О стойкости русской корабельной брони в контексте испытаний 1920 года

Как известно, человеческое хобби – штука очень разноплановая: чем только не увлекаются люди. Коллекционируют жуков, выращивают цветы, создают огромнейшие карточные домики, рисуют, разгадывают кроссворды, играют в компьютерные игры и т.д. Можно лишь констатировать, что для приятного времяпровождения человечество придумало себе массу различных занятий. Но даже одним и тем же хобби можно заниматься с разной интенсивностью. Одному любителю компьютерных игр будет достаточно погонять какую-нибудь стрелялку полчасика после работы, чтобы, особо не напрягаясь, снять стресс. Другой – будет тратить часы на поиски лучшего способа прокачки персонажа, держа в уме десятки параметров ролевой системы. Все это ни хорошо и ни плохо, не свидетельствует о глубине ума, или, наоборот, о его отсутствии. Просто каждый из нас выбирает не только вид занятия себе по душе, но еще и глубину погружения в него. Так вот, далеко не всем из тех, кто желал бы почитать о сопоставлении германских линейных крейсеров и русских дредноутов, интересно разбираться в тех или иных нюансах формул бронепробития, изучать отдельные попадания на испытаниях и т.д. Это, повторюсь, ни хорошо и ни плохо, каждый вправе определять для себя комфортный для него уровень изучения истории. Поэтому, для тех из Вас, уважаемые читатели, кому неинтересно продираться через дебри формул и коэффициентов, я сразу же сообщу выводы, к которым пришел в ходе подготовки статьи. Выводы В предыдущей статье я сделал предположение, что «К» российской цементированной брони имел значение 2005. Однако при обстреле отсека, защищенного 270-мм броней, отдельные попадания демонстрировали существенно меньшую бронестойкость, так как «К» падал до 1862 или ниже. В другом случае, наоборот, демонстрировалась «сверхпрочность» бронеплиты, так как значение «К» при попадании доходило до 2600. Анализ попаданий показал следующее: случаи, когда этот коэффициент оказывался ниже, вполне объясняются повреждениями, полученными бронеплитой в результате предыдущих воздействий. Иными словами, это случалось, когда снаряд попадал в бронеплиту на сравнительно небольшом удалении от предыдущих попаданий. В то же время случай, когда «К» оказывался значительно выше значения 2005, объясним тем, что использовался не бронебойный, но только полубронебойный снаряд, имевший меньшую толщину стенок, а, следовательно, и прочность. А вот 370-мм броня не оправдала возложенных на нее ожиданий. Коэффициент «К» для 370-мм плиты весьма однозначно определяется не более 1800–1820, а то и хуже, что заведомо уступает стойкости, продемонстрированной более тонкой 270-мм бронеплитой. Почему такое могло произойти? Как известно, русская промышленность перед Первой мировой войной не могла производить серийно бронеплиты цементированной брони толщиной более 270–275 мм. Соответственно, 370-мм бронеплиты, созданные для испытаний, представляли собой изделия штучные и технологически не отработанные. Потому, несмотря на заверения, что 370-мм бронеплита полностью соответствует всем предъявленным к ней требованиям, вероятнее всего, она не удалась. И даже с поправкой на падение стойкости с увеличением толщины брони свыше 300 мм, все же имела коэффициент «К» ниже, чем 225–270-мм плиты, создававшиеся для русских дредноутов. В целом же, на основании анализа результатов испытаний русской брони в 1914 и в 1920 гг. правомерным будет использовать в дальнейших расчетах для нее коэффициент «К» равный 2005. Ну, вот, собственно, и все. И те читатели, которые не хотят разбираться в особенностях каждого попадания, могут смело отложить этот материал, потому что ничего для себя важного они больше в нем не найдут. Ну а для тех, кому интересны нюансы… Отсеки для испытаний Всего для испытаний были приготовлены 2 отсека, имитировавших отсеки линкора за главным броневым поясом. Первый отсек защищали расположенные фронтально 4 броневых плиты, каждая из которых имела толщину 270 мм. Изготовитель был то ли араб, то ли большой шутник, поэтому нумерация бронеплит шла справа-налево. Если же смотреть слева-направо, то нумерация 270-мм бронеплит была такой: 1б; 2а; 2; 1. Конечно, «фронтальной» броней защита не ограничивалась. За бронеплитами № 1 и № 2 имелись бронепереборка и скос, выполненные