Испытания немецкой брони: теория и практика
"Королевский тигр" на полигоне в Кубинке непосредственно после обстрела 75-мм и 85-мм снарядами. До этого по гитлеровской машине работала более серьезная артиллерия. Источник: warspot.ru
Объекты исследований
Немецкая школа танкостроения, безусловно, одна из сильнейших в мире, требовала внимательного изучения и осмысления. В первой части истории рассматривались примеры испытаний трофейных «Тигров» и «Пантер», но в руки отечественных инженеров также попадались не менее интересные документы, по которым можно было проследить эволюцию немецких технологий. Советские специалисты и во время войны, и позднее старались не выпускать из поля зрения ничего лишнего. После того как большинство танков гитлеровского «зверинца» обстреляли из всевозможных калибров, наступила очередь детального изучения технологий танкового производства. В 1946 году закончили работу инженеры, изучающие технологии производства гусеничных траков германских танков. Отчет об исследовании был опубликован в 1946 году в секретном на то время «Вестнике танковой промышленности».
Источник:metspra.ru
В материале, в частности, указывается на хроническую нехватку хрома, с которым германская промышленность столкнулась еще в 1940 году. Именно поэтому в сплаве Гадфилда, из которого отливали все траки танков Третьего рейха, вообще отсутствовал хром, либо (в редких случаях) его доля не превышала 0,5%. Сложности у немцев были и с получением ферромарганца с пониженным содержанием фосфора, поэтому долю неметалла в сплаве также немного опустили. В 1944 году в Германии возникли еще и сложности с марганцем и ванадием — из-за перерасхода на броневые стали, поэтому траки отливали из кремне-марганцовистой стали. При этом марганца в этом сплаве было не более 0,8%, а ванадий и вовсе отсутствовал. Вся гусеничная бронетехника имела литые траки, для изготовления которых применяли дуговые электропечи, исключением были однотонные тягачи – здесь применяли штампованные траки.
Гусеница "Мауса". Кубинка. Фото автора
Важным этапом изготовления гусеничных траков была термическая обработка. На ранних этапах, когда у немцев еще была возможность применять сталь Гадфилда, траки медленно нагревали от 400 до 950 градусов, затем на некоторое время поднимали температуру до 1050 градусов и закаливали в теплой воде. Когда пришлось перейти на кремне-марганцовистую сталь, технологию изменили: траки на два часа нагревали до 980 градусов, затем охлаждали на 100 градусов и закаливали в воде. После этого еще отпускали выплавки траков при 600-660 градусах в течение двух часов. Нередко применяли специфическую обработку гребня трака, цементируя его специальной пастой с последующей закалкой водой.
Крупнейшим поставщиком траков и пальцев для гусеничной техники немцем была фирма «Meyer und Weihelt», которая разработала совместно с главным командованием Вермахта специальную технологию испытаний готовой продукции. Для траков это был изгиб до разрушения и испытания на многократный удар. Пальцы проверялись на изгиб до разрушения. К примеру, пальцы траков танков T-I и T-II, прежде чем они лопнут, должны были выдержать нагрузку не менее тонны. Остаточные деформации в соответствии с требованиями могли появляться при нагрузке не менее 300 кг. Советские инженеры с недоумением отмечали, что на заводах Третьего рейха не было специальной процедуры испытаний траков и пальцев на износостойкость. Хотя именно этот параметр определяет живучесть и ресурс танковых гусениц. Это, кстати, было проблемой немецких танков: проушины траков, пальцы и гребни изнашивались сравнительно быстро. Только в 1944 году в Германии приступили к работам по поверхностной закалке проушин и гребней, но время было уже упущено.
"Королевский тигр" под огнем. Источник: warspot.ru
Как было упущено время с появлением «Королевского тигра»? Очень интересен оптимистический тон, которым сопровождается описание этой машины на страницах «Вестника танковой промышленности» в конце 1944 года. Автор материала — инженер-подполковник Александр Максимович Сыч, заместитель начальника полигона в Кубинке по научно-испытательной деятельности. В послевоенное время Александр Максимович дослужился до заместителя начальника Главного бронетанкового управления и курировал, в частности, испытания танков на устойчивость к атомным взрывам. На страницах главного профильного издания по танкостроению А. М. Сыч описывает тяжелый немецкий танк не с самой лучшей стороны. Указывается, что борта башни и корпуса поражаются всеми танковыми и противотанковыми пушками. Только расстояния разные. Кумулятивные снаряды брали броню со всех дальностей, что естественно. Подкалиберные 45-57-мм и 76-мм снаряды поражали с расстояний 400-800 метров, а бронебойные калибров 57, 75 и 85 мм — с 700-1200 метров. Только надо помнить, что А. М. Сыч под поражением брони не всегда подразумевает его сквозного пробития, а только внутренние отколы, трещины и разошедшиеся швы.
