"Стандартные" линкоры США, Германии и Англии. Считаем бронепробиваемость
В этой статье мы попытаемся разобраться с бронепробиваемостью орудий линкоров типов «Байерн», "Ривендж", "Пенсильвания", а также сравнительным качеством германской, американской и английской брони. Сделать это крайне непросто, потому что данные об американских 356-мм, германских 380-мм и британских 381-мм пушках весьма отрывочны и неполны, а иногда и противоречат друг другу, но мы все-таки попробуем.
В чем, собственно говоря, проблема? Давайте посмотрим, как большинство любителей военно-морской (и не только) истории сравнивают бронепробиваемость тех или иных орудий. К примеру: в одном издании, посвященном, к примеру, английским дредноутам, содержится информация, что британский 381-мм снаряд эпохи Первой мировой войны пробивал 381-мм бронеплиту на дистанции около 70 кабельтов. В другом издании, посвященным уже немецким «капитальным» кораблям – что аналогичный ему германский 380-мм снаряд «осиливал» 350 мм броню только с 67,5 кабельтов. Из этого вроде бы следует, что английская пушка мощнее – именно такой вывод и делается.
Однако на самом деле, сравнивая подобные данные таким образом, очень легко попасть впросак.
Получены ли указанные выше данные полученными в результате фактических стрельб, или же они рассчитаны по методикам бронепробития? Если это – результаты фактических стрельб, то были ли их условия идентичными для обеих орудий? Если же бронепробиваемость получена расчетным путем, то использовались ли одинаковые методики? Являются ли полученные данные результатом работы специалистов соответствующих министерств и ведомств, или же это результат вычислений историков, взявшихся за калькулятор? Понятное дело, что во втором случае точность будет значительно ниже… За примерами далеко ходить не надо: возьмем известнейшую монографию С. Виноградова, «Супердредноуты второго рейха «Байерн» и «Баден»». В приложении №2 уважаемый историк совместно с В.Л. Кофманом производят большой объем расчетов, с тем, чтобы сравнить возможности линкоров «Ривендж» и «Байерн». Но увы, достаточно посмотреть в таблицу параметров 15-дюймовых орудий (стр. 124) и мы увидим, что согласно расчетам уважаемых авторов, английская 381-мм пушка при угле возвышения 20,25 град имеет дальность всего лишь 105 кабельтов, то есть около 19,5 тыс. м. В то время как иностранные источники для той же начальной скорости (732 м/сек) и чуть меньшем угле возвышения (20 град.) дают значительно большие расстояния — 21,3-21,7 тыс. м. Конечно же, подобные отклонения от реальных значений самым негативным образом влияют на результаты расчетов.
Но даже если в источниках представлены результаты расчетов специалистов, в точности которых сомневаться не приходится, то возникает другой, осложняющий сравнение фактор: дело тут в качестве брони. Понятно, что те же англичане, проводя расчеты бронепробиваемости при проектировании того или иного дредноута, пользовались соответствующими показателями английской брони, немцы – соответственно германской, и т.д. А броня различных стран может различаться по стойкости, но и это еще полбеды: ведь и в отдельно взятой стране та же крупповская броня постоянно совершенствовалась. Таким образом, получается, что расчеты артсистем, выполненные, к примеру, в Англии, причем вроде бы по одной и той же броне Круппа, но сделанные в разное время, могут оказаться несопоставимыми. А если добавить к этому практически полное отсутствие серьезных работ по эволюции броневого дела в различных странах мира…
В общем, более-менее достоверное сравнение бронепробиваемости – задача далеко не столь простая, как может показаться на первый взгляд. И, по-хорошему, непрофессионалу (каковым, вне всякого сомнения, является и автор этой статьи) за это дело лучше не браться. Но, увы — к нашему глубокому сожалению, профи заняться этими вопросами как-то не торопятся, так что… как говорится, за отсутствием гербовой бумаги, пишем на простой.
Разумеется, провести натурные испытания упомянутых выше артсистем сегодня уже невозможно, так что наш удел – расчеты. А раз так, то необходимо сказать хотя бы пару слов о формулах бронепробития. Современные методики расчета если и публикуются, то только в закрытых изданиях, а в популярной литературе обычно приводится формула Якоба де Марра. Интересно, что профессор Военно-Морской академии Л.Г. Гончаров, в своем учебнике артиллерийскому делу выпуска 1932 г., именовал ее формулой Жакоб-де-Марра. Данная формула, наряду со многими другими, имела большое распространение в начале прошлого века, и, надо сказать, она довольно точна – возможно, она даже самая точная среди аналогичных формул тех лет.
Ее особенность заключается в том, что она не физическая, то есть она не является математическим описанием физических процессов. Формула де Марра эмпирическая, она отражает результаты экспериментальных обстрелов железной и сталежелезной брони. Несмотря на подобную «ненаучность», формула де Марра показала лучшее приближение к фактическим результатам стрельб и по крупповской броне, чем другие распространенные формулы, а потому именно ее мы будем использовать для расчетов.
Интересующиеся найдут эту формулу в приложении к настоящей статье, но нет никакой необходимости заставлять разбираться в ней каждого, читающего данный материал – для понимания выводов статьи это не нужно. Отметим только, что в расчете используются очень простые и знакомые всем интересующимся историей военных флотов понятия. Это – масса и калибр снаряда, толщина брони, угол, под которым снаряд поражает броню, а также скорость снаряда в момент попадания в броневой лист. Однако де Марр, конечно, никак не мог ограничиться только вышеуказанными параметрами. Ведь бронепробиваемость снаряда зависит не только от его калибра и массы, но и до известной степени от его формы и качества стали, из которого он изготовлен. А толщина бронеплиты, которую снаряд способен преодолеть, зависит, конечно же, не только от показателей снаряда, но и от качества брони. Потому де Марр ввел в формулу специальный коэффициент, который, собственно говоря, и призван учесть указанные качества брони и снаряда. Этот коэффициент повышается с ростом качества брони и понижается с ухудшением формы и качества снаряда.
Собственно говоря, основная сложность в сопоставлении артсистем различных стран как раз и «упирается» в этот самый коэффициент, который мы, в дальнейшем, будем именовать просто (К). Его-то нам и необходимо будет найти для каждого из указанных выше орудий – если мы, конечно, хотим получить сколько-то корректный результат.
