О небронебойных бронебойных снарядах Российского императорского флота
В своей предыдущей статье я позволил себе интриговать уважаемого читателя, обещав ему нетрадиционную трактовку систем бронирования броненосцев Русско-японской войны. К сожалению, данный материал задерживается (будет опубликован на следующей неделе) по объективной причине.
Дело в том, что в обсуждениях предыдущего материала появилось много новых и интересных фактов. Бесспорно, основным из них является подтверждение информации о снаряжении отечественных бронебойных 12-дм бронебойных снарядов. Уважаемые А. Рытик и А. Тамеев, исследуя архивы, в ходе своих изысканий пришли к одинаковым выводам.
Исторические документы, хранящиеся ныне в РГА ВМФ, свидетельствуют, что из крупнокалиберных снарядов только 10-дм бронебойные комплектовались пироксилином и трубками Бринка. А вот бронебойные 12-дм снаряды снаряжались бездымным порохом и трубками обр. 1894 г. Соответственно, время действия взрывателя у наших бронебойных 12-дм снарядов составляло всего только 0,005 сек. вместо адекватных 0,05 сек., позволяющих снаряду после пробоя броневой защиты углубиться в чрево поражённого им корабля. К чему это приводило?
Работа над ошибками
Ранее я указывал, что 12-дм снаряд, оснащённый трубкой обр. 1894 г. должен был взорваться ещё во время прохождения брони. Дело в том, что время 0,005 сек., которое указывается для трубки обр. 1894 г., в реальности не было константой. Как я уже писал в статье «Взрыватели русской морской артиллерии периода русско-японской войны. Трубка обр. 1894 года», время действия данного взрывателя сильно зависело от потери скорости снаряда при преодолении преграды.
Попросту говоря, принцип действия данной трубки состоял в том, что при ударе о преграду снаряд замедлялся, а боёк продолжал лететь вперёд со скоростью, близкой к первоначальной. Соответственно, скорость бойка относительно снаряда, а значит, и время, остававшееся до воспламенения капсюля, находились в прямой зависимости от того, как сильно потерял в скорости снаряд.
Чем прочнее преграда, тем сильнее снаряд теряет в скорости, тем больше скорость бойка относительно снаряда и тем быстрее боёк достигает капсюля. Вот так и получилось, что при попадании в нормаль даже 127-мм цементированной плиты становилось достаточно, чтобы 12-дм снаряд взорвался в процессе её преодоления. В этом случае разрыв произойдёт значительно раньше, чем через 0,005 сек., поскольку боёк достигнет капсюля за куда меньшее время.
Однако же есть нюанс, о котором я не подумал раньше. Всё вышесказанное верно лишь для тех случаев, когда снаряд попадает в нормаль и его продольная ось совпадает с траекторией полёта снаряда.
А она может и не совпадать, поскольку снаряд в полёте испытывает нутацию – периодическое незначительное колебательное движение оси вращающегося снаряда.
И снаряд, и боёк в момент касания снаряда о броню обладают некоторым запасом энергии, называемой в снарядном деле «живой силой». Снаряд расходует «живую силу» на пробой брони и тем самым замедляется. Боёк же не пробивает ничего, он просто летит вперёд, расходуя «живую силу» лишь на трение о стенки канала, по которому он движется. Когда продольная ось снаряда совпадает с его траекторией, то трение, очевидно, пренебрежимо мало и почти не замедляет боёк. Вот в таких случаях снаряд, оснащённый трубкой обр. 1894 г. и угодивший в цементированную броню без отклонения от нормали, обречён взорваться в процессе ее преодоления.
Но при угле нутации, отличном от нуля, ситуация меняется.
В этом случае движущийся по инерции боёк как бы прижимается к стенке снаряда, возрастает и сила трения при его движении. Соответственно, в таких случаях нет оснований считать, что потеря «живой силы» бойка при движении к капсюлю пренебрежимо мала.
Но это – только часть проблемы. Вторая часть заключается в том, что в морском бою траектория снаряда крайне редко проходит под углом 90 градусов к плите, то есть без отклонения от нормали. Как правило, снаряд попадает в броню под неким углом.
И всё бы ничего, но снаряд при попадании в броню под углом не сохраняет первоначальную траекторию, а стремится к нормализации, то есть к довороту, минимизирующему путь снаряда в броне. Причём данный доворот, в зависимости от угла отклонения от нормали, может быть достаточно существенным, как это видно из левой кривой диаграммы, которую я уже приводил ранее. Так, например, снаряд, попавший в броню с отклонением от нормали в 20 град., довернётся на 16 град. и покинет броню с отклонением от нормали в 4 град.
