Задача была двоякой: в первую очередь надлежало как-то повысить скорость, что позволило бы преодолевать бронирование, которое у каждого следующего поколения танков ставилось все более толстым, при этом нельзя было упускать из вида проблему разрушения боеголовки. Решение последней задачи, казалось, лежало на поверхности -отказаться от стали и перейти к более твердым материалам. Выбор пал на карбид вольфрама (по сути дела, единственный более твердый материал, который существовал в природе в достаточных для его массового использования количествах). К сожалению, плотность карбида вольфрама по отношению к стали составляла 1,6 что, говоря иными словами, означало, что он имел на 60 процентов больший удельный вес. Таким образом, 57-мм выстрел 6-фунт. противотанковой пушки, весивший 6 фунт. (2,7 кг), при переходе на вольфрам стал бы весить 9,5-фунт. (4,3 кг). Такую головку было бы труднее разогнать до нужной скорости, а следовательно, движущий заряд, применяемый со стальной головкой, был бы недостаточным для вольфрамовой. Прежде всего, давление в стволе при такой боеголовке превысило бы допустимые нормы, и даже если бы орудие не разорвало, все равно, на выходе из ствола снаряд из вольфрама не достиг бы той же скорости, которой достигала стальная боеголовка. А в этом случае не было никакого смысла менять стальной выстрел на вольфрамовый.
Еще в 1903 г. немецкий инженер по имени Карл Пуфф запатентовал орудие с сужающимся стволом, т.е. таким, в котором калибр от казенника до дульного среза постоянно уменьшался. Он же постулировал и подходящий для такой пушки снаряд с «юбками», которые соответствовали по диаметру казенной части орудия и постепенно вдавливались бы в боеголовку по мере ее прохождения через канал ствола до тех пор, пока к моменту выхода из него все они не впрессовывались бы в снаряд или пулю меньшего калибра. Доводы его не назовешь неразумными: если бы калибр у основания затворной каморы в стволе давал основанию снабженной «юбками» боеголовки площадь, скажем, в 1 кв. дюйм (6,45 см2) и если бы при сгорании метательного заряда создавалось бы давление, скажем, в 20 ООО фунт. (9 072 кг), тогда толчок, сообщаемый боеголовке, достигал бы 20 ООО фунт./кв. дюйм (1407 кг/см2), что обеспечивало бы снаряду скорость в х фут. (м) в секунду. В сужающемся стволе боеголовка уменьшилась бы в размере до 0,5 кв. дюйма (3,25 см2), при этом давление оставалось бы прежним - 20 000 фунт. (9072 кг), однако сообщаемый импульс достигал бы уже 40 000 фунт./кв. дюйм (2814 кг/см2), следовательно, скорость возрастала бы вдвое и составляла бы уже 2х. (Нельзя не признать, что данные вычисления - следствие сильного упрощения математических расчетов, однако на их примере можно довольно наглядно показать принцип действия сужающегося ствола.) Никто не спорил с тем, что Пуфф умный парень, однако никто не видел никакой прибыли от внедрения его хитроумной идеи, но - что куда важнее - никто не представлял себе, как высверливать сужающийся канал и как производить сложные пули с «юбками». Изобретение Пуффа на долгие годы легло на полку патентного бюро.
В двадцатые годы XX века немецкий оружейник по имени Герман Герлих решил взглянуть на идею Пуффа по-иному и прикинул, что та вполне подойдет при создании охотничьей винтовки. Он додумался, как сверлить стволы и как изготавливать мудреные многослойные пули, а его партнер по бизнесу, Фридрих Хальбе, наладил выпуск соответствующих патронов под маркой «Хальгер». Герлих же начал обивать пороги приемных высокопоставленных военных с целью запродать изделие армии как снайперскую винтовку. Все его подходы оказывались неудачными - ему не повезло ни с немцами, ни с британцами, ни с американцами, - в итоге он все-таки нашел понимание в Германии, где его принцип усвоил концерн «Рейнметалл», который и применил идею при создании легкой противотанковой пушки. Крупная компания по производству орудий усмотрела в идее возможность решить сразу две проблемы, стоявшие перед разработчиками противотанкового вооружения. Сужающийся ствол помогал добиться высокой скорости, а внедрение вольфрамового сердечника в оболочках из более мягкой стали обеспечивало эффект бронепробиваемости, в то время как вольфрам являлся лишь частью боеголовки, а посему вес ее оставался в пределах допустимого.
