной при угле встречи 45° пробить плиты толщиной в 43 мм не могли.

В 1860 г. в Англии испытывались три орудия системы Витворта со следующими данными:

Среднее вероятное продольное отклонение снаряда колебалось от 1/100 до 1/250 дальности стрельбы.

В 1868 г. 230–210-мм пушка Витворта показала рекордную дальность стрельбы для того времени — 10,3 км при угле возвышения 33° и весе снаряда 113 кг.

В 1870 г. во Франции прошли испытания 69-мм и 43-мм полигональные пушки Витворта, заряжающиеся с дула. По сравнению с французскими нарезными пушками калибра 87 мм они показали лучшие результаты, и небольшое число полигональных орудий было изготовлено для французской армии.

В ходе войны 1877–1878 гг. турки применяли против русских 76-мм горные пушки системы Витворта.

В 80-х годах XIX века в Бразилии была изготовлена 229-мм пушка Витворта длиной в 29 калибров. Вес снаряда 184 кг, начальная скорость 640 м/с, давление в канале ствола 2556 кг/см2.