Итак, возьмем сперва достаточно распространенные данные о бронепробитии германской 380-мм/45 пушки «Байерна», согласно которым орудие на дистанции 12 500 м (те самые 67,5 кабельтова) способно было пробить 350 мм брони. Используем баллистический калькулятор для нахождения параметров 750-кг снаряда, с начальной скоростью 800 м/сек в момент удара о броню: получается, что в строго вертикально расположенный бронелист такой снаряд попадет под углом 10,39 град., со скоростью 505,8 м/сек. Небольшая оговорка – здесь и далее, когда мы говорим про угол попадания снаряда, имеется ввиду так называемый «угол от нормали». «Нормаль» — это когда снаряд попадает в бонеплиту строго перпендикулярно ее поверхности, то есть под углом 90 град. Соответственно, попадание снаряда под углом 10 град. от нормали, означает, что он попал в плиту под углом 80 град. к ее поверхности, отклонившись от «эталонных» 90 град. на 10 град.
Но вернемся к бронепробиваемости германского орудия. Коэффициент (К) в этом случае будет примерно (округляя до целого) равен 2 083 – такое его значение следует считать вполне нормальным для брони эпохи Первой мировой войны. Но тут возникает одна проблема: дело в том, что источником данных о бронепробитии является книга "German Capital Ships of World War Two", где 380-мм/45 пушка «Байерна» сравнивалась с главным калибром линкора «Бисмарк». И не могло ли получиться так, что в расчет брались показатели крупповской брони, созданной в промежутке между двумя мировыми войнами, которая была значительно прочнее, чем та, что устанавливалась на «Байене», «Ривендже» и «Пенсильвании»? Тем более, что электронная энциклопедия navweaps сообщает, что есть данные о том, что на дистанции в 20 000 м германские 380-мм снаряды способны были пробить 336 мм бронеплиту, причем речь идет именно о броне эпохи Первой мировой войны.
Что ж, считаем: на 20 км угол падения составит 23,9 град., скорость снаряда на броне – 410,9 м/сек., а коэффициент (К) – каких-то несчастных 1 618, что совершенно не вписывается в значения бронестойкости эпохи ПМВ. Подобный результат вообще приближает крупповскую броню германской выделки по бронестойкости к гомогенной… Очевидно, что данные navweaps содержат какую-то ошибку.
Попробуем тогда воспользоваться другим источником информации. До сего момента мы использовали расчетные данные, а сейчас попытаемся сопоставить их с результатами фактических испытаний германской 380-мм/45 пушки: таковые приведены С. Виноградовым в уже упоминавшийся выше монографии, посвященной германским линкорам.
В ней описаны последствия 3 выстрелов бронебойными снарядами, по бронеплитам толщиной 200, 290 и 450 мм, причем последняя для нас наиболее интересна: снаряд весом 734 кг попал в бронеплиту под углом 0 (то есть под 90 град. к поверхности) и при скорости 551 м/сек пробил 450 мм плиту насквозь. Подобный результат соответствует коэффициенту (К) 1 913, но, фактически, он будет несколько ниже, потому что немцы нашли свой снаряд аж в 2 530 м за пробитой им преградой, причем – в целом виде. Увы, не имея никаких данных о том, сколько из этого расстояния снаряд пролетел по воздуху, сколько – «проехался» по земле, совершенно невозможно определить сохраненную им энергию после бронепробития.
Возьмем теперь английскую 381-мм/42 артсистему. Увы, данные о ее бронепробитии довольно туманны: так, у В.Л. Кофмана есть упоминание о том, что эти британские орудия пробивали броню, толщиной в собственный калибр на дистанции около 70 кабельтов. Но каким снарядом и с какой начальной скоростью? С учетом того, что упоминание содержится в монографии, посвященной линейному крейсеру «Худ», и относится к периоду создания этого корабля, можно предположить, что речь идет о 871 кг снаряде. Однако же тут возникает другой вопрос: официально начальная скорость такого снаряда составляла 752 м/сек, но некоторые расчеты англичанами выполнялись на более низкую скорость 732 м/сек., так какое же значение нам взять? Впрочем, какую бы из указанных скоростей мы не брали, коэффициент (К) будет колебаться в пределах 1 983 – 2 048, и это выше, чем исчисленные нами для значения (К) для германского орудия. Можно предположить, что это говорит о превосходстве качества английской брони в сравнении с германской… или же дело в том, что геометрическая форма германского снаряда лучше подходила для пробивания брони? А может, все дело в том, что данные В.Л. Кофмана представляют собой расчетные величины, а на практике британские снаряды достигли бы лучшего результата?
Что ж, в нашем распоряжении есть данные о результатах обстрела линкора «Баден»
Так, один из английских снарядов, попав под углом 18 град. при скорости 472 м/сек., «одолел» 350 мм лобовую броню германской башни главного калибра. Данные эти тем более ценны, что в данном случае обстрелу подвергалась не английская, а германская броня, то есть испытания 381-мм/42 и 380-мм/45 орудий находятся, тем самым, в единой системе координат.
Увы, и они нам не слишком-то помогают. Если предположить, что английский снаряд пробил германскую башню, что называется, «из последних сил», и будь там броня 351 мм – он бы уже не справился, то в этом случае его (К) будет равен 2 021. Интересно, кстати, что у С. Виноградова указывается, что британский снаряд, пробивший 350 мм лобовую броню германской башни, впоследствии не был найден, но на самом деле в отчете указано другое – он взорвался, и есть описание того, куда разлетелись осколки в башне.
Безусловно, у нас нет абсолютных оснований для предположения, что данное пробитие было предельным для 381-мм снаряда, или хотя бы близким к таковому. Но все же по некоторым косвенным признакам можно предположить, что именно так и было. На это «намекает» другое попадание: британский 871 кг снаряд, попавший в 350 мм барбет под углом 11 град., хотя и смог проделать отверстие в броне диаметром в 40 см, но сам внутрь барбета не прошел, разорвавшись в процессе преодоления брони. При этом попадание произошло практически в самый центр барбета, то есть кривизна броневой плиты если и имела какое-то влияние, то самое минимальное.
Из всего вышесказанного можно попытаться сделать некоторые выводы, но, в связи с шаткостью доказательной базы, они, разумеется, будут носить весьма предположительных характер.
