Главный калибр Российского императорского флота. Часть 7. Испытания 120-мм и 6-дм морских снарядов 1901–1903 гг. по броне Круппа
В этой статье рассмотрим результаты испытаний 120-мм и 152-мм снарядов с бронепробивающими наконечниками.
Содержание:
О таблицах данных
Перед тем, как переходить к собственно таблицам, считаю необходимым дать некоторые пояснения. Дабы уменьшить их размер, но сохранить при этом максимум информативности, я не стал записывать в графе «№ плиты» полное ее именование, а ограничился ссылкой на порядковый номер из таблицы, опубликованной в предыдущей статье. Чтобы уважаемому читателю не пришлось искать ее в материалах, привожу ее повторно.
В имеющемся массиве данных представлены испытания снарядов Обуховского, Пермского и Путиловского заводов, оснащенных бронепробивающими наконечниками. Поскольку качество данных снарядов могло различаться, я группировал результаты испытаний по заводу-изготовителю снарядов.
Толщину плиты в таблицах испытаний я буду указывать только фактическую, приведенную для каждой плиты можно увидеть выше.
Графа «Скорость на броне фактическая» содержит скорость снаряда в момент удара о броню, каковую он имел на испытаниях.
Графа «Скорость расчетная для снаряда без наконечника» содержит в себе информацию, на какой минимальной скорости снаряд данного веса должен был пробивать эту конкретную плиту. При этом, если коэффициент плиты выше стандартного, то и скорость будет выше, нежели та, которой было бы достаточно для пробоя плиты данной толщины и стандартной стойкости. Позволю себе напомнить, что эта скорость считалась при проведении испытаний, а не лично мной.
Графа «Снижение скорости относительно расчетной» показывает, на сколько процентов ниже фактическая скорость снаряда при ударе о плиту, нежели расчетная для снаряда без наконечника. Следовательно, если снаряд с наконечником по факту испытаний пробивает броню на пределе, или очень близко к этому, то данное снижение скорости и есть показатель эффективности и результат работы бронепробивающего наконечника.
Уважаемый читатель может задать вопрос – а зачем вообще нужен этот показатель «снижения скорости относительно расчетной»? Есть ведь скорость снаряда на броне, зачем же мудрить?
Дело в том, что способность снаряда пробить защиту зависит от многих параметров, в том числе от массы снаряда, толщины и стойкости брони. Но скорость снаряда на броне ничего этого не учитывает. Снаряды немного различаются в весе, более легкому снаряду нужна чуть большая скорость, чтобы пробить броню той же толщины, чем более тяжелому. Если же взять снаряд одного веса, то ему для пробоя, скажем, 229 мм брони стандартной прочности, потребуется одна начальная скорость, но если стойкость брони будет выше – то уже другая, более высокая.
Показатель «Скорость на броне» все это игнорирует. Показатель «Снижение скорости относительно расчетной», наоборот, учитывает и влияние разновеса снарядов, разную толщину и стойкость бронеплит, а заодно и угол отклонения от нормали в случаях, когда таковой присутствовал.
В графе «Коэффициент «К» для фактических параметров» рассчитано значение коэффициента «К» по формуле де Марра для фактических толщин брони/скоростей и масс снарядов. Значение это говорит нам следующее: «Если бы снаряд при таких исходных данных пробил бы броню на пределе, это означало бы, что коэффициент «К» данной брони равен указанному значению».
Смысл остальных граф, как мне думается, очевиден и в пояснениях не нуждается.
Результаты испытаний 120-мм снарядов
Итак, как видно из таблицы, обстрелу 120-мм снарядами подвергались 3 бронеплиты, из которых 2 толщиной 127 мм, а одна – 171,45 мм. И сразу бросается в глаза огромная разница в результатах обстрела 127-мм плит и 171,45-мм плиты. Остается лишь констатировать, насколько неточной может быть попытка определения бронестойкости брони того или иного типа, если делать его на ограниченном статистическом материале.
