Despre rezistența cetății Mikasa. Teșituri indestructibile ale armadillo-ului japonez
Mulțumesc tuturor celor care au luat parte la discuția mea materialul anterior, dedicat durabilității protecției lui Mikasa împotriva proiectilului intern perforant armura de 12 dm. Îi exprim o recunoștință deosebită pentru sugestiile și criticile constructive adresate respectatului Alexey Rytik și comentatorului scris sub porecla Yura27.
Comentariile făcute m-au făcut să reconsider abordările de modelare a pătrunderii armurii japoneze de către obuzele rusești. Vă prezint rezultatele schimbării metodologiei folosind exemplul distrugerii cetății cuirasatului Mikasa.
Cetatea - zona de camere motoare și cazane
În această zonă, cetatea era protejată de o centură blindată de 222 mm, cămine de cărbune și o teșitură formată din trei foi de oțel cu o grosime totală de 76,2 mm. Anterior, am luat în considerare durabilitatea protecției centralei Mikasa, pe baza ipotezei că proiectilul trebuie să pătrundă în placa Krupp de 222 mm, menținând o viteză de 300 m/s, de care va avea nevoie pentru a depăși cărbunele din groapă de cărbune și sparge prin teșit. În același timp, am presupus pentru calcul că teșitul este situat la același unghi cu cel al lui Asahi, adică 30 de grade.
De fapt, teșirea este situată nu la 30, ci la 35 de grade față de orizont.
În consecință, un proiectil care zboară paralel cu puntea, atunci când lovește teșitul, va avea o abatere de la normal nu de 60, ci de 55 de grade.
În plus, am folosit în mod eronat formula standard de Marre pentru calcule, care în acest caz este incorectă, deoarece este destinată calculelor pe armuri cimentate mai groase de 75 mm. Pentru armura omogenă, trebuie utilizată o formulă ușor diferită.
Teșitul Mikasa era alcătuit din trei foi de oțel, fiecare de un inch grosime. I-am calculat durabilitatea ca durabilitatea unei bariere „stratificate”, în care proiectilul pătrunde secvenţial în fiecare dintre foile specificate, iar acest lucru s-a dovedit a fi corect. Cu toate acestea, o eroare în formula aplicată și un unghi de teșire incorect au condus la o mare eroare în calcule.
Anterior, am stabilit că era suficient să străpung teșirea navei-amiral United flota viteza unui proiectil de 12 dm de 331,7 kg este de 168 m/s, în timp ce nu este mai mare de 116 m/s.
În același timp, pentru a determina pierderea forței de muncă a unui proiectil pentru a depăși conținutul carierelor de cărbune, se poate folosi formula Berezan.
Din păcate, ea, ca și formula lui de Marre, este empirică, iar acuratețea calculului său depinde direct de coeficientul Kp selectat corect, care caracterizează „rezistența proiectilului” a unui anumit tip de obstacol. În același timp, nu a fost posibil să se găsească valorile acestui coeficient pentru cărbune.
Chestia este că formula Berezan este folosită pentru a determina parametrii terenului artilerie, motiv pentru care anexele la acesta includ diverse tipuri de soluri, nisip, calcar, zidărie și alte materiale, care în cea mai mare parte sunt întâlnite de obuzele de artilerie de câmp. Cărbunele nu se numără printre ele, din motive evidente.
Cu toate acestea, Kp pentru cărbune poate fi determinat, deși foarte provizoriu, undeva la nivelul de 0,04, adică este puțin mai rezistent decât nisipul compactat și este pe jumătate la fel de durabil ca zidăria. Aceasta, desigur, este o estimare foarte aproximativă, care poate fi incorectă - totuși, ar trebui să ne așteptăm ca o astfel de aproximare să fie în continuare mai precisă decât „300 m/s în spatele plăcii blindate” pe care le-am acceptat anterior.
Desigur, pe lângă „coeficientul de rezistență” al cărbunelui, ar trebui să știți distanța pe care o va parcurge proiectilul în terasamentul de cărbune. Ținând cont de faptul că centura principală de blindaj a Mikasa s-a ridicat doar puțin deasupra apei, ar trebui luate în considerare loviturile în partea superioară a plăcilor de blindaj de 222 mm - aici distanța până la teșit a fost de aproximativ 2,5-3 m.