Очевидно, что при таком довороте сила инерции «бросит» боёк на стенку канала, по которому он движется (так же как пассажира автомобиля кидает на дверь при резком повороте водителя), отчего часть «живой силы» бойка будет растрачена. Да и при дальнейшем движении бойка его будет прижимать к той же стенке, отчего сила трения сократит «живую силу» бойка ещё.
Иными словами, в случаях, подобных описанным, нельзя рассчитывать время движения бойка до капсюля, предполагая, что снаряд замедлился, а боёк – нет. Он тоже замедлится, но вот насколько? Увы, мои скромные познания в физике не позволяют оценить это. Могу предположить, что при попадании снаряда в броню без отклонения от нормали влияние нутации на скорость бойка всё же будет несущественным, но вот о бойке снаряда, подвергшемся нормализации, такого сказать нельзя совершенно точно.
Поэтому для дальнейших расчётов я принимаю допущение, что трубка обр. 1894 г. давала замедление в 0,005 сек. вне зависимости от прочности преграды и угла, под которым снаряд попал в неё.
О возможностях 12-дм бронебойного снаряда, снаряжённого порохом и трубкой обр. 1894 г.
Рассмотрим такую ситуацию: 12-дм снаряд, снабжённый данной трубкой, попал в 222-мм бронеплиту «Микасы» без отклонения от нормали при скорости в 635,2 м/с, что соответствует дистанции в 15 кабельтов. Для того чтобы пробить бронеплиту данной толщины, снаряду достаточно иметь скорость в 503,9 м/с. Следовательно, после преодоления плиты скорость снаряда будет составлять 386,8 м/с.
Для того чтобы снаряд полностью прошел за плиту, он должен преодолеть расстояние, равное своей длине плюс толщине преграды, которую он преодолевает, то есть, грубо, 808 + 222 мм, что равно 1030 мм.
Предположим, что снаряд на протяжении этого пути терял скорость равномерно, тогда средняя скорость на участке 1030 мм составит 511 м/с, а время преодоления данного участка – чуть более 0,002 сек. (0,002016 если быть точным).
Соответственно, до воспламенения основного заряда останется ещё 0,003 сек. За это время 12-дм снаряд при скорости 386,8 м/с успеет преодолеть ещё 1,16 м и взорвётся, когда его кончик удалится от тыльной стенки пробитой им бронеплиты на 1,16 + 0,808 = 1,968 м. Но это при условии, что снаряду за плитой ничто не мешает и скорость его, снизившаяся после прохождения бронеплиты с 635,2 м/с до 386,8 м/с, остаётся неизменной. Если же снаряд попал, скажем, в уголь, то взрыв должен будет произойти несколько раньше, так как снаряд в процессе преодоления угольной насыпи будет замедляться.
Проверим вышесказанное на практическом примере. Возьмём единственное попадание, которое было идентифицировано японцами как попадание бронебойным 12-дм снарядом (была найдена его головная часть).
Речь идёт о снаряде, поразившем «Микасу» в Цусиме, в 15:57 по русскому времени. Место попадания – верхний пояс напротив угольной ямы № 21 под казематом № 7. Толщина брони – 148 мм Круппа. Дистанция в момент попадания оценивается как 4000-5000 м, то есть 22-27 кбт, возьмём 25 кабельтов как среднюю. Отклонение от нормали снаряда во время попадания неизвестно, но поскольку к этому времени курсовой угол на японский флагман был далёк от оптимального, примем его равным 25 град.
На 25 кабельтов скорость 12-дм снаряда на броне составит примерно 542,4 м/с, а после преодоления 148-мм плиты – 418,3 м/с. Снаряд целиком пройдёт за броню через 0,002 сек. от момента контакта с бронёй, а за оставшиеся 0,003 сек. до разрыва пролетит ещё 1,44 метра. Итого, в момент подрыва ВВ снаряда его кончик должен будет оказаться в 2,32 м за бронёй. В то же время фактически разрыв произошёл примерно в 2,5-3 м за бронеплитой. Конечно, это чуть больше рассчитанных мною 2,32 м. Кроме того, в расчёте принято допущение, что снаряд продолжал свой полёт, не сталкиваясь ни с какими препятствиями. Но он летел под потолком угольной ямы, и можно предположить, что часть своего пути всё же проделал в угле. В этом случае он должен был взорваться ещё раньше, нежели тогда, когда его кончик достиг «отметки» в 2,32 м от тыльной стенки бронеплиты.