Вывод 1-ый: германская броня времен Первой мировой войны примерно соответствовала по стойкости английской. Этот вывод справедлив, если верно утверждение В.Л. Кофмана о том, что английская 381-мм/42 пушка способна была пробивать броню, равную своему калибру на 70 кбт, и если мы не ошиблись в предположении, что пробитие 350 мм лобовой плиты германской башни при угле 18 град и скорости 472 м/сек. является пределом или очень близко к пределу бронепробиваемости британского 381-мм снаряда.
Вывод 2-ой. По всей видимости, форма и качество германского 380-мм снаряда обеспечивали ему лучшее бронепробитие, чем были у английского. На основании изложенных выше данных, мы можем предположить, что коэффициент (К) у британского 381-мм снаряда при стрельбе по германской броне составлял около 2 000, в то время как у немецкого 380-мм снаряда – около 1 900. Если верен наш первый вывод о том, что бронестойкость английской и германской брони примерно эквивалентны, то очевидно, что единственной причиной меньшего коэффициента (К) может быть только сам снаряд.
Почему германский снаряд мог быть лучше? Его калибр чуть меньше, на один миллиметр, но, разумеется, вряд ли это могло оказать сколько-то существенное влияние. Расчет показывает, что при той же массе (750 кг) изменение калибра на 1 миллиметр приведет к росту бронепробиваемости на 1,03 миллиметра. Еще германский снаряд короче – его длина составляла 3,5 калибра, в то время как длина британского «Гринбоя» — 4 калибра. Возможно, были и другие отличия. Разумеется, немалую роль играет здесь и качество стали, из которой изготовлен снаряд.
Рассчитаем теперь бронепробиваемость германского и британского орудий для дистанции в 75 кабельтов – общепризнанного расстояния для решительного боя, на котором можно было ожидать достаточного количества попаданий для уничтожения вражеского линейного корабля.
На указанной дистанции 871 кг снаряд британской 381-мм/42 пушки, выпущенный с начальной скоростью 752 м/сек., попадал в вертикально расположенную бронеплиту под углом 13,05 град, а его скорость «на плите» составляла 479,6 м/сек. При (К) равном 2 000, согласно формуле Якоба де Марра бронепробиваемость британского снаряда составляла 376,2 мм.
Что же до германского снаряда, то все немного сложнее. Если наш вывод о том, что он по бронепробиваемости превосходил английский, правилен, то возможности германской 380-мм/45 орудия на 75 кабельтовых вплотную приближались к английской пятнадцатидюймовке. На этой дистанции германский 750 кг снаряд поражал цель под углом 12,42 град на скорости 482,2 м/сек., и при (К) равном 1 900 бронепробиваемость составляла 368,9 мм. А вот если автор настоящей статьи все-таки ошибается, и для германского орудия стоит использовать тот же коэффициент, что и для английской пушки, то возможности 380-мм снаряда падают до 342,9 мм.
Тем не менее, по мнению автора, бронепробиваемость германского снаряда ближе всего к 368,9 мм (все-таки практические стрельбы дали коэффициент 1 913 при том что снаряд улетел потом на 2,5 км), а вот бронепробиваемость английского снаряда может оказаться незначительно ниже рассчитанной. В целом же можно считать, что на дистанции 75 кабельтов британская и германская артсистемы вполне сопоставимы по бронепробиваемости.
А вот с американским 356-мм/45 орудием все получилось намного интереснее. Каноничными в русскоязычной литературе следует считать ранее приводившиеся уже данные для снарядов массой 680 кг.
Собственно говоря, указанные в ней значения, вроде бы, ведут к совершенно очевидным умозаключениям: если уж даже 680-кг снаряды, появившиеся в США после 1923 г., по бронепробиваемости уступают своим 380-381-мм европейским «коллегам», то что уж говорить о более ранних 635 кг снарядах, которыми комплектовались 356-мм артиллерия американских дредноутов! Они легче, а значит быстрее теряют скорость в полете, при этом их начальная скорость не превосходила более тяжелые снаряды, да и по форме и качеству боеприпасы 1923 г. должны иметь преимущество. Ясно, как день, что американские «Пенсильвании» на момент вступления в строй уступали по части бронепробиваемости английским и германским дредноутам. Ну ведь очевидно же, правда?
Именно такой вывод автор и сделал, рассматривая возможности американских четырнадцатидюймовок в статье ««Стандартные» линкоры США, Германии и Англии. Американская «Пенсильвания»». А затем взял в руки калькулятор...
Дело в том, что расчет по формуле де Марра показал – американские 356-мм/45 орудия имели указанную в таблице бронепробиваемость при коэффициенте (К), равном 2 317! Иными словами, указанные в таблице результаты американские 680 кг снаряды демонстрировали при воздействии на броню, созданную отнюдь не в эпоху Первой мировой, а на значительно более поздние и прочные ее образцы.
Сложно сказать, насколько возросла прочность броневой защиты в промежутке между первой и второй мировыми войнами. В русскоязычных источниках по этому поводу есть только краткие и, зачастую, противоречащие друг другу упоминания, на основании которых можно предположить, что прочность брони Круппа выросла примерно на 20-25%. Таким образом, для крупнокалиберных снарядов эпохи Первой мировой рост коэффициента (К) составит с 1 900 – 2 000 до 2 280 – 2 500, но тут необходимо помнить, что с ростом качества бронезащиты, конечно, росло и качество снарядов, и потому для тяжелых боеприпасов Второй мировой (К) может быть и меньше. Поэтому (К) в размере 2 317 для послевоенных снарядов, естественно, усовершенствованных с учетом полученного ранее опыта, выглядит вполне органично, но – для брони эпохи второй мировой войны, никак не первой.
А вот установив коэффициент (К) для американских 680-кг снарядов на уровне 2 000, то есть приведя качество бронезащиты к эпохе Первой мировой, мы для дистанции 75 кабельтов получим бронепробиваемость на уровне 393,5 мм, то есть выше, чем у британского и немецкого пятнадцатидюймовых орудий!
Пересчет в 635 кг снаряд дает весьма незначительную поправку – баллистический калькулятор показал, что на дистанции 75 кабельтов, имея угол падения 10,82 град. и скорость «на броне» 533,2 м при (К) равном 2 000, американский снаряд пробивает броню эпохи Первой мировой войны, толщиной 380 мм, то есть существенно больше собственного калибра!