Лоб «Королевского тигра» ожидаемо поражался лишь калибрами 122 мм и 152 мм с дистанций 1000 и 1500 метров. Примечательно, что в материале также не говорится о непробитии лобовой детали танка. Во время испытаний 122-мм снаряды вызывали отколы на тыльной стороне плиты, разрушали курсовую установку пулемета, раскалывали сварочные швы, но не пробивали броню насквозь на указанных дистанциях. Это было не принципиально: запреградного действия прилетевшего снаряда от ИС-2 вполне хватало, чтобы гарантированно вывести машину из строя. Когда по лбу "Королевского тигра" работала 152-мм пушка МЛ-20, эффект был сходным (без пробития), но трещины и разошедшиеся швы были масштабнее.
В качестве рекомендации автор предлагает вести пулеметный огонь и стрельбу из противотанковых ружей по смотровым приборам танка – они были габаритны, ничем не защищены и трудно сменялись после поражения. В общем, по мнению А. М. Сыча, поспешили немцы с этой бронированной машиной и больше рассчитывали на моральный эффект, чем на боевые качества. В подтверждение этого тезиса в статье говорится, что при производстве не до конца собрали трубопровод для увеличения преодолеваемого брода, а инструкция в захваченном танке была напечатана на машинке и во многом не соответствовала действительности. В конце «Тигр II» справедливо упрекают в чрезмерном весе, при этом бронирование и вооружение не соответствуют «формату» машины. При этом автор обвиняет немцев в копировании формы корпуса и башни Т-34, что лишний раз подтверждает всему миру преимущества отечественного танка. Среди плюсов нового «Тигра» выделяются углекислотная автоматическая система пожаротушения, монокулярный призматический прицел с переменным полем зрения и система обогрева двигателя с аккумулятором для надежного зимнего пуска.
Теория и практика
Все вышесказанное явно свидетельствует о том, что немцы в конце войны испытывали определенные трудности с качеством танковой брони. Этот факт общеизвестен, но интерес вызывают способы решения этой проблемы. Кроме наращивания толщины бронеплит и придания им рациональных углов, гитлеровские промышленники шли на определенные хитрости. Здесь придется углубиться в особенности технических условий, по которым принимали выплавленную броню для производства бронелистов. «Военная приемка» проводила химический анализ, определяла прочность и проводила полигонные обстрелы. Если с первыми двумя испытаниями все было понятно и увильнуть тут было почти невозможно, то обстрел на полигоне с 1944 года вызывал у промышленников устойчивую «аллергию». Все дело в том, что во втором квартале указанного года 30% испытанных обстрелом бронеплит не выдержали уже первых попаданий, 15% становились некондиционными после второго удара снарядом, а 8% разрушались с третьего испытания. Эти данные относятся ко всем немецким заводам. Основным видом брака в ходе испытаний были отколы на тыльной стороне бронеплит, размеры которых превышал калибр снаряда более чем в два раза. Пересматривать приёмочные нормы, очевидно, никто не собирался, а повышение качества брони под требуемые параметры было уже не под силу военной промышленности. Поэтому решено было найти математическую зависимость между механическими свойствами брони и бронестойкостью.
Первоначально работы организовали по броне из стали Е-32 (углерод – 0,37-0,47, марганец – 0,6-0,9, кремний – 0,2-0,5, никель – 1,3-1,7, хром – 1,2-1,6, ванадий – до 0,15), по которой собрали статистику из 203 обстрелов. Толщина плиты была 40-45 мм. Результаты столь представительной выборки говорили о том, что только 54,2% бронеплит выдержали обстрелы на 100% — все остальные по разным причинам (отколы на тыльной стороне, трещины и расколы) провалили испытания. В исследовательских целях обстрелянные образцы испытали на разрыв и ударную стойкость. Несмотря на то, что связь между механическими свойствами и бронестойкостью, безусловно, существует, исследование по Е-32 не выявили четкой зависимости, позволяющей отказаться от полигонных испытаний. Хрупкие по результатам обстрела бронелисты выявили высокую прочность, а не выдержавшие испытания по тыльной прочность обнаружили чуть меньшую прочность. Так и не удалось найти механические свойства бронеплит, позволяющих разграничить их на группы по бронестойкости: предельные параметры далеко заходили друг на друга.