Предположим, что в нашем распоряжении были бы данные стрельб исключительно по плите № 1. В этом случае вывод был бы совершенно очевиден – выстрелы № 4–5, в результате которых оказались пробиты и плита, и сруб, а снаряд, оставшись целым, улетел на 92 м, весьма близки к предельному бронепробитию.
Иными словами, стойкость брони против снаряда с бронепробивающим наконечником можно оценить как «К» чуть ниже 1 854–1 881 и признать, что наконечник обеспечил снижение скорости, необходимой для пробития бронеплиты чуть более чем на 26,5–27,6 %. Нам остается только сделать вывод, что «макаровский» наконечник как минимум вдвое превосходил по эффективности американские: 120-мм пушек у американцев не было, но применение бронепробивающих наконечников на пятидюймовых снарядах по пятидюймовой же броне обеспечивало по их нормам снижение скорости на 12,42 %.
Если рассмотреть единственный выстрел (№ 10), произведенный по 127-мм бронеплите № 3, то он, пусть и с некоторыми оговорками, примерно соответствует результатам выстрелов № 1–2. Отклонение, конечно, есть, но оно в пределах разумного.
Но вот если посмотреть на результаты стрельбы по более толстой бронеплите № 2, то картина складывается совершенно иная.
Ведь если 127-мм плиты пробивались даже при снижении скорости до 26–27 % от расчетной, то 171,45-мм плита при снижении скорости всего только на 12,4–12,7 % должна была быть легко пробита, а снаряд следовало бы искать далее, чем в километре за ней. Между тем, как следует из выстрелов № 8–9, ничего такого и близко не было: лишь в одном случае снаряду удалось преодолеть плиту и сруб, но в обоих вариантах чистого пробития не было – снаряды разбились.
Вот и получается, что, оценивая стойкость бронеплиты по отношению к снаряду с бронепробивающим колпачком и результативность «макаровского» наконечника, мы получаем:
• для 127-мм бронеплиты – «К» менее 1 854–1 894 и сокращение скорости, необходимой для пробоя плиты на 26–27,6 %;
• для 171,45-мм бронеплиты – «К» более чем 2 152– 2 160 и сокращение скорости, необходимой для пробоя плиты менее чем на 12,4 %.
И вот последнее уже близко к американским нормативам: согласно им, соответствующее снижение скорости для пятидюймового снаряда и шестидюймовой брони составляло 11,59 %, к сожалению, оценка результативности по семидюймовой броне не приводится. Она, очевидно, будет ниже, так как американцы также наблюдали динамику снижения эффективности бронепробивающего наконечника при росте толщин брони.
Также обращает на себя внимание близость параметров, при которых плита пробивается снарядом, который разрушается при ее преодолении, и снарядами, которые, хоть и преодолевают броню на пределе, но остаются при этом целыми. Для 127-мм плиты при «К» = 1 854–1 881 снаряды преодолевают броню на пределе целыми, а уже при «К» = 1 894 снаряд разбился. Это логично, так как во втором случае условия для снаряда чуть хуже, чем в первом.
Но для брони толщиной 171,45 мм снаряд при «К» = 2 152 брони не пробивает и ломается, в то время как в чуть худших условиях («К» = 2 160) хоть и разбился сам, все же дырявит и плиту, и сруб.
Объяснение таким, хоть вроде бы и нелогичным, но небольшим отклонениям найти легко: тут чуть лучше снаряд, там чуть менее стойкий участок бронеплиты попался, тут прецессии и нутации свою небольшую роль сыграли и т. д.
Но давайте посмотрим на испытания шестидюймовых боеприпасов.
Результаты испытаний 152-мм снарядов
Возьмем для начала результаты обстрела плиты № 5 (Обуховская № 83 башенная) обуховскими же шестидюймовыми снарядами. На первый взгляд вроде бы вполне очевидно, что максимально близкий результат к предельному бронепробитию показал выстрел № 23 – снаряд пробил плиту и остался цел, но, ударив напротив шпангоута, застрял в срубе. При этом «К» = 1 859, скорость ниже расчетной на 17,7 %. Собственно, именно эти результаты и следовало бы принять за образец.