С другой стороны, вполне возможно, что подобный расчет все же не вполне корректен. Дело в том, что по некоторым данным, коэффициент (К) для одной и той же брони уменьшается с ростом калибра снаряда. Так, например, в наших расчетах максимальное значение (К) для германской 380-мм/45 артсистемы, полученное расчетным путем и опубликованное в источниках, составляет 2 083. В то же время расчеты для германского же 305-мм/50 орудия, которые устанавливались на корабли кайзерлихмарине начиная с «Гельголандов», данные источников по бронепробиваемости дают (К) на уровне 2 145. Соответственно, не исключено, что взятый нами для расчета бронепробиваемости американских 356-мм/45 орудий (К) = 2 000 все же маловат.
Кроме того, к сожалению, в распоряжении автора не имеется никаких «зацепок» для того, чтобы сравнить бронестойкость американской крупповской брони с ее европейскими аналогами. Ничего не остается, как считать ее эквивалентной германской и английской бронезащите, хотя это, конечно, может быть и не так.
Обобщим все эти, достаточно сумбурные данные. Принимая во внимание погрешности используемых в расчетах «методик», можно с высокой долей вероятности предположить, что бронепробитие вертикальной бронезащиты у орудий главного калибра линкоров «Ривендж», «Байерн» и «Пенсильвания» на дистанции 75 кабельтов было примерно одинаковым, и составляло 365-380 мм ориентировочно.
Несмотря на кучу допущений, имеющиеся в нашем распоряжении данные все же позволяют сделать какие-то выводы относительно вертикальной бронезащиты. А вот с пробитием горизонтальных преград, каковыми являются броневые палубы, все намного сложнее. Дело в том, что Якоб де Марр, к сожалению, совершенно не озаботился созданием формулы для определения стойкости горизонтальной защиты. Его базовая формула, адаптированная к современным видам брони, пригодна только для расчетов цементированной брони, толщиной свыше 75 мм. Эта формула приведена в Приложении №1 к настоящей статье, по ней же сделаны все предыдущие вычисления в статье.
Но палубы кораблей тех лет защищались не цементированной (гетерогенной) а гомогенной броней, у которой отсутствовал поверхностный закаленный слой. Для такой брони (но — установленной вертикально!) используется иная формула, предназначенная для оценки нецементированных бронеплит толщиной менее 75 мм, она приведена в Приложении №2.
Хотелось бы отметить, что обе эти формулы взяты из более чем серьезного источника: «Курс морской тактики. Артиллерия и броня» 1932 г. автор – профессор Военно-Морской академии РККА Л.Г. Гончаров, один из ведущих специалистов довоенного СССР в области морской артиллерии.
И увы, но ни одна из них не подходит для оценки стойкости горизонтальной защиты. Если использовать формулу для цементированной брони, то на дистанции в 75 кабельтов мы получим мизерное бронепробитие: 46,6 мм для 381-мм/42 британского, 39,5 мм для 380-мм/45 германского, и 33,8 мм для 356-мм/45 американского орудий. Если же мы используем вторую формулу для нецементированной брони, то получим, что при попадании под углом, свойственным для дистанции в 75 кабельтов, все три артсистемы легко пробивают 74 мм бронелист, сохраняя после этого огромный запас кинетической энергии – так, например, английскому 381-мм снаряду для пробития брони такой толщины на дистанции 75 кабельтов достаточно будет иметь скорости 264,5 м/сек, в то время как его скорость будет составлять 482,2 м/сек. Если проигнорировать ограничение на толщину бронелиста, то получается, что британский 381-мм снаряд, согласно приведенной формуле, способен пробить палубную броню толщиной свыше 180 мм! Что, разумеется, совершенно невозможно.
Если мы попробуем обратиться к результатам испытаний линкора типа «Байерн», то увидим, что бронебойные 871 кг английские снаряды дважды попадали в горизонтальную броню башен, имевших толщину 100 мм под углом 11 град., что соответствует дистанции 67,5 кабельтов для снаряда с начальной скоростью 752 м/сек и 65 кабельтов – для снаряда с начальной скоростью 732 м/сек. Оба раза броня не была пробита. Но в одном случае, снаряд, рикошетировав, проделал в броне выемку глубиной 70 см, то есть плиту очень сильно выгнуло. А во втором, хотя снаряд, опять же, рикошетировал, броня оказалась не только вогнута на 10 см, но и разорвана.
Подобный характер повреждений заставляет предположить, что, хотя германская 100 мм броня и обеспечивала защиту на указанных дистанциях, но – уже если не на пределе возможного, то очень близко к таковому. Но расчет по формуле для цементированной брони дает бронепробитие всего 46,6 мм на большей дистанции, где угол падения будет выше, и, соответственно, снаряду было бы проще пробить палубную броню. То есть согласно формуле получается, что 100 мм палуба должна была шутя и с большим запасом по прочности отражать английские снаряды — однако практика этого не подтверждает. В то же время, согласно расчетам по формуле для нецементированной брони, получается, что крыши главного калибра «Бадена» должны были быть легко пробиты, причем – с большим запасом энергии снарядов — что, опять же, совершенно не подтверждается практикой.
Надо сказать, что подобные неточности расчетов имеют вполне логичное объяснение. Как мы уже говорили ранее, формулы де Марра не являются математическим описанием физических процессов, а представляют собой всего лишь фиксацию закономерностей, полученных при испытании брони. Но испытаниям подвергалась вертикальная бронезащита, никак не горизонтальная, и совершенно не удивительно, что закономерности в этом случае просто перестают работать: для горизонтально расположенной брони, в которую снаряды попадают под очень малым углом к их поверхности, эти закономерности, естественно, совершенно иные.
Автору настоящей статьи попадались «в интернетах» мнения о том, что формулы де Марра эффективно работают при углах отклонения от нормали не более 60 град., то есть от 30 град к поверхности плиты и более. Можно предполагать, что эта оценка весьма близка к истине.
Таким образом, с сожалением приходится констатировать, что имеющийся в распоряжении автора математический аппарат не позволяет выполнить сколько-то достоверных расчетов стойкости горизонтальной защиты линкоров «Ривендж», «Байерн» и «Пенсильвания». В силу вышесказанного, затруднительно будет и воспользоваться данными о бронепробиваемости горизонтальной брони, приводимыми в тех или иных источниках – как правило, они базируются все на тех же расчетах по формулам де Марра и неверны.