К вопросу подошли с другой стороны и приспособили для этой цели процедуру динамического кручения, которая ранее использовалась для контроля качества инструментальной стали. Образцы испытывались до образования изломов, по которым в том числе косвенно судили о бронестойкости бронеплит. Первое сравнительное испытание провели на броне Е-11 (углерод – 0,38-0,48, марганец – 0,8-1,10, кремний – 1,00-1,40, хром – 0,95-1,25), используя образцы, успешно прошедшие обстрел и его провалившие. Оказалось, что у бронестойкой стали параметры на кручение выше и не сильно рассеяны, а вот в «плохой» броне полученные результаты достоверно ниже с большим рассеиванием параметров. Излом у качественной брони должен быть обязательно гладким без сколов. Наличие сколов становится маркером низкой снарядной стойкости. Таким образом, немецким инженерам удалось изобрести методы для оценки абсолютной бронестойкости, которым, однако, они не успели воспользоваться. А вот в Советском Союзе эти данные переосмыслили, провели масштабные исследования во Всесоюзном институте авиационных материалов, ВИАМ) и приняли в качестве одного из способов оценки отечественной брони. Трофейная броня может быть не только в виде бронированных монстров, но и в технологиях.
Лобовая деталь "Мауса" с отметинами. Кубинка. Фото автора
Безусловно, апофеозом трофейной истории Великой Отечественной войны стали два экземпляра сверхтяжелого «Мауса», из которых в конце лета 1945 года советские специалисты собрали один танк. Примечательно, что после изучения машины специалистами полигона НИАБТ её практически не обстреливали: очевидно, практического смысла в это не было. Во-первых, в 1945 году угрозы «Маус» уже никакой не представлял, а, во-вторых, такая уникальная техника представляла определенную музейную ценность. Мощь отечественной артиллерии к концу испытаний на полигоне от тевтонского гиганта оставила бы груду обломков. В итоге «Маус» получил всего четыре снаряда (очевидно, калибра 100 мм): в лоб корпуса, в правый борт, в лоб башни и правый борт башни. Внимательные посетители музея в Кубинке наверняка возмутятся: мол, на броне «Мауса» гораздо больше отметин от снарядов. Это все результаты обстрела немецкими орудиями еще в Куммерсдорфе, причем огонь вели сами немцы в ходе испытаний. Во избежание фатальных разрушений отечественные инженеры провели расчеты бронестойкости защиты танка по формуле Жакоба де Марра с поправкой Зуброва. Верхним пределом стал 128-мм снаряд (очевидно, немецкий), а нижним — 100-мм. Единственной деталью, выдерживающей все данные боеприпасы, стала 200-мм верхняя лобовая, расположенная под углом в 65 градусов. Максимальное бронирование было у лба башни (220 мм), но из-за вертикального положения теоретически он поражался 128-мм снарядом при скорости 780 м/сек. Собственно, этот снаряд на разных скоростях подлета насквозь пробивал броню танка с любых ракурсов, кроме упоминаемой выше лобовой детали. 122-мм бронебойный снаряд из восьми ракурсов не пробивал "Маус" по пяти направлениям: в лоб, борт и корму башни, а также в верхнюю и нижнюю лобовую деталь. Но мы помним, что расчеты ведутся на сквозное поражение брони, а даже осколочно-фугасный 122-мм снаряд без пробития вполне мог вывести из строя экипаж. Для этого было достаточно попасть в башню.
В итогах изучения «Мауса» можно встретить разочарование отечественных инженеров: ничего интересного эта гигантская машина из себя на то время уже не представляла. Единственным, что привлекло внимание, стал способ соединения столь толстых броневых плит корпуса, который мог пригодиться при проектировании отечественной тяжелой бронетехники.
«Маус» так и остался до конца не исследованным памятником абсурдной мысли немецкой инженерной школы.
Информация