По расчетам Кибальчича, сила тяги порохового двигателя должна была помочь аппарату преодолеть силу земного притяжения и выйти за пределы атмосферы. Вытекающая струя пороховых газов должна использоваться не только для движения, но и для управления полетом. Эти положения были новыми в научной мысли. Воздухоплавательный прибор Кибальчича должен был действовать по принципу ракеты.

«Бомбист» Н.И. Кибальчич не может не вызывать восхищения своей преданностью науке, своей силой воли, позволившей ему совместить пребывание в камере приговоренных к смерти (за изготовление бомб для террористов) со сложнейшими математическими и физико-химическими расчетами. Находясь в застенках, он писал: «Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении. Если… моя идея после тщательного обсуждения учеными специалистами будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу родине и человечеству. Я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мной, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своей жизнью». Но мечте Кибальчича не суждено было сбыться. Оригинальный по замыслу проект талантливого изобретателя не был «обсужден учеными специалистами», а пролежал в Департаменте полиции 37 лет и впервые был опубликован в 1918 г.

Честь открытия взрывчатого вещества пироксилина, на базе которого изготовлялся и бездымный порох, принадлежит питомцу Михайловской артиллерийской академии полковнику А.А. Фадееву. В последующем технологию изготовления пироксилинового бездымного пороха усовершенствовал и упростил великий русский ученый Д.И. Менделеев.

Заслуга в применении другого вещества для изготовления бездымных порохов (нитроглицерина) также принадлежит русским ученым — В.Ф. Петрушевскому и Н.Н. Зинину. В.Ф. Петрушевский первым получил из нитроглицерина динамит и использовал его в разрывных снарядах и подводных минах.

До появления казнозарядных нарезных пушек развитие артиллерии базировалось в основном на опыте. Во второй половине XIX в. техника достигла такого уровня, что без глубокой научной основы дальнейшее сколько-нибудь значительное развитие артиллерии стало немыслимым.

В самом деле, дальность стрельбы полевых орудий возросла до 4000–4500 м. Чтобы добиться меткой стрельбы на такую дальность, нужно было теоретически исследовать законы движения снаряда в воздухе. Чтобы еще больше увеличить дальность стрельбы, требовалось увеличить скорость полета снарядов, а этого можно было достигнуть в основном путем увеличения зарядов. Однако литые медные и чугунные стволы не выдерживали высокого давления пороховых газов, следовательно, требовалось найти более прочный материал для изготовления стволов.

Нельзя также было без глубоких научных изысканий создать надежно действующие трубки и взрыватели для снарядов, более мощные снаряды. Чугунные снаряды имели толстостенные корпуса. Длина их не превышала 2–2,5 калибра.

В такой снаряд нельзя было вложить большой разрывной заряд или большее количество пуль (шрапнели), а значит, трудно было сколько-нибудь заметно увеличить его мощность.

Проблемы, стоявшие перед артиллерией, были успешно разрешены русскими учеными-артиллеристами во второй половине XIX в.

На помощь военной науке пришли ученые, казалось бы, не имевшие отношения к армии. Так, например, всемирно известные русские ученые-математики Н.И. Лобачевский, П.Л. Чебышев, М.В. Остроградский и А.М. Ляпунов своими исследованиями помогли разработать многие очень важные вопросы таких специально артиллерийских наук, как внутренняя баллистика, внешняя баллистика и стрельба; великий химик Д.И. Менделеев сделал исключительно ценный вклад в дело создания новых, более совершенных артиллерийских порохов.

С давних пор русские ученые вели работы по изысканию стали, пригодной для изготовления орудийных стволов. Наилучших результатов добился инженер П.М. Обухов. Созданная им тигельная сталь благодаря удачному подбору чугуна и магнитного железняка оказалась лучше крупповской стали, которая ввозилась в Россию из-за границы. В 1860 г. впервые в мире, опережая на много лет Круппа, из стали Обухова было изготовлено орудие, из которого на испытаниях было сделано 4000 выстрелов. Заметного понижения точности стрельбы при этом не наблюдалось, и орудие из строя не вышло.

Примером мастерства оружейников является пушка, которую несколько лет тому назад водрузили на пьедестал на Мотовилихинском заводе. Пермская «царь-пушка» была создана в 1868 г. во времена «битвы железных канцлеров» — Александра Михайловича Горчакова и Отто фон Бисмарка.

Россия должна была обезопасить себя от неожиданного вторжения. Тогда-то в 1868 г. уральские металлурги и оружейники и отлили из слитка весом 4000 пудов огромную пушку. Предназначалась она для защиты Петербурга со стороны моря и должна была занять свое место в Кронштадте, на форту Константин.

Во время заводских испытаний пороховой заряд последовательно увеличивали до 120 килограммов. Пушка произвела при испытаниях 314 выстрелов ядрами и бомбами разных систем, при постоянном угле возвышения, на дальность до 8 километров. Окончательные испытания намечалось провести в Кронштадте по морским целям.

Заряжение пушки осуществлялось с дульной части ствола строго последовательно. Сначала закладывали пороховой заряд, затем ядро или бомбу весом 480 килограммов. Эта операция производилась при помощи системы полиспастов, подвешиваемых на особые крюки, встроенные в обрез ствола. Бомбу клали в специальную люльку или «корзину» и по команде дружно поднимали к жерлу орудия, затем «корзина» опрокидывалась и бомба сама вкатывалась в канал ствола.