Продолжение следует…
Приложение 1
Приложение 2
В чем, собственно говоря, проблема? Давайте посмотрим, как большинство любителей военно-морской (и не только) истории сравнивают бронепробиваемость тех или иных орудий. К примеру: в одном издании, посвященном, к примеру, английским дредноутам, содержится информация, что британский 381-мм снаряд эпохи Первой мировой войны пробивал 381-мм бронеплиту на дистанции около 70 кабельтов. В другом издании, посвященным уже немецким «капитальным» кораблям – что аналогичный ему германский 380-мм снаряд «осиливал» 350 мм броню только с 67,5 кабельтов. Из этого вроде бы следует, что английская пушка мощнее – именно такой вывод и делается.
Однако на самом деле, сравнивая подобные данные таким образом, очень легко попасть впросак.
Получены ли указанные выше данные полученными в результате фактических стрельб, или же они рассчитаны по методикам бронепробития? Если это – результаты фактических стрельб, то были ли их условия идентичными для обеих орудий? Если же бронепробиваемость получена расчетным путем, то использовались ли одинаковые методики? Являются ли полученные данные результатом работы специалистов соответствующих министерств и ведомств, или же это результат вычислений историков, взявшихся за калькулятор? Понятное дело, что во втором случае точность будет значительно ниже… За примерами далеко ходить не надо: возьмем известнейшую монографию С. Виноградова, «Супердредноуты второго рейха «Байерн» и «Баден»». В приложении №2 уважаемый историк совместно с В.Л. Кофманом производят большой объем расчетов, с тем, чтобы сравнить возможности линкоров «Ривендж» и «Байерн». Но увы, достаточно посмотреть в таблицу параметров 15-дюймовых орудий (стр. 124) и мы увидим, что согласно расчетам уважаемых авторов, английская 381-мм пушка при угле возвышения 20,25 град имеет дальность всего лишь 105 кабельтов, то есть около 19,5 тыс. м. В то время как иностранные источники для той же начальной скорости (732 м/сек) и чуть меньшем угле возвышения (20 град.) дают значительно большие расстояния — 21,3-21,7 тыс. м. Конечно же, подобные отклонения от реальных значений самым негативным образом влияют на результаты расчетов.
Но даже если в источниках представлены результаты расчетов специалистов, в точности которых сомневаться не приходится, то возникает другой, осложняющий сравнение фактор: дело тут в качестве брони. Понятно, что те же англичане, проводя расчеты бронепробиваемости при проектировании того или иного дредноута, пользовались соответствующими показателями английской брони, немцы – соответственно германской, и т.д. А броня различных стран может различаться по стойкости, но и это еще полбеды: ведь и в отдельно взятой стране та же крупповская броня постоянно совершенствовалась. Таким образом, получается, что расчеты артсистем, выполненные, к примеру, в Англии, причем вроде бы по одной и той же броне Круппа, но сделанные в разное время, могут оказаться несопоставимыми. А если добавить к этому практически полное отсутствие серьезных работ по эволюции броневого дела в различных странах мира…
В общем, более-менее достоверное сравнение бронепробиваемости – задача далеко не столь простая, как может показаться на первый взгляд. И, по-хорошему, непрофессионалу (каковым, вне всякого сомнения, является и автор этой статьи) за это дело лучше не браться. Но, увы — к нашему глубокому сожалению, профи заняться этими вопросами как-то не торопятся, так что… как говорится, за отсутствием гербовой бумаги, пишем на простой.
Разумеется, провести натурные испытания упомянутых выше артсистем сегодня уже невозможно, так что наш удел – расчеты. А раз так, то необходимо сказать хотя бы пару слов о формулах бронепробития. Современные методики расчета если и публикуются, то только в закрытых изданиях, а в популярной литературе обычно приводится формула Якоба де Марра. Интересно, что профессор Военно-Морской академии Л.Г. Гончаров, в своем учебнике артиллерийскому делу выпуска 1932 г., именовал ее формулой Жакоб-де-Марра. Данная формула, наряду со многими другими, имела большое распространение в начале прошлого века, и, надо сказать, она довольно точна – возможно, она даже самая точная среди аналогичных формул тех лет.
Ее особенность заключается в том, что она не физическая, то есть она не является математическим описанием физических процессов. Формула де Марра эмпирическая, она отражает результаты экспериментальных обстрелов железной и сталежелезной брони. Несмотря на подобную «ненаучность», формула де Марра показала лучшее приближение к фактическим результатам стрельб и по крупповской броне, чем другие распространенные формулы, а потому именно ее мы будем использовать для расчетов.
Интересующиеся найдут эту формулу в приложении к настоящей статье, но нет никакой необходимости заставлять разбираться в ней каждого, читающего данный материал – для понимания выводов статьи это не нужно. Отметим только, что в расчете используются очень простые и знакомые всем интересующимся историей военных флотов понятия. Это – масса и калибр снаряда, толщина брони, угол, под которым снаряд поражает броню, а также скорость снаряда в момент попадания в броневой лист. Однако де Марр, конечно, никак не мог ограничиться только вышеуказанными параметрами. Ведь бронепробиваемость снаряда зависит не только от его калибра и массы, но и до известной степени от его формы и качества стали, из которого он изготовлен. А толщина бронеплиты, которую снаряд способен преодолеть, зависит, конечно же, не только от показателей снаряда, но и от качества брони. Потому де Марр ввел в формулу специальный коэффициент, который, собственно говоря, и призван учесть указанные качества брони и снаряда. Этот коэффициент повышается с ростом качества брони и понижается с ухудшением формы и качества снаряда.
Собственно говоря, основная сложность в сопоставлении артсистем различных стран как раз и «упирается» в этот самый коэффициент, который мы, в дальнейшем, будем именовать просто (К). Его-то нам и необходимо будет найти для каждого из указанных выше орудий – если мы, конечно, хотим получить сколько-то корректный результат.
