Гладкоствольные пушки, несмотря на возросший калибр, до 508 мм, быстро вышли из употребления.
Было создано множество систем нарезных пушек, иногда весьма оригинальных. Были пушки, которые нельзя назвать нарезными в полном смысле этою слова — их снаряд и канал имели эллиптическое сечение. Конструкция оказалась неудачной, и пушки, как правило, после нескольких выстрелов разрывались.
В 1860 г. в Англии были разработаны нарезные орудия, заряжаемые с дула, имеющие «разветвляющуюся систему нарезов», то есть имели две ветви — входную и боевую. Снаряд имел цинковые выступы по числу нарезов. При заряжании выступы входили во входную ветвь нарезов, а после выстрела выступы снаряда двигались по боевой ветви. Эта система была крайне неудобна в эксплуатации, ибо требовала ювелирной точности при заряжании. При этом надо помнить о том, что снаряд весил несколько десятков, а то и сотен килограммов. Конструкторам артиллерийских установок пришлось «сломать множество копий», прежде чем они пришли к конструкции пушек, имеющих прямоугольные нарезы, заряжание с казенной части и поршневой затвор.
Более подробно об эволюции орудий броненосных кораблей можно прочитать в книге A,Б. Широкорада: «Россия выходит в Мировой океан». Для того чтобы закончить рассуждения о пушках, следует сказать несколько слов об их расположении на корабле.
Прежде чем конструкторы пришли к единому мнению по этому вопросу, был пройден длительный путь. Были конструкции кораблей, имеющих расположение артиллерии (в начале строительства броненосцев) в батарейной палубе, как на парусных кораблях. Такое расположение оказалось невыгодным — половина орудий оказывалась в бездействии и, кроме того, сектора обстрела были невелики. Более совершенным стало расположение в барбетных установках в средней части корабля, при этом часть орудий могла стрелять прямо по носу и корме. Наконец, окончательно установился принцип расположения орудийных барбетных установок или, вскоре вытеснивших их, башен в оконечностях корабля — одна башня на полубаке, другая на юте.
Такое расположение стало основным, ибо имело наибольшие сектора обстрела, несмотря на некоторые сложности в обеспечении прочности корабля из‑за снижения продольной жесткости корпуса.
Принципы бронирования кораблей также прошли длительный путь развития.
Вначале на броненосных кораблях броня изготавливалась из железа и достигала значительной толщины — 365 мм и более, что составляло значительную часть их водоизмещения в ущерб вооружению и энергетической установке.
Затем на смену пришла сталежелезная броня, или компаунд, когда на железную подложку наплавлялся слой стали.
На смену сталежелезной броне последовательно пришли так называемая «гарвеевская» броня и, наконец, «крупповская». Последняя и стала основной в строительстве броненосцев конца XIX в.
Броневая палуба изготовлялась из экстрамягкой никелевой стали.
Площадь бронирования борта у разных серий броненосцев была различной.
В одних случаях главный броневой пояс занимал всю длину корабля от штевня до штевня, в другом — защищал только среднюю часть корабля (между башнями главного калибра) и заканчивался поперечными броневыми траверсами. Артиллерия среднего калибра располагалась в батарейной палубе, цитадели или в башнях и, как правило, защищалась броней. Противоминный калибр 37—76 мм иногда защищался броней (броненосцы серии «Бородино»). Броневая палуба, прикрывавшая жизненно важные центры корабля, вначале была горизонтальной и опиралась на верхнюю кромку броневого пояса. В дальнейшем ее стали делать со скосами, упирающимися в нижнюю кромку броневого пояса, что увеличивало суммарную броневую защиту машин и котлов. Последние проекты броненосцев имели так называемую противоминную броневую переборку. Поскольку корабельный борт только на незначительной части представляет плоскость, невозможно увеличить защиту его подводной части, в первую очередь от торпед и мин заграждения, поэтому внутри корпуса на некотором удалении от борта и располагалась эта броневая переборка, доходившая до второго дна. Подобная защита полностью оправдала себя, когда броненосец «Цесаревич» был подорван торпедой в Порт–Артуре.
Несколько слов следует сказать о снарядах и зарядах.
Орудия главного калибра всегда имели раздельное заряжание — снаряд и заряд в картузах. Орудия среднего калибра вначале имели картузное заряжание, а затем патронное, раздельное — то есть отдельно снаряд и заряд в гильзе. Противоминный калибр имел унитарные патроны.