из 75-мм цементированной брони. За бронеплитой № 2а скос имел переменную толщину – 75 и 100 мм, в то время как бронепереборка – 75 мм. За бронеплитой 1б скос имел 100 мм, бронепереборка – 75 мм. Отсек № 2 также состоял из 4 бронеплит, причем две из них имели 320-мм толщины, и еще две – 370 мм. Расположены они были почему-то в шахматном порядке. Дабы не путать уважаемого читателя, привожу их нумерацию и толщину согласно расположению слева-направо: № 6 (320 мм); № 4 (370 мм); № 5 (320 мм) и № 3 (370 мм). Второй контур защиты был прост: за 370-мм бронеплитами располагалась 12-мм переборка и 50-мм скос нецементированной брони, в то время как за 320-мм бронеплитами – 25-мм переборка и 75-мм скос, причем последний выполнялся из цементированных бронелистов. Все 270-мм, 320-мм и 370-мм бронеплиты имели стандартный размер 5,26х2,44 м. Всего, по данным журналов испытаний, по этим отсекам было произведено 29 выстрелов из 356-мм и 305-мм орудий. Кроме того, еще четыре 356-мм снаряда были подвешены внутри отсеков и подорваны (один подрыв, правда, не слишком удался) для исследования повреждений от разрыва крупнокалиберного снаряда в заброневом пространстве. При этом все подрывы и 26 выстрелов были осуществлены в течении 1920 года, а последние 3 выстрела – уже только в 1922 году. Наибольший интерес для нашего анализа представляют собой данные Журнала № 7 от 9 июля 1920 года. Дело в том, что целью этого типа испытаний как раз и было «определение предельной скорости, с которой пробивается бронебойным 12-дм снарядом 270-мм бортовая броня с набором позади нее», а также предельной бронепробиваемости снаряда по 370-мм бронеплите. В ходе этой части испытаний обстрелу подверглись 270-мм бронеплита № 1 и 370-мм бронеплита № 3. Разрез отсеков взят из книги С.Е. Виноградова «Последние исполины Российского императорского флота». Увы, нумерация бронеплит содержит ошибки. Ниже мы рассмотрим полный перечень воздействий, которым подверглись указанные 270 и 370 мм бронеплиты. Результаты обстрела 270-мм бронеплиты № 1 356-мм снарядами Особенностью испытаний этой плиты является то, что до начала испытаний 305-мм снарядов она была обстреляна четырнадцатидюймовыми снарядами и получила 5 попаданий. Снаряды были разного типа, с взрывчатым веществом и без, скорость их также различалась, но было и кое-что общее – все они попадали в бронеплиту под углом примерно 60º к поверхности, то есть отклонение от нормали составляло 30º во всех случаях. Первое попадание – фугасный 356-мм снаряд, содержавший полный заряд ВВ. Энергии от удара и детонации хватило на то, чтобы пробить 270-мм броню насквозь, хотя пробка не прошла через обшивку за броней. Плиту погнуло: стрелка прогиба в районе пробоины достигла 4,5 дюйма, а нижний и верхний края бронеплиты поднялись на 5 и 12 мм соответственно. Место попадания (так указано в отчете): 157 мм снизу и 157 мм от правой кромки плиты. Второе попадание – полубронебойный 356-мм снаряд без ВВ на скорости 446,5 м/сек. Броня не была пробита, получилась только выбоина диаметром до 30 см и глубиной до 23 см. Однако цементированный слой брони получил «ряд концентрических трещин и выколов на диаметрах около 50–60 см». Место попадания – 237 см от нижнего края и 173 см от правого края плиты. Третье попадание – полубронебойный 356-мм снаряд без ВВ на той же скорости 446,5 м/сек. Очевидно, что при прочих равных условиях (одинаковые скорость и угол падения снаряда, толщина бронеплиты) следовало бы ожидать соразмерного эффекта со вторым попаданием. Однако получилось иное – полубронебойный снаряд не только прошел 270-мм бронелист, но еще и выломал овальный кусок переборки из 75-мм цементированной брони размером примерно 60 на 40 см, а найден был только в 100 саженях (примерно 230 м) позади отсека. Место попадания – 239 мм от низа и 140 см от правой кромки брони. Если рассчитать бронепробиваемость по де Марру для бронебойного 356-мм снаряда с соответствующим наконечником для указанных выше параметров и коэффициента «К» = 2005, то он должен был пробить 270-мм бронелист на пределе своих возможностей. После чего, сохранив скорость примерно 73 м/сек, едва смог бы осилить 28 мм нецементированной брони. Легко заметить, что результаты обоих попаданий не соответствуют расчетным данным. Но почему? Возможно, конечно, все