Итак, возьмем сперва достаточно распространенные данные о бронепробитии германской 380-мм/45 пушки «Байерна», согласно которым орудие на дистанции 12 500 м (те самые 67,5 кабельтова) способно было пробить 350 мм брони. Используем баллистический калькулятор для нахождения параметров 750-кг снаряда, с начальной скоростью 800 м/сек в момент удара о броню: получается, что в строго вертикально расположенный бронелист такой снаряд попадет под углом 10,39 град., со скоростью 505,8 м/сек. Небольшая оговорка – здесь и далее, когда мы говорим про угол попадания снаряда, имеется ввиду так называемый «угол от нормали». «Нормаль» — это когда снаряд попадает в бонеплиту строго перпендикулярно ее поверхности, то есть под углом 90 град. Соответственно, попадание снаряда под углом 10 град. от нормали, означает, что он попал в плиту под углом 80 град. к ее поверхности, отклонившись от «эталонных» 90 град. на 10 град.
Но вернемся к бронепробиваемости германского орудия. Коэффициент (К) в этом случае будет примерно (округляя до целого) равен 2 083 – такое его значение следует считать вполне нормальным для брони эпохи Первой мировой войны. Но тут возникает одна проблема: дело в том, что источником данных о бронепробитии является книга "German Capital Ships of World War Two", где 380-мм/45 пушка «Байерна» сравнивалась с главным калибром линкора «Бисмарк». И не могло ли получиться так, что в расчет брались показатели крупповской брони, созданной в промежутке между двумя мировыми войнами, которая была значительно прочнее, чем та, что устанавливалась на «Байене», «Ривендже» и «Пенсильвании»? Тем более, что электронная энциклопедия navweaps сообщает, что есть данные о том, что на дистанции в 20 000 м германские 380-мм снаряды способны были пробить 336 мм бронеплиту, причем речь идет именно о броне эпохи Первой мировой войны.
Что ж, считаем: на 20 км угол падения составит 23,9 град., скорость снаряда на броне – 410,9 м/сек., а коэффициент (К) – каких-то несчастных 1 618, что совершенно не вписывается в значения бронестойкости эпохи ПМВ. Подобный результат вообще приближает крупповскую броню германской выделки по бронестойкости к гомогенной… Очевидно, что данные navweaps содержат какую-то ошибку.
Попробуем тогда воспользоваться другим источником информации. До сего момента мы использовали расчетные данные, а сейчас попытаемся сопоставить их с результатами фактических испытаний германской 380-мм/45 пушки: таковые приведены С. Виноградовым в уже упоминавшийся выше монографии, посвященной германским линкорам.
В ней описаны последствия 3 выстрелов бронебойными снарядами, по бронеплитам толщиной 200, 290 и 450 мм, причем последняя для нас наиболее интересна: снаряд весом 734 кг попал в бронеплиту под углом 0 (то есть под 90 град. к поверхности) и при скорости 551 м/сек пробил 450 мм плиту насквозь. Подобный результат соответствует коэффициенту (К) 1 913, но, фактически, он будет несколько ниже, потому что немцы нашли свой снаряд аж в 2 530 м за пробитой им преградой, причем – в целом виде. Увы, не имея никаких данных о том, сколько из этого расстояния снаряд пролетел по воздуху, сколько – «проехался» по земле, совершенно невозможно определить сохраненную им энергию после бронепробития.
Возьмем теперь английскую 381-мм/42 артсистему. Увы, данные о ее бронепробитии довольно туманны: так, у В.Л. Кофмана есть упоминание о том, что эти британские орудия пробивали броню, толщиной в собственный калибр на дистанции около 70 кабельтов. Но каким снарядом и с какой начальной скоростью? С учетом того, что упоминание содержится в монографии, посвященной линейному крейсеру «Худ», и относится к периоду создания этого корабля, можно предположить, что речь идет о 871 кг снаряде. Однако же тут возникает другой вопрос: официально начальная скорость такого снаряда составляла 752 м/сек, но некоторые расчеты англичанами выполнялись на более низкую скорость 732 м/сек., так какое же значение нам взять? Впрочем, какую бы из указанных скоростей мы не брали, коэффициент (К) будет колебаться в пределах 1 983 – 2 048, и это выше, чем исчисленные нами для значения (К) для германского орудия. Можно предположить, что это говорит о превосходстве качества английской брони в сравнении с германской… или же дело в том, что геометрическая форма германского снаряда лучше подходила для пробивания брони? А может, все дело в том, что данные В.Л. Кофмана представляют собой расчетные величины, а на практике британские снаряды достигли бы лучшего результата?
Что ж, в нашем распоряжении есть данные о результатах обстрела линкора «Баден»
Фотографии "Бадена" под огнем
Так, один из английских снарядов, попав под углом 18 град. при скорости 472 м/сек., «одолел» 350 мм лобовую броню германской башни главного калибра. Данные эти тем более ценны, что в данном случае обстрелу подвергалась не английская, а германская броня, то есть испытания 381-мм/42 и 380-мм/45 орудий находятся, тем самым, в единой системе координат.
Увы, и они нам не слишком-то помогают. Если предположить, что английский снаряд пробил германскую башню, что называется, «из последних сил», и будь там броня 351 мм – он бы уже не справился, то в этом случае его (К) будет равен 2 021. Интересно, кстати, что у С. Виноградова указывается, что британский снаряд, пробивший 350 мм лобовую броню германской башни, впоследствии не был найден, но на самом деле в отчете указано другое – он взорвался, и есть описание того, куда разлетелись осколки в башне.
Безусловно, у нас нет абсолютных оснований для предположения, что данное пробитие было предельным для 381-мм снаряда, или хотя бы близким к таковому. Но все же по некоторым косвенным признакам можно предположить, что именно так и было. На это «намекает» другое попадание: британский 871 кг снаряд, попавший в 350 мм барбет под углом 11 град., хотя и смог проделать отверстие в броне диаметром в 40 см, но сам внутрь барбета не прошел, разорвавшись в процессе преодоления брони. При этом попадание произошло практически в самый центр барбета, то есть кривизна броневой плиты если и имела какое-то влияние, то самое минимальное.
Из всего вышесказанного можно попытаться сделать некоторые выводы, но, в связи с шаткостью доказательной базы, они, разумеется, будут носить весьма предположительных характер.