În același timp, după spargerea teșiturii, proiectilul nu a căzut în următoarea groapă de cărbune, ci în coridorul de-a lungul căruia au fost transportate muniții pentru tunurile de artilerie de 6 mm și 75 mm. Fragmentele unui obuz rusesc care au explodat aici, după ce au străpuns pereții relativ subțiri ai coridorului, ar fi putut foarte bine să fi dezactivat motoarele cu abur sau cazanele, să fi deteriorat conductele de abur și coșurile de fum. Dacă au succes, obuzele care se deplasează de-a lungul coridorului ar putea detona, ceea ce ar crește impactul asupra mașinilor sau a camerei cazanelor vizavi de care a avut loc lovitura.
În general, calculul („K” armurii Krupp – 2, oțel – 275) oferă următoarele cifre. Viteza necesară pentru depășirea unui proiectil intern de 1 dm de 000 kg:
1) Placa de blindaj de 222 mm a centurii blindate principale cu o abatere de la normala de 0 grade - 504 m/s;
2) 2,5 (3) m cărbune – 175 (210) m/s;
3) o teșire din trei plăci de oțel, fiecare cu grosimea de 25,4 mm, cu o abatere de la normală de 55 grade - 116 m/s.
Pentru a depăși toate cele trei obstacole „la limită”, proiectilul va trebui să aibă o viteză de 545–558 m/s în momentul impactului asupra blindajului de 222 mm. Prin urmare, în condiții ideale, proiectilul ar putea ajunge la centrala Mikasa cu aproximativ 23–24 de cabluri.
Dacă o obuze lovește o placă de blindaj de 222 mm cu o abatere de la normalul de 25 de grade, atunci i s-ar întâmpla următoarele. La trecerea prin centura de blindaj, proiectilul s-ar normaliza, rotindu-se cu aproximativ 19 grade, după cum reiese din diagrama dată de profesorul L. G. Goncharov în cartea sa „Cursul de tactică navală. Artilerie și armuri.” Stimate cititor, ar trebui să acordați atenție curbei din stânga: de-a lungul axei Y arată abaterea de la normalul cu care proiectilul lovește armura, iar de-a lungul axei X există grade de rotație a proiectilului în placă.
În discuția despre materialul meu anterior, s-a exprimat opinia că această diagramă nu este aplicabilă pentru obuzele din epoca războiului ruso-japonez, deoarece a fost compilată pentru obuze echipate cu un vârf de perforare a armurii, care nu era disponibilă pe obuze perforatoare de 12 inci ale marinei ruse în timpul războiului ruso-japonez.
Cu toate acestea, sunt înclinat să consider această opinie eronată. L. G. Goncharov în lucrarea sa oferă un exemplu de rezolvare a problemei depășirii armurii distanțate cu un proiectil, care ia în considerare normalizarea proiectilului la trecerea atât a primului obstacol, care este ajutat de un vârf de străpungere a armurii, cât și a celui de-al doilea, la care proiectilul ajunge fără nici un vârf.
În consecință, calculul a fost făcut pe baza faptului că normalizarea unui proiectil de 12 mm la pătrunderea unei plăci de 222 mm va fi de aproximativ 18,5–19 grade, iar un proiectil care intră în placa cu o abatere de la normalul de 25 de grade vor ieși cu o abatere de 6,5-6 grade. Cu toate acestea, acest lucru își va prelungi ușor traseul în cariera de cărbune (cu 1,3–1,6 cm) și va modifica ușor abaterea de la normal când se ajunge la teșit (55,22 grade în loc de 55 grade).
Toate cele de mai sus vor duce la faptul că, pentru a depăși protecția mașinilor și a cazanelor Mikasa, un proiectil de 12 inci va avea nevoie de o viteză de 595–606 m/s, ceea ce corespunde aproximativ unei distanțe de 18– 19 cabluri.
Cetate - zone din afara centralei electrice
Secțiunea de 222 mm grosime a centurii blindate principale a lui Mikasa era mai lungă decât lungimea sălilor de cazane și a camerelor mașinilor și continua înainte și în spatele acestora. În aceste zone nu a existat o protecție suplimentară sub formă de cărbune, dar teșitul a fost întărit cu o placă de blindaj suplimentară de un inch și jumătate grosime, adică 38,1 mm.