Вначале снаряды (для нарезных орудий) изготавливались из закаленного чугуна, как бронебойные, так и фугасные. Причем бронебойные не имели взрывателя. Снаряжались снаряды дымным или призматическим порохом. Затем на смену пороху пришел влажный пироксилин (на русских кораблях) и пикриновая кислота — шимоза (на японских и английских кораблях). Сами снаряды стали изготовляться из стали.
После Русско–японской войны в качестве начинки снарядов стали использовать тол. В качестве заряда вначале использовался дымный порох, а с середины 90–х гг. XIX в. — повсеместно бездымный порох.
И чтобы закончить рассказ об эволюции броненосцев, следует сказать несколько слов об энергетических установках.
Эволюция паровых машин на всех флотах практически шла одним и тем же последовательным путем. Вначале использовались машины одинарного расширения, имеющие один или несколько горизонтальных цилиндров, расположенных поперек корпуса. Такое расположение ограничивало ход поршня и мощность двигателя. Им на смену пришли двигатели с «обратной соединительной тягой». Последующие усовершенствования привело к созданию машины двойного расширения, где пар поступал сначала в цилиндр высокого давления, а затем — низкого, повышая, таким образом, КПД. Затем пришли двигатели с вертикальным расположением цилиндров двойного, а впоследствии и тройного расширения. Они и стали основными на эскадренных броненосцах конца XIX в. Что касается котельных установок, то их путь развития был более извилист. Вначале повсеместно (и довольно долго — до середины 90–х гг.) использовались огнетрубные или цилиндрические котлы. Они обладали рядом существенных недостатков: низким КПД, длительным временем поднятия пара и взрывоопасностью. Более совершенные водотрубные котлы, хотя и появились довольно давно, не сразу завоевали общее признание хотя бы потому, что требовали довольно высокой квалификации кочегаров и машинистов. Однако со временем водотрубные котлы полностью вытеснили огнетрубные.
В конце XIX в. появилось множество конструкций этих котлов, которые можно условно разделить на две группы.
К первой группе относились котлы с трубками большего диаметра (100—115 мм) и малым наклоном к горизонту. Это французские котлы Бельвилля и Колле—Никлосса, американские Бабкока- Вилькокса и др. Вторую группу составили котлы с малым диаметром трубок (30—50 мм) и почти вертикальным расположением. К ним относились английские котлы Ярроу, Торникрофта, германские — Шихау, французские — Норманна и др.
На русских кораблях ставились разные котлы. Наибольшее предпочтение отдавалось котлам Бельвилля. Таким образом, к началу XX в. окончательно сформировался тип эскадрсшюго броненосца: водоизмещение 13 000—15 000 т, скорость 18 уз., вооружение 4 х 305–мм орудий в двух башнях в оконечности, 12—16 х 152–мм орудий в башнях или казематах, 16—20 х 76–мм противоминных пушек, броневой пояс на всю длину корабля, вертикальные машины тройного расширения и водотрубные котлы.
К началу XX в. во флотах будущих мировых держав находилось множество эскадренных броненосцев, считавшихся, и не без основания, главным оружием в войне на море.
Однако в период от создания первых броненосцев и до Русско-японской войны произошло всего несколько боевых столкновений бронированных кораблей. Первый бой «Монитора» и «Мерримарка» на Хемптонском рейде в марте 1862 г. закончился вничью, а первый бой броненосных эскадр произошел во время войны между Италией и Австро–Венгрией у острова Лисс 18 июля 1866 г. Итальянская эскадра насчитывала 19 кораблей, а австрийская — 21 корабль. Они включали по 7 броненосцев каждая. Итальянская эскадра, которой командовал адмирал Персано, была выстроена в строе «пеленга», а австрийская адмирала Тегенгофа — в строе «клина». Артиллерийская стрельба не дала особенного результата Австрийская эскадра сумела сблизиться, прорезать строй итальянских кораблей и нанести удар по группе кораблей, обеспечив тем самым превосходство. Броненосец «Фердинанд Макс» таранным ударом потопил итальянский броненосец «Ре д'Италия», вскоре взорван второй броненосец, «Палестро». После чего итальянцы отступили. Следствием этого боя стало то, что все корабли стали оборудоваться таранами, которые просуществовали вплоть до Первой мировой войны.