Вывод 1-ый: германская броня времен Первой мировой войны примерно соответствовала по стойкости английской. Этот вывод справедлив, если верно утверждение В.Л. Кофмана о том, что английская 381-мм/42 пушка способна была пробивать броню, равную своему калибру на 70 кбт, и если мы не ошиблись в предположении, что пробитие 350 мм лобовой плиты германской башни при угле 18 град и скорости 472 м/сек. является пределом или очень близко к пределу бронепробиваемости британского 381-мм снаряда.
Вывод 2-ой. По всей видимости, форма и качество германского 380-мм снаряда обеспечивали ему лучшее бронепробитие, чем были у английского. На основании изложенных выше данных, мы можем предположить, что коэффициент (К) у британского 381-мм снаряда при стрельбе по германской броне составлял около 2 000, в то время как у немецкого 380-мм снаряда – около 1 900. Если верен наш первый вывод о том, что бронестойкость английской и германской брони примерно эквивалентны, то очевидно, что единственной причиной меньшего коэффициента (К) может быть только сам снаряд.
Почему германский снаряд мог быть лучше? Его калибр чуть меньше, на один миллиметр, но, разумеется, вряд ли это могло оказать сколько-то существенное влияние. Расчет показывает, что при той же массе (750 кг) изменение калибра на 1 миллиметр приведет к росту бронепробиваемости на 1,03 миллиметра. Еще германский снаряд короче – его длина составляла 3,5 калибра, в то время как длина британского «Гринбоя» — 4 калибра. Возможно, были и другие отличия. Разумеется, немалую роль играет здесь и качество стали, из которой изготовлен снаряд.
Рассчитаем теперь бронепробиваемость германского и британского орудий для дистанции в 75 кабельтов – общепризнанного расстояния для решительного боя, на котором можно было ожидать достаточного количества попаданий для уничтожения вражеского линейного корабля.
На указанной дистанции 871 кг снаряд британской 381-мм/42 пушки, выпущенный с начальной скоростью 752 м/сек., попадал в вертикально расположенную бронеплиту под углом 13,05 град, а его скорость «на плите» составляла 479,6 м/сек. При (К) равном 2 000, согласно формуле Якоба де Марра бронепробиваемость британского снаряда составляла 376,2 мм.
Что же до германского снаряда, то все немного сложнее. Если наш вывод о том, что он по бронепробиваемости превосходил английский, правилен, то возможности германской 380-мм/45 орудия на 75 кабельтовых вплотную приближались к английской пятнадцатидюймовке. На этой дистанции германский 750 кг снаряд поражал цель под углом 12,42 град на скорости 482,2 м/сек., и при (К) равном 1 900 бронепробиваемость составляла 368,9 мм. А вот если автор настоящей статьи все-таки ошибается, и для германского орудия стоит использовать тот же коэффициент, что и для английской пушки, то возможности 380-мм снаряда падают до 342,9 мм.
Тем не менее, по мнению автора, бронепробиваемость германского снаряда ближе всего к 368,9 мм (все-таки практические стрельбы дали коэффициент 1 913 при том что снаряд улетел потом на 2,5 км), а вот бронепробиваемость английского снаряда может оказаться незначительно ниже рассчитанной. В целом же можно считать, что на дистанции 75 кабельтов британская и германская артсистемы вполне сопоставимы по бронепробиваемости.
А вот с американским 356-мм/45 орудием все получилось намного интереснее. Каноничными в русскоязычной литературе следует считать ранее приводившиеся уже данные для снарядов массой 680 кг.
Собственно говоря, указанные в ней значения, вроде бы, ведут к совершенно очевидным умозаключениям: если уж даже 680-кг снаряды, появившиеся в США после 1923 г., по бронепробиваемости уступают своим 380-381-мм европейским «коллегам», то что уж говорить о более ранних 635 кг снарядах, которыми комплектовались 356-мм артиллерия американских дредноутов! Они легче, а значит быстрее теряют скорость в полете, при этом их начальная скорость не превосходила более тяжелые снаряды, да и по форме и качеству боеприпасы 1923 г. должны иметь преимущество. Ясно, как день, что американские «Пенсильвании» на момент вступления в строй уступали по части бронепробиваемости английским и германским дредноутам. Ну ведь очевидно же, правда?
Именно такой вывод автор и сделал, рассматривая возможности американских четырнадцатидюймовок в статье ««Стандартные» линкоры США, Германии и Англии. Американская «Пенсильвания»». А затем взял в руки калькулятор...
Дело в том, что расчет по формуле де Марра показал – американские 356-мм/45 орудия имели указанную в таблице бронепробиваемость при коэффициенте (К), равном 2 317! Иными словами, указанные в таблице результаты американские 680 кг снаряды демонстрировали при воздействии на броню, созданную отнюдь не в эпоху Первой мировой, а на значительно более поздние и прочные ее образцы.
Сложно сказать, насколько возросла прочность броневой защиты в промежутке между первой и второй мировыми войнами. В русскоязычных источниках по этому поводу есть только краткие и, зачастую, противоречащие друг другу упоминания, на основании которых можно предположить, что прочность брони Круппа выросла примерно на 20-25%. Таким образом, для крупнокалиберных снарядов эпохи Первой мировой рост коэффициента (К) составит с 1 900 – 2 000 до 2 280 – 2 500, но тут необходимо помнить, что с ростом качества бронезащиты, конечно, росло и качество снарядов, и потому для тяжелых боеприпасов Второй мировой (К) может быть и меньше. Поэтому (К) в размере 2 317 для послевоенных снарядов, естественно, усовершенствованных с учетом полученного ранее опыта, выглядит вполне органично, но – для брони эпохи второй мировой войны, никак не первой.
А вот установив коэффициент (К) для американских 680-кг снарядов на уровне 2 000, то есть приведя качество бронезащиты к эпохе Первой мировой, мы для дистанции 75 кабельтов получим бронепробиваемость на уровне 393,5 мм, то есть выше, чем у британского и немецкого пятнадцатидюймовых орудий!
Пересчет в 635 кг снаряд дает весьма незначительную поправку – баллистический калькулятор показал, что на дистанции 75 кабельтов, имея угол падения 10,82 град. и скорость «на броне» 533,2 м при (К) равном 2 000, американский снаряд пробивает броню эпохи Первой мировой войны, толщиной 380 мм, то есть существенно больше собственного калибра!