Но только давайте посмотрим на результаты прочих снарядов.
Смотрим попадание № 24 – при том же снижении скорости относительно расчетной (17,7 %) снаряд смог пробить плиту, но опять же разбился. Что ж, будем считать, что понижение скорости на 17,7 % от расчетной как раз и есть граница, на которой вероятностный характер бронепробития приводит к тому, что в одном случае снаряд пробьет броню целым, а в другом – сломавшимся.
Значит, при меньшем снижении скорости снаряд будет уверенно пробивать броню, проходя за нее в целом виде, не так ли?
Вроде бы выстрел № 19 эту теорию блестяще подтверждает. Скорость снижена не на 17,7 %, а на 17,2 % от расчетной, коэффициент «К» = 1 872, снаряд пробивает и плиту, и сруб, и его, хотя и деформированный, находят в 275 м от плиты! То есть плита пробита с большим запасом…
Но затем – попадание № 22. Скорость снижена не на 17,7 % и даже не на 17,2 %, а только на 17 % от расчетной. Следовало бы ожидать, что снаряд пробьет броню, сруб и улетит в прекрасное далеко так, что мы его вообще на полигоне не найдем. Ан нет, снаряд, пробив плиту, разбился, причем сруб так и остался непробитым.
Ну, может, снаряд такой попался – с неким внутренним дефектом, потому и ломает статистику?
Что ж, смотрим выстрелы № 16–17. Скорость снижена уже даже и не на 17 %, а всего только на 16,6–16,8 % от расчетной, и вроде как следует ожидать, что прошьют эти снаряды и плиту, и сруб, и улетят в дальние страны. Только вот, вопреки нашим ожиданиям, в обоих случаях снаряды разбились.
Что ж, может, тогда надо предположить, что снаряды выстрелов № 16–17 и 22 были стандартного качества, а выстрел № 23, который я сначала определил в качестве эталонного – аномально хорош?
Для проверки этой гипотезы смотрим теперь выстрел № 33.
Скорость снижена аж на 18,3 % от расчетной. Ну, тут снаряд, очевидно, должен от плиты если и не отскочить, как горох от стенки, то уж не пробить ее точно. Но результат совершенно иной: снаряд остался цел, и плита со срубом пробиты. То есть, если считать, что выстрел № 23 аномально хорош, то этот – супераномально хорош, так что ли?
Иными словами, вроде бы статистики и много, но только вместо тренда – сплошной хаос. И это при том, что во всех приведенных случаях обеспечена максимальная сходимость данных: все указанные выстрелы производились в одну и ту же бронеплиту (Обуховская № 83 башенная, 229 мм), снарядами одного и того же Обуховского завода, под одним и тем же углом.
А если взять те же снаряды, но другую плиту?
Сравним выстрелы № 33 и № 34.
Ранее рассмотренный нами «супераномально хороший» снаряд выстрела № 33 при снижении скорости на 18,3 % пробивает плиту, сруб и падает тотчас за срубом. Соответственно, при выстреле № 34 снаряд, выпущенный уже не в плиту № 5, а в плиту № 7, которая, кстати говоря, как и плита № 5, произведена Обуховским заводом, при снижении скорости от расчетной на 19,3 % вроде бы никак не может плиту пробить, а если и каким-то чудом пробьет, то сам при этом развалится. Между тем он мало того, что пробил и плиту, и сруб, так еще и улетел на 640 м, оставшись при этом целым!
Иными словами, результаты этого выстрела полностью противоречат всему, что мы наблюдали до этого, а всего-то и дел, что плита другая. Хотя и того же производителя.