Astfel, în această zonă teșitul era alcătuit din trei foi de oțel și o tablă de blindaj cu o grosime totală de 4,5 dm sau 114,3 mm.
După ce am făcut un calcul folosind o metodă similară cu cea utilizată mai devreme, constatăm că o astfel de protecție ar putea fi pătrunsă de un proiectil perforator de blindaj intern de 12 dm la distanțe de 21-27 de cabluri cu o abatere de la normală de 25 și 0 grade. respectiv. În consecință, se poate afirma că apariția unei plăci de blindaj de un inch și jumătate pe pantă nu a compensat absența carierelor de cărbune.
În plus, pentru Mikasa, totul a fost și mai rău, deoarece doar 222 mm de armură au mers la prova și pupa secțiunii de 173 mm. O astfel de protecție ar putea fi pătrunsă la o distanță de 31-37 de cabluri cu o abatere de la normal de 25 și 0 grade. respectiv.
Calculele efectuate arată că cetatea Mikasa din afara sălilor de cazane și a sălilor mașinilor era apărată semnificativ mai slab decât partea centrală. Motivele pentru care constructorii britanici au lăsat astfel de „ferestre” în apărare și chiar vizavi de magazinele de muniție pentru arme de calibru principal îmi sunt absolut necunoscute, dar această practică a persistat chiar și pe crucișătoarele de luptă din Primul Război Mondial.
Am încercat să ghicesc și am presupus că britanicii își construiau apărarea împotriva obuzelor care zburau perpendicular pe planul central al navei. În acest caz, obuzele vor lovi plăcile de blindaj din centrul carenei aproape fără abateri de la normal, dar plăcile de blindaj situate mai aproape de prova/pupa vor fi amplasate la un unghi determinat de contururile carenei.
Totuși, o încercare de măsurare a acestor unghiuri pe Mikas și calculele efectuate asupra lor arată că, chiar și cu această metodă, rezistența egală a diferitelor secțiuni ale cetății încă nu este asigurată.
Dar există încă nuanțe.
Nuanța nr. 1 – distanța pe care o parcurge un proiectil perforator înainte de a exploda
După cum am menționat mai devreme, pentru a lovi cetatea în zona sălilor motoarelor și cazanelor, este necesar ca un proiectil de 12 inci să străpungă placa centurii blindate, să treacă prin groapa de cărbune și să teșite. Depășind toate acestea, proiectilul va trebui doar să depășească niște structuri foarte ușoare (aparent, oțel structural de 8–12,7 mm grosime, pe care l-am ignorat în calcul, din cauza nesemnificației lor evidente), după care se va găsi pe coridor. pentru transportul muniţiei către o artilerie de calibru mediu.
Dacă proiectilul trece de teșit fără a-și schimba direcția, atunci calea sa va fi cu siguranță în coridorul de transport al muniției. Dar dacă teșirea reușește totuși să normalizeze proiectilul (conform diagramei, se va schimba direcția cu doar 13%), atunci, în acest caz, trecerea proiectilului în cariera de cărbune este cu greu posibilă.
În consecință, fragmentele de coajă vor trebui doar să depășească peretele subțire și apoi să lovească conținutul camerei motoarelor sau cazanului, de care vor fi destul de capabili.
În consecință, ruperea unei carcase rusești imediat după depășirea pantei din cadrul centralei îi oferă acesteia șanse mari de a-și atinge scopul (în acest caz, deteriorarea mașinilor sau cazanelor Mikasa). Dar nu același lucru se poate spune despre obuzele care pătrund în cetate în afara sălilor de cazane și a sălilor mașinilor. Dacă un astfel de proiectil explodează imediat în spatele teșirii, atunci fragmentele vor trebui să străpungă mai multe pereți și apoi conducta de alimentare. Obuzele rusești puternic explozive erau destul de capabile de acest lucru, dar obuzele care străpung armura sunt discutabile.