Система сработала. 28-мм/21-мм боеголовка покидала дульный срез со скоростью 1400 м в секунду, что в 1940 г. являлось буквально чем-то запредельным, и пронизывала 60 мм гомогенной брони на дистанции 550 м. Видя такие результаты, немцы погрузились в работу над 42-мм стволом, снаряд которого на выходе составлял 29 мм, и 75-мм пушки с калибром в дульном срезе 55 мм. Кажется, теперь на танки, похоже, нашлась наконецтаки управа.
Британцы тоже отдавали должное твердости и плотности вольфрама, однако считали задачу изготовления сужающегося ствола трудноразрешимой и потому не стали терять времени на изыскания. Когда же сбежавший от немцев чешский оружейник явился к военным в Британии с такой идеей, ему, образно выражаясь, нахлестали по щекам и выставили с высокомерным напутствием. «Сей прибор годится для чего угодно, только не для применения в военных целях», - заявили в Министерстве вооружений, даже и не зная, что запущенные в производство фирмой «Рейнметалл» пушки с сужающимися стволами уже действуют в североафриканской пустыне.
В общем, британцы взяли небольшой сердечник из того же вольфрама и нарастили его до нужного калибра за счет легкого сплава. Так появился снаряд для 57-мм пушки, весивший менее 4 фунт. (1,81 кг) и вылетавший из ствола со скоростью 1076 м в секунду. На малых дистанциях боеголовка показала отличные результаты, однако на более далеких расстояниях сказывался недостаток массы, и показатели резко снижались. Трудно было бы ожидать чего-либо другого: тут весь вопрос в «несущей мощности», которую специалисты в области баллистики часто подкрепляют вот таким наглядным примером: «Допустим, я брошу в вас шариком для пинг-понга и биллиардным шаром, при учете того, что скорость будет одинакова. Какой из них поразит вас с большим эффектом?» Ударную энергию составляют масса и скорость, следовательно, при равном ускорении более тяжелый снаряд будет действовать с большим разрушающим эффектом. Таким образом, как только оснащенная вольфрамовым сердечником боеголовка, «бронебойный композитный стержень» (Armour Piercing Composite Rigid - APCR, по-русски БПС), или бронебойный подкалиберный снаряд с сердечником сравнивался по скорости с обычным стальным, бронепробиваемость БПС значительно понижалась. Подкалиберный снаряд с сердечником (APCR) терял скорость просто потому, что ему не хватало массы для создания «махового эффекта», поддерживающего скорость более тяжелого снаряда.
К тому времени, как в начале 1943 г. бронебойный подкалиберный снаряд с сердечником (APCR) поступил на вооружение, британцы захватили и даже испытали образцы немецких 28-мм орудий с сужающимся стволом. Эксперты не стали отрицать разумности решения, однако перспектива внедрения сужавшихся стволов при производстве артсистем в Соединенном Королевстве во время войны, когда все производственные мощности работали на пределе, а возможности для экспериментирования были весьма ограничены, представлялась довольно призрачной. Примерно в то же время двое ученых из Научно-исследовательского Центра вооружений в Форт-Холстед в графстве Кент вспомнили о докладе французского конструктора Эдгара Брандта, который тот сделал еще перед войной в попытке повысить дальность огня устаревшей французской 75-ммполевой пушки. Брандт взял боеголовку меньшего калибра, снабдил ее более легкими по весу «воротничками» так, чтобы снаряд подходил к 75-мм стволу, и произвел выстрел. Вся боеголовка обладала меньшей массой, чем обычный 75-мм снаряд, и потому покинула дуло с большей скоростью, в то время как оболочка была сконструирована так, чтобы отделяться от сердцевины по выходе из ствола. В результате меньший снаряд летел с более высокой скоростью, чем обычный 75-мм, и преодолевал большее расстояние. Брандт начал развивать идею, однако поражение Франции привело к прекращению исследований в данном направлении. Двое британских ученых, Л. Перматтер и СУ. Коппок, не преследовали цели повышения дальности огня как таковой, однако понимали ценность приобретения в скорости, а потому приступили к изготовлению боеголовки с вольфрамовым сердечником, помещенной в более легкий