дело в неточности формулы Якоба де Марра: мы видим, что расчет дал некое промежуточное значение, причем один снаряд «не дотянулся» до расчетного результата, а второй превысил его. Но всё же разброс результатов слишком велик, чтобы его можно было списать на вероятностный характер формулы. Собственно говоря, получается, что в первом случае, когда броня пробита не была, соотношение качества брони и снаряда дали коэффициент «К» около 2600. В то время как второй выстрел дал коэффициент «К» равный или ниже 1890. Можно предположить, что первый снаряд был некондиционным или же, наоборот, второй оказался необычно хорошей выделки. И это (в сочетании с вероятностным характером формулы) дало такой эффект. Но, по моему мнению, такое объяснение выглядит чрезмерно натянутым. Куда более вероятно следующее. Первый полубронебойный снаряд не пробил «положенной по де Марру» брони, потому что являлся не бронебойным, а только полубронебойным. То есть имел меньшую толщину стенок, а значит – и меньшую прочность корпуса. Отсюда и чрезвычайно высокий коэффициент стойкости (более 2600). Второй же полубронебой «выполнил повышенные социалистические обязательства» с «К» меньше 1890 просто в силу того, что попал в район ослабленной предыдущим попаданием брони. Оба попадания находились на одном примерно уровне от нижней кромки плиты – 237 и 239 см, от правой же кромки их отделяло 173 и 140 см соответственно. Иными словами, расстояние между попаданиями составило много менее 40 см. Вспомним теперь про нарушения (трещины) цементированного слоя, наблюдавшиеся в радиусе до 60 см от первого «полубронебойного» попадания. Неудивительно, что растрескавшаяся броня не показала «паспортной» прочности. Четвертое попадание – неснаряженный 356-мм фугасный снаряд (без ВВ) со скоростью 478 м/сек. Ничего неожиданного не случилось – снаряд раскололся на части, сделав выбоину в броне глубиной всего 11 см. Но при этом «цементированный слой отскочил на диаметрах 74*86 см». Место попадания – 89 см от низа и 65 см от правой кромки бронеплиты. Пятое попадание – неснаряженный полубронебойный боеприпас не был приведен к штатному весу (748 кг) и имел только около 697 кг, скорость в момент попадания в бронеплиту составляла 471 м/сек. Броня оказалась пробита, снаряд при преодолении брони разрушился, при этом цилиндрическая его часть осталась лежать здесь же. Но кусок головной части снаряда всё же сохранил достаточно энергии, чтобы пробить еще и 75-мм переборку цементированной стали. Место попадания – 168 см от верхней и 68 см – от правой кромки брони. Согласно формуле Якоба де Марра, если бы снаряд в целом виде преодолел 270-мм плиту и 75-мм бронеплиту за ней при заданных параметрах, это свидетельствовало бы о том, что «К» такой брони будет меньше или равен 1990, что очень близко к рассчитанному мною значению 2005. Некоторое снижение как раз и можно списать на вероятностный характер бронепробития и на то, что 75-мм бронеплита уже имела повреждение. Кроме того, коэффициент «К» равный 2005 соответствует проникновению снаряда за бронезащиту в целом виде, в то время как в данном случае основная часть снаряда до 75-мм бронелиста даже не долетела. И это также понятно – все же боеприпас не был бронебойным, так что разрушение снаряда при преодолении 270-мм брони неудивительно. Таким образом, мы приходим к выводу, что обстрел бронеплиты № 1 снарядами калибра 356-мм ни в чем не опровергает вывода о том, что «К» российской брони имел значение 2005. Случаи понижения «К» вполне объяснимы повреждениями, нанесенными броне предыдущими попаданиями. Хотя… Увы, но без загадок опять не обошлось. Уважаемый С.Е. Виноградов в «Исполинах…» приводит фотографии указанной бронеплиты после обстрела 356-мм. На фото мы видим попадания пяти снарядов. Тут проблем нет, но… их места явно не соответствуют указанным в отчетах. Тем не менее, достаточно хорошо видны повреждения от второго и третьего попадания – расстояние между ними минимально. И сквозное – только одно из них. Обстрел 270-мм бронеплиты № 1 305-мм снарядами Всего было произведено 3 таких выстрела, причем во всех случаях стреляли неснаряженными 305-мм бронебойными снарядами, приведенными к штатному весу 1150 фунтов или 470,9 кг. Таким образом, влияние некачественных (не вовремя срабатывающих) взрывателей было