Datorită celor de mai sus, în opinia mea, scenariul lovirii cu succes a unei ținte pentru obuzele care lovesc cetatea din afara centralei electrice trebuie schimbat - este necesar ca obuzul să explodeze la cel puțin 6 metri în spatele plăcii de blindaj. În consecință, proiectilul, după ce a depășit teșirea, trebuie să aibă suficientă energie pentru a trece câteva pereți, eventual să spargă unele mecanisme și, în același timp, să mențină o viteză suficientă pentru a parcurge cei 6 metri menționați mai sus înainte ca siguranța să se stingă.
Cu toate acestea, calculele efectuate în acest scenariu arată că creșterea necesară a vitezei proiectilului pe placa de blindaj nu este mai mare de 10–15 m/sec, ceea ce duce la o reducere a distanței față de forță cu 1,5–2,5 lungimi de cablu.
În consecință, chiar și luând în considerare considerentele de mai sus, permeabilitatea cetății Mikasa pentru obuzele perforatoare de 12 dm cu o abatere de la normală de 25 și 0 grade va fi:
Pentru o secțiune de 222 mm + cărbune + teșit 76,2 mm – 18–23 cabluri (fără modificări).
Pentru o secțiune de 222 mm + teșit 114,3 mm – 19–25 cabluri.
Pentru o secțiune de 173 mm + teșit 114,3 mm – 29–35 cabluri.
Nuanța nr. 2 – revenire
Aici este necesar să revenim la diagrama lui L. G. Goncharov, pe care am citat-o deja mai sus. Cu toate acestea, acum ar trebui să acordați atenție nu la stânga, ci la extrema dreaptă „squiggle”. Esența sa este foarte simplă - de-a lungul axei Y avem abaterea de la normala proiectilului atunci când lovește armura, iar de-a lungul axei X avem grosimea maximă a armurii (în calibre) pe care o poate în general un proiectil cu o astfel de abatere. pătrunde.
Cum funcționează?
Să ne uităm la asta cu un exemplu.
Să presupunem că proiectilul nostru lovește placa de blindaj de 173 mm a cetății Mikasa de la o distanță de 20 de cabluri, în timp ce unghiul de abatere de la normal este egal cu unghiul de incidență al proiectilului (ceva de aproximativ 2,46 grade). Ne uităm la curba cea mai din stânga a diagramei și vedem că placa normalizează complet astfel de unghiuri. În consecință, un proiectil, care a pătruns într-o placă de 173 mm, va ieși din el cu o abatere de la normala de 0. Aceasta înseamnă că va ajunge la teșit, deplasându-se paralel cu suprafața apei, prin urmare, abaterea de la normală. la lovirea teșitului va fi de 55 de grade.
Ne uităm acum la curba din dreapta și vedem că, cu o astfel de abatere de la normal, proiectilul este capabil să pătrundă în grosimea armurii de aproximativ 0,363 din calibrul său.
Deoarece luăm în considerare un proiectil de 12 inci, calibrul acestuia va fi de 304,8 mm, iar grosimea blindajului pătruns va fi de 111 mm. Dar teșirea navei de luptă japoneze era de 114,3 mm!
În același timp, L. G. Goncharov subliniază că:
Astfel, se dovedește că calculele de mai sus privind vulnerabilitatea cetății în zonele protejate de teșituri de 114,3 mm grosime nu au sens, deoarece obuzele care le lovesc nu ar trebui să străpungă o astfel de teșire, ci să ricoșeze din ea.
Desigur, împotriva acestei teze poate fi ridicată o obiecție serioasă.
Faptul este că teșitul japonez avea o grosime totală de 114,3 mm, dar nu era monolitic, ci era format din 4 straturi - trei de oțel și o armură. Evident, dacă în loc de această plăcintă s-ar folosi o placă de blindaj monolitică, atunci grosimea sa cu durabilitate egală ar fi semnificativ mai mică de 114,3 mm de teșit și 111 mm de armură, pe care un proiectil de 12 inch ar putea încă să pătrundă dacă ar fi deviat de la 55 normal. deg. Adică, dacă socotim nu după grosimea reală, ci după grosimea dată a armurii, atunci proiectilul rus pătrunde complet în teșirea indicată, iar prevederile lui L. G. Goncharov privind ricoșetul nu sunt aplicabile acestuia.