Тем не менее все же можно сделать вывод о «К» в районе 1 860 и эффективности «макаровского» наконечника что-то около 17 % снижения скорости от расчетной. С допущениями и как нечто среднее. И это отличный результат, но…
Возьмем другую плиту Обуховского завода, той же толщины, что и предыдущая – 229 мм. И снаряды того же 152-мм калибра, но выпущенные другим заводом – Пермским. И увидим, что снаряды Пермского завода (выстрелы № 38–40) при тех же практически параметрах («К» = 1 861–1 884) и снижении скорости относительно расчетной на 16,6–17,6 % вообще ничего и никак не пробивают – во всех трех случаях плита цела, снаряды разбиты. Что совершенно противоречит достижениям снарядов Обуховского производства.
Остается только констатировать, что снаряды Пермского завода много хуже обуховских, и этим объясняется столь провальный результат.
Снаряды Путиловского завода при снижении скорости относительно расчетной на 18,7–18,8 % не пробивают 229-мм бронеплиты и сами разбиваются (выстрелы № 38–39). Это не противоречит ранее рассмотренным результатам. Однако при скорости, сниженной на 15,1 %, снаряд Путиловского завода пробивает плиту и сруб, но при этом разбивается.
И если бы в нашем распоряжении были только испытания этих снарядов, то мы сделали бы вывод, что сколько-то уверенно бронебойный наконечник позволит пробивать броню лишь при снижении скорости процентов так на 14, уж точно не ниже, а может, потребуется и большая скорость снаряда на броне. Но, имея на руках испытания пермских и обуховских снарядов, мы можем предположить, что путиловские снаряды также уступали по качеству обуховским.
Обращает на себя внимание и полная мешанина в вопросе прохода снаряда за броню в целом виде.
Если смотреть на выстрелы № 13–30, то вроде бы складывается такая динамика: при снижении скорости на 17–18 % относительно расчетной в основном снаряды, хоть и пробивают броню, но сами при этом разбиваются, хотя в единичных случаях (№ 23) все же проходят за броню в целом виде. Очевидно, что чем выше скорость, тем больше шансов у снаряда пройти за броню целиком, и видно, что при снижении скорости от расчетной на 8–10 % снаряды хорошо пробивают броню, оставаясь целыми (выстрелы № 11–12). Соответственно, можно было бы предположить, что при снижении скорости на 13–15 % от расчетной, снаряды будут уверенно проходить за броню в целом виде.
Однако если мы посмотрим на выстрелы № 31–36 то увидим, что снаряды вдруг странным образом остаются целыми даже при снижении скорости до 18–19 % от расчетной, а в одном случае – даже и при 21,2 %, хотя и не всегда при этом способны пробить броню.
При снижении скорости относительно расчетной на 17–18 % и обуховские снаряды обычно пробивали броню, даже разрушаясь при этом, а путиловские, не пробивая, оставались целыми. Но пермские снаряды и броню не могли пробить, и сами разрушались.
И все же – тенденция есть
Исключим статистику пермских снарядов, предположительно, плохого качества, а также стрельбы по 127-мм плите, давшие чрезмерно хороший результат. В этом случае испытания 152-мм снарядов дают такую динамику:
1. В промежутке «К» = 1 701–1 883 (182 единицы) броня пробивается, но снаряд при этом раскалывается, прохода за броню в целом виде нет. Фиксируются случаи непробоя брони («К» = 1 831 и 1 836).
2. В промежутке «К» = 1 884–1 962 (78 единиц) снаряды пробивают броню иногда в целом виде, иногда разрушаясь при этом. Зафиксирован случай непробоя брони при «К» = 1 947.
3. В промежутке «К» = 1 963–2 084 (121 единица) снаряды уверенно пробивают броню в целом виде. Однако даже и здесь зафиксирован случай непробоя брони при «К» = 2 028.
Иными словами, броня оказывалась пробита в гигантском диапазоне «К» от 1 701 до 2 084 (383 единицы) и, хотя можно четко выделить зоны, где снаряд ломается / может сломаться или не сломаться / не ломается, в каждой из этих зон, при удаче защищающегося, снаряд может и вовсе не пробить брони.