полностью исключено. Снаряды попадали под углом примерно 67º, или 23º от нормали. Первый выстрел 12-дюймовым снарядом был произведен с начальной скоростью чуть более 520 м/сек (1708 ф/сек). С учетом отклонения от нормали, такой снаряд при «К» = 2005 должен был бы пробить почти 322 мм монолитной брони. Сочетание разнесенных 270 мм и 75 мм брони давало меньшую бронестойкость. Для того чтобы снаряд с указанными выше параметрами мог пробить такую защиту на пределе своих возможностей, коэффициент «К» разнесенной брони должен был составлять 2181. Соответственно, нет ничего странного в том, что снаряд не только прошил 270- и 75-мм бронелисты, но еще и улетел в поле более чем на 300 м. Есть и еще один нюанс. Дело в том, что место попадания снаряда в плиту находилось всего в 55 см от низа и на 72 см от левой кромки плиты. В то же время 270-мм бронеплита, начиная с 1,2 м снизу имела утончение к нижней кромке. То есть 305-мм снаряд пробил, скорее всего, не 270 мм плиты, а меньше. Второй выстрел был произведен с начальной скоростью 1564 фута в секунду (476,7 м/сек). Снаряд, преодолев 270-мм бронелист, почему-то развернулся и в 75-мм скос ударил боком, как бы «проехавшись» по нему. В результате в скосе образовалась сквозная пробоина длиной около полутора метров и шириной от 102 до 406 мм. Однако снаряд внутрь не прошел, а срикошетировал вверх, ударив встык вертикальной бронепереборки и броневой палубы. Там, правда, он уже ничего не добился и свалился вниз, где и был найден в целом виде. Место попадания – примерно 167 см от нижней кромки плиты и 55 см – от ее правой кромки. Как можно видеть из описания, снаряд сохранил немало кинетической энергии, но рассчитать предельную бронепробиваемость по этому выстрелу весьма затруднительно. Отмечу только, что при скорости 476,7 м/сек и отклонении от нормали в 23º этот снаряд расчетно должен был бы пробить 280,6 мм бронелист, имеющий коэффициент «К» = 2005. Другими словами, в пробое 270-мм плиты нет ничего удивительного, но как снаряд после этого сумел продавить 75 мм цементированной брони? Ответ крайне прост. Дело в том, что данное попадание пришлось в поврежденный цементированный слой, деформированный в результате 4-го попадания 356-мм снарядом. Места этих попаданий разделяло всего только чуть менее чем 69 см. Но при этом в результате попадания четырнадцатидюймового боеприпаса (как уже указывалось выше) «цементированный слой отскочил на диаметрах 74*86 см». То есть несколько лучшая бронепробиваемость русского снаряда опять же вполне объясняется повреждением и падением бронестойкости 270-мм плиты в месте его попадания. Третий выстрел был произведен по той же бронеплите, все с тем же углом отклонения от нормали, но с меньшей скоростью – 1415 ф/сек или 431,3 м/сек. И, судя по описанию результатов попадания, в этот раз бронепробитие 470,9 кг снаряда оказалось близким к предельному. Бронеплиту наш снаряд осилил, но затем задел боком среднюю стойку и ударился в 75-мм переборку плашмя. Энергии на пробой брони уже не осталось, снаряд только продавил ее на глубину до 15 см, и упал тут же, не разрушившись. Место попадания – примерно 112 см от верхней и 93 см от левой кромок бронеплиты. Согласно расчетам, 470,9 кг снаряд при указанных выше параметрах (431,3 м/сек при отклонении от нормали на 23º) мог бы пробить не более чем 243-мм броню с коэффициентом «К» равным 2005. Он же преодолел 270 мм брони, и это свидетельствует о том, что ее «К» был равен или ниже 1862. Впрочем, если и ниже, то весьма ненамного, так как снаряд в ходе «прободения» плиты практически исчерпал свою энергию. Место попадания этого 305-мм снаряда пришлось в метре от точки соприкосновения с броней 5-го 356-мм боеприпаса, который (будучи неснаряженным) проделал в плите дыру 36х51 см. Сведений о растрескивании (или иных повреждениях) цементированного слоя в описании попадания 14-дюймового снаряда не содержится. Но, судя по предыдущим описаниям, броня в месте попадания третьего 305-мм вполне могла (и даже должна была) оказаться ослабленной. Кроме того, следует учитывать, что до этого попадания 270-мм бронеплита уже подверглась ударам 5*356-мм и 2*305-мм снарядов. Что не могло не сказаться на ее общей прочности. Однако же не могу не отметить, что указанные попадания как-то совсем плохо соотносятся с фото