Dar există un contraargument la această obiecție. Faptul este că diagrama lui L. G. Goncharov este folosită pentru toate tipurile de armuri, atât cimentate, cât și omogene. Este destul de evident că armura omogenă va fi mult inferioară armurii cimentate în ceea ce privește durabilitatea, cu o abatere relativ mică de la normal. Cu toate acestea, acest factor este ignorat de profesorul L. G. Goncharov - curbele sale sunt folosite pentru toate tipurile de armuri.
Acest lucru sugerează că, dacă unghiul de contact al proiectilului cu placa este aproape de limita la care este posibil să-l pătrundă, atunci rezistența armurii nu afectează grosimea armurii, ci doar viteza proiectilului. necesar pentru a o depăși. Această teză nu este ușor de înțeles, așa că o voi explica cu un exemplu.
În diagramă vedem că, cu o abatere de la normală de aproximativ 26 de grade, proiectilul este capabil să pătrundă o armură egală cu calibrul său în grosime.
Adică, un proiectil de 12 mm este capabil să pătrundă (maximum) o placă de blindaj de 304,8 mm. Evident, o va străbate doar dacă lovește cu o anumită viteză. Pentru armura Krupp, cu „K” = 2, această viteză va fi egală cu 275 m/s. Dar chiar dacă am aduce viteza proiectilului la 699,5, 750 sau 800 m/s, acest lucru nu ar permite proiectilului să pătrundă în armuri cu o grosime mai mare de 900 mm - aceasta este grosimea maximă care poate fi pătrunsă la un unghi de abatere de la normală de 304,8 de grade pentru 26 -dm de proiectil, iar o creștere suplimentară a vitezei proiectilului nu crește grosimea armurii pătrunsă la un unghi dat.
Deci, dacă luăm armura omogenă obișnuită în loc de armura cimentată Krupp, cu „K” = 1, atunci placa de blindaj de 100 mm cu aceeași abatere a traiectoriei proiectilului de la normal este de 304,8 de grade. va fi pătruns deja cu o viteză a proiectilului de 26 m/s. Dar dacă creștem această viteză la 338 m/s, la care Krupp cimentat este pătruns în aceste condiții, sau chiar mai mult, tot nu vom putea pătrunde armuri omogene mai groase de 699,5 mm.
Aceasta este esența diagramei lui L.G Goncharov, care arată că există o relație între unghiurile de abatere de la normal și grosimea armurii care este pătrunsă și nu este afectată de viteza proiectilului pe armură; durabilitatea armurii). Însuși L.G Goncharov vorbește despre asta.
Datorită celor de mai sus, teșirea de 114,3 mm a Mikasa nu poate fi pătrunsă la aproape orice distanță de luptă care este rezonabilă pentru războiul ruso-japonez. Pentru că un proiectil de 12 inci, indiferent de viteza pe care o are la contactul cu teșitul, nu ar trebui să pătrundă, ci să ricoșeze din el.
Desigur, atunci când bucăți de oțel cu o greutate de 331,7 kg încep să zboare în aer, orice este posibil. După cum am arătat în mod repetat înainte, formulele de penetrare a armurii sunt de natură strict probabilistică. Există o situație foarte reală în care teșitul de 114,3 mm al navei de luptă japoneze va fi în continuare străpuns - chiar dacă, conform formulelor și graficelor, acest lucru pare a fi imposibil. Dar probabilitatea unui astfel de rezultat ar trebui să fie evaluată ca fiind minimă - adică, cu mai multe lovituri pe teșit, poate că o cochilie nu va ricoșa, ci o va străpunge.
Ca întotdeauna, sunt gata să discut despre punctele pe care le-am spus mai sus și voi fi foarte bucuros să ascult criticile constructive din partea cititorilor interesați de subiect.
Și – îmi voi permite o mică intrigă.
Indiferent dacă teza mea despre teșiturile de 114,3 mm este corectă sau nu, în timpul lucrului la acest articol am ajuns la concluzii foarte surprinzătoare despre sistemele de rezervare ale navelor de luptă escadrilă din războiul ruso-japonez, care sunt extrem de diferite de cele în general. vederi acceptate. Pe care o voi împărtăși în următorul articol la care lucrez în prezent.
Va urma...
informații