Но нужно понимать, что взрыватели тех лет, да и более поздние, вовсе не обеспечивали аптекарской точности. Когда мы говорим, что трубка обр. 1894 г. имела время действия 0,005 сек., мы говорим о некоем среднем значении, к которому оно тяготело, при этом время действия могло оказаться как существенно меньше, так и значительно больше. С учётом вышесказанного, разрыв в 2,5-3 м за 148-мм бронелистом находится вполне в пределах допустимых отклонений по времени действия взрывателя.
В силу вышесказанного получается, что 12-дм бронебойный русский снаряд, снабжённый начинкой из бездымного пороха и трубкой обр. 1894 г., всё-таки мог преодолевать броню и взрываться за ней. Но насколько глубоко он способен был пройти внутрь корабля?
Глубина проникновения
Возьмём самую слабую часть цитадели «Микасы», ту, где его защита состояла из 173-мм броневого пояса и 114-мм скоса за ним. Для того чтобы снаряд успел за 0,005 секунды пробить 173 мм бронелист без отклонения от нормали, преодолеть расстояние в 2,5 м от бронеплиты до скоса, пройти расположенный под 35 градусами скос и взорваться после того, как он пройдёт за скос целиком, он должен был иметь скорость на броне в 825 м/с. При том что начальная скорость снаряда составляла всего только 792 м/с.
Бесспорно, при такой скорости на броне, если бы её вообще можно было достичь, снаряд имел бы куда большее бронепробитие, нежели 173 + 114 мм, хотя бы и с отклонением от нормали скоса в 55 градусов. Но вся проблема в том, что в случае с трубкой обр. 1894 г. определяющим значением является вовсе не бронепробитие, а расстояние, которое за 0,005 сек. успеет пройти снаряд. Будь снаряд оснащён взрывателем, чьё время действия составляло не 0,005, а 0,05 сек., он пролетел бы ещё немалое расстояние и мог бы преодолеть по пути достаточно существенные преграды, поскольку сохранил бы достаточно «живой силы» для этого. Но с трубкой обр. 1894 г. снаряд взорвётся в полёте, ещё до того, как имеющаяся у него «живая сила» будет израсходована.
Увы, но вышесказанное верно и для цитадели тех японских броненосных крейсеров, которые имели сходную с описанной выше броню цитадели – 178 мм борт и 63,5 мм скос. Причём даже в случае, если дополнительная защита цитадели – угольные ямы – оказались бы пустыми.
Каким должно было быть действие взрывателя, чтобы русский 12-дм снаряд, выпущенный, скажем, с 15 кабельтов, мог пройти за скос в самом уязвимом месте цитадели «Микасы»? Расчёты показывают, что не менее чем 0,01 сек., то есть вдвое больше стандартного времени срабатывания трубки обр. 1894 г.
Выводы
В силу вышесказанного можно утверждать, что даже самые уязвимые зоны цитадели японских броненосцев могли быть поражены лишь в случае аномально-большого и несвойственного трубкам обр. 1894 г. времени действия взрывателя. Следовательно, недостаточно было попасть в цитадель японского броненосца и даже броненосного крейсера. Нужно было добиваться попаданий многих снарядов в цитадель в надежде, что взрыватель какого-нибудь из них сработает внештатно. И только тогда, быть может, вражеский корабль получит тяжелые повреждения.
А может, и не получит. Не будем забывать, что в бронебойный 12-дм снаряд могло поместиться не более 4,3 кг пироксилина, что в пересчёте на бездымный порох даёт всего лишь 2,6 кг. Это в 2,32 раза меньше, чем вмещали в себя отечественные 12-дм фугасные снаряды, каковые периодически демонстрировали хорошие результаты, но всё же в среднем их воздействие на вражеские корабли следует считать недостаточным.
По моему мнению и с учётом минимальной вероятности прохождения защиты цитадели, 12-дм бронебойные снаряды в «пороховой» комплектации имели шанс нанести решающие повреждения японским броненосцам и броненосным крейсерам только в случае пробоя барбетов или башен. Но, как показывает пример «Фудзи» в Цусиме, даже прохождение снаряда за броню и полноценный разрыв в башенном отделении не гарантировали выхода из строя японского корабля.
Невзирая на всё вышесказанное, я продолжу свой «сериал» статей, посвящённый анализу брони и снаряда эпохи Русско-японской войны. При этом анализ в части 12-дм снарядов окончательно уходит в теоретическую плоскость, так как далее я буду рассматривать возможности поражения японских броненосцев и броненосных крейсеров 12-дм снарядами с пироксилиновой начинкой. Которых, увы, в распоряжении артиллеристов 1-ой и 2-ой Тихоокеанских эскадр не было.
Продолжение следует...
Информация