отсека после испытаний, приводимого все тем же Виноградовым. Согласно фотографии, 2-ой 305-мм снаряд вообще не пробивал плиты. Обстрел 370-мм бронеплиты Первый выстрел по ней являлся также и первым выстрелом испытаний. Фугасный 356-мм снаряд, снаряженный ВВ, попал в плиту и дал полноценный разрыв. В результате образовалась вмятина со стрелкой прогиба у краев выбоины 38 см. Цементированный слой брони был сбит в круге, диаметром 48–50 см на глубину до 15 см. Место удара – 135 см снизу и 157 см от правой кромки плиты. Это было единственное попадание 356-мм снаряда. В дальнейшем 370-мм плита обстреливалась бронебойными 305-мм неснаряженными снарядами без ВВ, угол падения составлял примерно 68º или 22º от нормали. Второй выстрел – 305-мм снаряд поразил бронеплиту на скорости 565,7 м/сек. Защита совершенно не выдержала удара. Были пробиты и 370-мм бронепояс, и 50-мм скос за ним, и 6-мм трюмная переборка, да еще и 25-мм лист стального основания отсека. Место попадания – 137 см от нижней кромки и 43 см от правой. С учетом того, что снарядостойкость брони, начиная с 300 мм растет не в прямой пропорции к ее же толщине (коэффициент «К» постепенно снижается), 370-мм бронелист примерно эквивалентен 359 мм защите «изначального К». Но даже если считать, что в данном случае энергии снаряда хватило лишь на то, чтобы преодолеть плиту бронепояса с отклонением от нормали 22º и 50-мм скос нецементированной стали с отклонением от нормали примерно 30º, то и тогда коэффициент «К» брони был бы равен или меньше 1955. Но снаряд сохранял еще достаточное количество энергии, чтобы пробить 6 мм и 25 мм стали и глубоко уйти в землю. Почему для скоса взят угол 30º? Теоретически снаряд должен был бы после преодоления 370-мм плиты лететь почти параллельно земле. В этом случае угол попадания в скос должен составлять 45º. Но снаряд пошел вниз отсека, поэтому, очевидно, отклонение от нормали оказалось меньше. Хотя и неясно – насколько. В целом же, мы видим, что защита совершенно точно не показала расчетный «К» = 2005. Могло ли это быть следствием того, что плита получила какие-то повреждения от предыдущего фугасного снаряда? В принципе, такое возможно. 305-мм снаряд угодил в место, отстоящее примерно на 114 см от предыдущего попадания, что не так уж и далеко. Но всё же предыдущее попадание было фугасным, 356-мм снаряд брони не пробил и за пределами отколотого цементированного слоя видимых повреждений не нанес. Поэтому вопрос остается дискуссионным. Следующее попадание – 305-мм снаряд на скорости 513,9 м/сек. Снаряд пробил 370-мм броню, отразился от 50-мм скоса, пробил 12-мм переборку и упал примерно в 43 метрах за отсеком. Место попадания – 327 см от нижней кромки плиты и 50 см – от левой. С точки зрения стойкости брони – результаты крайне разочаровывающие. В данном случае действительно наблюдался пробой брони, близкий к предельному, но коэффициент «К» в этом случае составлял менее 1825. И списать это на повреждение брони от предыдущих выстрелов едва ли возможно – ближайшее попадание (все тот же фугасный 356-мм снаряд) располагалось на расстоянии 195 см. Едва ли на таком расстоянии повреждения брони от разрыва четырнадцатидюймового фугаса могли быть значительными, если они, вообще, были. Последние два 305-мм снаряда имели скорость при ударе о броню 485,2 м/сек. Первый из них поразил плиту в 273 см от нижней и 103 см от правой кромки плиты, но брони не пробил. Второй же попал в место, отстоящее от низа плиты на 231 см и от левого края – на 39 см, а эффект от его попадания был весьма интересным. Снаряд выбил пробку 370-мм брони, но сам не только не прошел внутрь, а вообще отскочил назад и был найден примерно в 65 метрах перед испытываемым отсеком. Как ни странно – в целом виде. Таким образом, 305-мм бронебойные снаряды на скорости 485,2 м/сек не смогли преодолеть 370-мм бронеплиту ни в целом виде, ни даже в виде осколков. Соответственно, можно говорить о том, что в данном случае коэффициент «К» оказался несколько выше 1716. Вывод очевиден – стойкость бронеплиты в 370 мм оказалась примерно на 10% ниже ожидаемой. Причины этого, по всей видимости, следует искать в неумении отечественного производителя создавать в те годы броню подобной толщины – без потери ее качества. Перейдем теперь к германской броне. Продолжение следует…