С другой стороны, вполне возможно, что подобный расчет все же не вполне корректен. Дело в том, что по некоторым данным, коэффициент (К) для одной и той же брони уменьшается с ростом калибра снаряда. Так, например, в наших расчетах максимальное значение (К) для германской 380-мм/45 артсистемы, полученное расчетным путем и опубликованное в источниках, составляет 2 083. В то же время расчеты для германского же 305-мм/50 орудия, которые устанавливались на корабли кайзерлихмарине начиная с «Гельголандов», данные источников по бронепробиваемости дают (К) на уровне 2 145. Соответственно, не исключено, что взятый нами для расчета бронепробиваемости американских 356-мм/45 орудий (К) = 2 000 все же маловат.
Кроме того, к сожалению, в распоряжении автора не имеется никаких «зацепок» для того, чтобы сравнить бронестойкость американской крупповской брони с ее европейскими аналогами. Ничего не остается, как считать ее эквивалентной германской и английской бронезащите, хотя это, конечно, может быть и не так.
Обобщим все эти, достаточно сумбурные данные. Принимая во внимание погрешности используемых в расчетах «методик», можно с высокой долей вероятности предположить, что бронепробитие вертикальной бронезащиты у орудий главного калибра линкоров «Ривендж», «Байерн» и «Пенсильвания» на дистанции 75 кабельтов было примерно одинаковым, и составляло 365-380 мм ориентировочно.
Несмотря на кучу допущений, имеющиеся в нашем распоряжении данные все же позволяют сделать какие-то выводы относительно вертикальной бронезащиты. А вот с пробитием горизонтальных преград, каковыми являются броневые палубы, все намного сложнее. Дело в том, что Якоб де Марр, к сожалению, совершенно не озаботился созданием формулы для определения стойкости горизонтальной защиты. Его базовая формула, адаптированная к современным видам брони, пригодна только для расчетов цементированной брони, толщиной свыше 75 мм. Эта формула приведена в Приложении №1 к настоящей статье, по ней же сделаны все предыдущие вычисления в статье.
Но палубы кораблей тех лет защищались не цементированной (гетерогенной) а гомогенной броней, у которой отсутствовал поверхностный закаленный слой. Для такой брони (но — установленной вертикально!) используется иная формула, предназначенная для оценки нецементированных бронеплит толщиной менее 75 мм, она приведена в Приложении №2.
Хотелось бы отметить, что обе эти формулы взяты из более чем серьезного источника: «Курс морской тактики. Артиллерия и броня» 1932 г. автор – профессор Военно-Морской академии РККА Л.Г. Гончаров, один из ведущих специалистов довоенного СССР в области морской артиллерии.
И увы, но ни одна из них не подходит для оценки стойкости горизонтальной защиты. Если использовать формулу для цементированной брони, то на дистанции в 75 кабельтов мы получим мизерное бронепробитие: 46,6 мм для 381-мм/42 британского, 39,5 мм для 380-мм/45 германского, и 33,8 мм для 356-мм/45 американского орудий. Если же мы используем вторую формулу для нецементированной брони, то получим, что при попадании под углом, свойственным для дистанции в 75 кабельтов, все три артсистемы легко пробивают 74 мм бронелист, сохраняя после этого огромный запас кинетической энергии – так, например, английскому 381-мм снаряду для пробития брони такой толщины на дистанции 75 кабельтов достаточно будет иметь скорости 264,5 м/сек, в то время как его скорость будет составлять 482,2 м/сек. Если проигнорировать ограничение на толщину бронелиста, то получается, что британский 381-мм снаряд, согласно приведенной формуле, способен пробить палубную броню толщиной свыше 180 мм! Что, разумеется, совершенно невозможно.
Если мы попробуем обратиться к результатам испытаний линкора типа «Байерн», то увидим, что бронебойные 871 кг английские снаряды дважды попадали в горизонтальную броню башен, имевших толщину 100 мм под углом 11 град., что соответствует дистанции 67,5 кабельтов для снаряда с начальной скоростью 752 м/сек и 65 кабельтов – для снаряда с начальной скоростью 732 м/сек. Оба раза броня не была пробита. Но в одном случае, снаряд, рикошетировав, проделал в броне выемку глубиной 70 см, то есть плиту очень сильно выгнуло. А во втором, хотя снаряд, опять же, рикошетировал, броня оказалась не только вогнута на 10 см, но и разорвана.
Подобный характер повреждений заставляет предположить, что, хотя германская 100 мм броня и обеспечивала защиту на указанных дистанциях, но – уже если не на пределе возможного, то очень близко к таковому. Но расчет по формуле для цементированной брони дает бронепробитие всего 46,6 мм на большей дистанции, где угол падения будет выше, и, соответственно, снаряду было бы проще пробить палубную броню. То есть согласно формуле получается, что 100 мм палуба должна была шутя и с большим запасом по прочности отражать английские снаряды — однако практика этого не подтверждает. В то же время, согласно расчетам по формуле для нецементированной брони, получается, что крыши главного калибра «Бадена» должны были быть легко пробиты, причем – с большим запасом энергии снарядов — что, опять же, совершенно не подтверждается практикой.
Надо сказать, что подобные неточности расчетов имеют вполне логичное объяснение. Как мы уже говорили ранее, формулы де Марра не являются математическим описанием физических процессов, а представляют собой всего лишь фиксацию закономерностей, полученных при испытании брони. Но испытаниям подвергалась вертикальная бронезащита, никак не горизонтальная, и совершенно не удивительно, что закономерности в этом случае просто перестают работать: для горизонтально расположенной брони, в которую снаряды попадают под очень малым углом к их поверхности, эти закономерности, естественно, совершенно иные.
Автору настоящей статьи попадались «в интернетах» мнения о том, что формулы де Марра эффективно работают при углах отклонения от нормали не более 60 град., то есть от 30 град к поверхности плиты и более. Можно предполагать, что эта оценка весьма близка к истине.
Таким образом, с сожалением приходится констатировать, что имеющийся в распоряжении автора математический аппарат не позволяет выполнить сколько-то достоверных расчетов стойкости горизонтальной защиты линкоров «Ривендж», «Байерн» и «Пенсильвания». В силу вышесказанного, затруднительно будет и воспользоваться данными о бронепробиваемости горизонтальной брони, приводимыми в тех или иных источниках – как правило, они базируются все на тех же расчетах по формулам де Марра и неверны.
Продолжение следует…
Приложение 1
Приложение 2
Информация