Если вспомнить, что изменения коэффициента «К» пропорциональны скорости снаряда на броне, требуемой для ее пробития, и приняв за 100 % минимальную, зафиксированную на испытаниях скорость, при которой снаряд едва осилил броню и разбился при этом, получаем:
1. При росте скорости от 0 % до 10,7 % от минимальной снаряд пробивает броню, но при этом разбивается.
2. При росте скорости выше 10,7 % до 15,29 % от минимальной снаряд пробивает броню, иногда разбившись, иногда – в целом виде.
3. При росте скорости от 15,29 % до 22,4 % от минимальной снаряд пробивает броню, оставаясь в целом виде.
Выводы
Преодоление брони снарядом представляет собой сложнейший физический процесс, который, очевидно, зависит от множества переменных. Качество материала и закалки бронеплит не может быть абсолютно одинаковым (по всей видимости, даже в пределах одной плиты), и то же верно для снарядов – один чуть лучше, второй чуть хуже, хотя и делались по одной технологии.
Бесспорно, есть также определенные девиации как в массе снаряда, так и в пороховых зарядах, которые отправляют эти снаряды в полет. И это, конечно, влияет на скорость снаряда, с которой он ударяет в броню. Ось снаряда, покинувшего ствол орудия, хоть и немного, но меняет свое направление относительно вектора движения в пространстве (прецессия), отчего положение снарядов, хотя бы и выпущенных под углом 90 градусов к плите, в момент удара о броню может различаться.
Без сомнения, если бы в некоей идеальной модели можно было бы устранить все эти девиации и производить стрельбу абсолютно равноценными во всех отношениях снарядами с абсолютно идентичной скоростью по идеально равноценным бронеплитам, то формула де Марра дала бы совершенно точное значение скорости, при которой снаряд пробивает броню заданной толщины на пределе.
Ниже этой скорости снаряд мог пробить броню, разрушаясь при этом, а при увеличении скорости – всегда пробивал бы броню, проходя за нее в целом виде. Но даже и в этом случае стрельба теми же идеальными снарядами в более толстую или тонкую бронеплиту, пусть даже из материала идентичной стойкости, уже внесет определенные коррективы.
Но в реальности подобные идеалы, конечно, недостижимы.
И результаты испытаний 120-мм и 6-дм снарядов со всей очевидностью свидетельствуют, что:
1. Четкой границы скорости (или коэффициента «К», если угодно), отсекающей пробитие от непробития, прохождения за броню в целом виде от прохождения за броню при разрушении снаряда, в реальных условиях не существует.
2. Имеются «нижняя зона», в пределах которой снаряд пробивает броню, расколовшись, «верхняя зона», в которой он пробивает броню, оставаясь целым, и «серая зона» между этими двумя зонами, где проход за броню в целом виде или же с разрушением снаряда равновероятны. Однако в любой из этих зон периодически происходит непробитие брони.
3. Размеры указанных зон чрезвычайно велики: если брать за основу скорость снаряда в середине «серой» зоны, то границы «нижней» и «верхней» зон находятся дальше, чем ±10 % изменения этой скорости.
4. Для того, чтобы более-менее точно определить границы областей пробития, необходим статистический материал в десятки выстрелов, выполненных в сходных условиях – однотипная броня и снаряды, сходный угол отклонения от нормали.
5. На результат расчетов по де Марру для снарядов, снабженных бронепробивающими колпачками, существенно влияют калибр снаряда и толщина брони. Коэффициент «К», рассчитанный для 120-мм снарядов и 127-мм брони не может быть экстраполирован ни на те же снаряды при «работе» по 171,4-мм броне, ни тем более на 6-дм снаряды с испытаниями по 171,45–254-мм броне.
Конечно, следует иметь в виду, что применение снарядов с бронепробивающими колпачками обр. 1911 года или боле поздними, а также снарядами вовсе без колпачков могли дать иную статистику. Но следует предполагать, что принцип формирования «верхней», «нижней» и «средней» зон остался бы тем же самым.
Что же до эффективности «макаровских» наконечников, выводы я буду делать после того, как продемонстрирую уважаемому читателю результаты испытаний 8-дм, 10-дм и 12-дм снарядов.
